XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

ВВЕДЕНИЕ

Шизофрения — серьезное психическое расстройство, затрагивающее около 1% населения и проявляющееся разнообразными симптомами, включая бред, галлюцинации и эмоциональную бедность.

Данная статья подчеркивает важность исследования воспалительных процессов как ключевого элемента в патогенезе шизофрении. Современные исследования показывают, что изменения в составе микробиома могут приводить к нарушению иммунного ответа и повышению уровня воспалительных маркеров, что, в свою очередь, может усугублять психические симптомы. Статья также рассматривает перспективные методы лечения, которые могут помочь в восстановлении нормального состояния микробиома, что потенциально улучшает психическое здоровье пациентов и расширяет горизонты в области психиатрии.

Актуальность данной темы обусловлена растущими доказательствами, указывающими на влияние микробиома на психическое здоровье. Понимание механизмов, связывающих воспалительные маркеры с шизофренией, открывает новые возможности для разработки эффективных терапевтических подходов.

Шизофрения — это серьезное психическое расстройство, характеризующееся нарушением взаимосвязи между мышлением, эмоциями и поведением. Оно относится к группе психозов и может проявляться бредом или галлюцинациями, хотя эти симптомы не являются обязательными. Также заболевание может проявляться и другими негативными симптомами, такими как апатия, эмоциональная бедность и бедность речи. Шизофрения встречается у примерно 1% населения во всем мире, и, хотя это не самое частое психическое расстройство, её необычные проявления часто ассоциируются с психиатрией.

Заболевание обычно начинается в позднем подростковом возрасте и может приводить к значительным нарушениям социального функционирования. Риск развития шизофренией выше у мужчин, особенно в возрасте 15-25 лет. У женщин риск повышается в период 25-35 лет [1].

Нейробиологические изменения при шизофрении включают структурные изменения мозга и дисрегуляцию нейромедиаторов, таких как дофамин и глутамат, что связано с положительными и негативными симптомами. Несмотря на серьезность, шизофрения поддается лечению, и пациенты не более склонны к правонарушениям, чем психически здоровые. Преодоление стигматизации и предвзятости в обществе также является важным аспектом в понимании этого заболевания [1].

Микробиом человека представляет собой сообщество микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, грибы и археи, обитающих в различных средах, особенно в кишечнике. Он играет ключевую роль в поддержании здоровья организма, участвуя в метаболизме, иммунной функции и синтезе важных веществ, таких как короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), которые могут оказывать влияние на функционирование головного мозга [2].

Существуют доказательства того, что микробиом влияет на психическое здоровье через так называемую ось "кишечник-мозг". Например, изменения в составе микробиома могут быть связаны с развитием психических расстройств, таких как депрессия и шизофрения.

Исследования показывают, что у пациентов с шизофренией наблюдаются изменения в микробиоме, включая повышенные уровни некоторых видов бактерий, таких как Lactobacillus, и сниженные уровни других, например, Ruminococcus [3, 4, 5]. Эти изменения также могут быть связаны с воспалительными процессами и метаболическими нарушениями, которые, в свою очередь, влияют на психическое состояние [6].

Микробиом человека, представляющий собой сложную экосистему микроорганизмов, обитающих в нашем организме, играет ключевую роль в поддержании здоровья и функционировании иммунной системы. Микроорганизмы взаимодействуют с иммунными клетками и могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на иммунный ответ.

Так микробиом кишечника активно участвует в регуляции иммунного ответа. Исследования показывают, что определенные виды бактерий могут способствовать дифференцировке T-клеток, что, в свою очередь, влияет на баланс между провоспалительными (Th1, Th17) и противовоспалительными (Treg) ответами [7, 8]. Например, бактерии рода Bacteroides могут способствовать активации Treg-клеток, что помогает поддерживать иммунный гомеостаз и предотвращает избыточные воспалительные реакции.

Как отмечалось ранее, шизофрения представляет собой сложное психическое расстройство, в патогенезе которого важную роль играют воспалительные процессы.

В последние годы исследования сосредоточились на роли воспалительных маркеров, таких как цитокины и хемокины, в развитии и проявлении шизофрении.

Цитокины — это белки, которые регулируют взаимодействие между клетками иммунной системы и играют важную роль в воспалительных реакциях. У пациентов с шизофренией наблюдается повышенный уровень провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-6 (ИЛ-6) и фактор некроза опухоли альфа (ФНО-α). Эти молекулы участвуют в патогенезе шизофрении, способствуя воспалению в центральной нервной системе [8].

Исследования показывают, что повышенные уровни ИЛ-6 и ФНО-α ассоциированы с ухудшением когнитивных функций и увеличением выраженности позитивных симптомов [9]. Уровни ИЛ-6 и ФНО-αмогут служить не только биомаркерами, но и потенциальными мишенями для терапии. Например, исследования показывают, что снижение уровня этих цитокинов может привести к улучшению клинических показателей у пациентов с шизофренией [6].

Хемокины представляют собой подгруппу цитокинов, которые отвечают за привлечение иммунных клеток к месту воспаления. У пациентов с шизофренией также наблюдаются изменения в уровне хемокинов, таких как CCL2 и CXCL8 [7]. Эти молекулы могут способствовать миграции моноцитов и других иммунных клеток в центральную нервную систему, что может приводить к нейровоспалению и усугублению симптомов шизофрении [10].

Дисбаланс в составе микробиоты, известный как дисбиоз, может привести к хроническому воспалению. Это состояние связано с различными заболеваниями, включая аутоиммунные расстройства и психические заболевания, такие как шизофрения. Воспалительные процессы могут влиять на нейропластичность и функционирование нейротрансмиттерных систем, в частности, системы дофамина и серотонина, что является ключевым аспектом патофизиологии шизофрении [10].

Как было отмечено выше, микробиом также может воздействовать на уровень нейротрансмиттеров, таких как серотонин, который играет важную роль в регуляции настроения и эмоционального состояния, что является важным аспектом в патогенезе шизофрении. Кроме того, микробиом может влиять на проницаемость гематоэнцефалического барьера, что может так же приводить к воспалению в центральной нервной системе и способствовать развитию психических расстройств [10].

Ниже представлены бактерии, которые играют важную роль в микробиоме и его влиянии на психическое здоровье:

1. Lactobacillus: Эта группа бактерий, особенно Lactobacillus rhamnosus, демонстрирует способность влиять на уровень серотонина, что связано с улучшением настроения и уменьшением симптомов тревожности и депрессии. Исследования показывают, что Lactobacillus может повышать уровень ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты) – нейротрансмиттера, которая играет роль в снижении тревожности.

2. Bifidobacterium: Например, вид Bifidobacterium longum связан с улучшением когнитивной функции и снижением симптомов стресса и тревожности. Эта бактерия может способствовать синтезу короткоцепочечных жирных кислот, которые, в свою очередь, могут влиять на уровень серотонина [11].

3. Faecalibacterium prausnitzii: Эта бактерия известна своими противовоспалительными свойствами и может играть роль в поддержании барьерной функции кишечника. Исследования показывают, что низкий уровень Faecalibacterium prausnitzii связан с воспалительными процессами, которые могут влиять на психическое здоровье.

4. Akkermansia muciniphila: Эта бактерия участвует в поддержании целостности кишечного барьера и может влиять на проницаемость гематоэнцефалического барьера. Исследования показывают, что Akkermansia может оказывать положительное влияние на метаболизм и иммунный ответ, что, в свою очередь, может влиять на психическое здоровье [10].

5. Escherichia coli: Некоторые штаммы E. coli могут вызывать воспаление и негативно влиять на психическое здоровье. Изменения в составе штамма могут быть связаны с развитием психических расстройств, таких как депрессия и тревожность [10].

Изменения в микробиоме кишечника могут оказывать значительное влияние на развитие и проявление шизофрении через несколько взаимосвязанных механизмов. Рассмотрим этот процесс поэтапно:

1. Изменения в составе микробиома

Дисбиоз, или нарушение нормального состава микробиома, может проявляться в уменьшении разнообразия микробных видов и увеличении количества патогенных бактерий. В частности, наблюдается снижение уровня таких полезных бактерий, как Lactobacillus и Bifidobacterium, и увеличение количества проинфламаторных бактерий, таких как Escherichia coli и Clostridium [8].

2. Выработка метаболитов

Полезные бактерии, такие как Lactobacillus и Bifidobacterium, вырабатывают меньше короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), таких как ацетат, пропионат и бутиррат. Эти метаболиты имеют несколько важных функций:

• Противовоспалительное действие: КЦЖК могут подавлять активность макрофагов и снижать продукцию провоспалительных цитокинов (например, интерлейкин-6 и ФНО-α) [8].

• Улучшение барьерной функции кишечника: Известно, что бутират способствует поддержанию целостности кишечного эпителия, что предотвращает проникновение токсинов и патогенов в системный кровоток [8, 12, 13].

3. Влияние на воспалительные маркеры

При дисбиозе уровень провоспалительных цитокинов возрастает. Это приводит к системному воспалению, которое может быть связано с:

• Увеличением проницаемости гематоэнцефалического барьера: Воспалительные молекулы могут повреждать барьер, позволяя токсинам и воспалительным клеткам проникать в центральную нервную систему (ЦНС) [14].

• Активацией микроглии: Воспаление активирует микроглию, что приводит к дополнительному высвобождению провоспалительных медиаторов, создавая «порочный круг» [8].

4. Влияние на нейропластичность и нейротрансмиттерный баланс

Системное воспаление и активация микроглии могут влиять на нейропластичность и баланс нейротрансмиттеров:

• Нейропластичность: Воспалительные цитокины могут ингибировать нейрогенез и синаптическую пластичность, что негативно сказывается на обучении и памяти [14].

• Нейротрансмиттеры: Воспаление может приводить к дисбалансу в уровнях нейротрансмиттеров, таких как дофамин, серотонин и глутамат. Например:

  • Дофамин: Изменения в дофаминергической системе могут способствовать развитию таких симптомов шизофрении, как галлюцинации и бред [8].

  • Серотонин: Дисфункция серотонинергической системы может быть связана с негативными симптомами, такими как апатия и социальная изоляция [14].

  • Глутамат: Повышение уровня глутамата может приводить к нейротоксичности и усилению негативных симптомов [8].

5. Проявления шизофрении

В конечном итоге все вышеперечисленные изменения могут проявляться в различных симптомах шизофрении:

• Позитивные симптомы: Галлюцинации, бред, дезорганизованное мышление [14].

• Негативные симптомы: Апатия, неспособность испытывать удовольствие, социальная изоляция [8].

• Когнитивные симптомы: Проблемы с вниманием, памятью и исполнительными функциями [14].

Таким образом, изменения в микробиоме кишечника могут оказать значительное влияние на развитие шизофрении через механизмы, связанные с выработкой метаболитов, воспалительными маркерами, нейропластичностью и балансом нейротрансмиттеров [14, 15].

Исследования показывают, что восстановление нормального состава микробиоты может улучшить симптомы у пациентов с различными психическими расстройствами, включая шизофрению [8, 9, 14].

Пробиотики и пребиотики представляют собой перспективные подходы в терапии шизофрении, учитывая их влияние на микробиом кишечника и, следовательно, на уровень воспалительных маркеров и психическое здоровье. Ниже представлены основные аспекты их применения и эффективность на основе существующих исследований.

1. Пробиотики: представляют собой живые микроорганизмы, которые, вводимые в адекватных количествах, могут приносить пользу организму. Они способствуют восстановлению нормального состава микробиома, что может снизить уровень провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-6 (ИЛ-6) и фактор некроза опухоли альфа (ФНО-α). Тем не менее, результаты клинических исследований показывают ограниченные доказательства их эффективности в улучшении психопатологических симптомов. Например, в одном из систематических обзоров не было выявлено значительной разницы в симптомах шизофрении между группами, получавшими пробиотики и плацебо [14].

2. Пребиотики: представляют собой неперевариваемые пищевые волокна, которые способствуют росту и активности пробиотических микроорганизмов в кишечнике. Они могут улучшать состав микробиоты, способствуя образованию короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), которые оказывают положительное влияние на здоровье кишечника и, возможно, на психическое здоровье [15]. Исследования показывают, что пребиотики могут уменьшать воспаление и улучшать метаболические показатели, что также может быть полезно для пациентов с шизофренией.

3. Комбинированное использование: доказано, что комбинированное использование пробиотиков и пребиотиков, известное как «психобиотики», может представлять собой эффективный подход к улучшению здоровья пациентов с психическими расстройствами. Такие вмешательства могут не только способствовать улучшению состояния микробиома, но и оказывать положительное влияние на психопатологические симптомы и общее состояние здоровья пациентов [15].

Хотя пробиотики и пребиотики могут оказывать положительное влияние на здоровье пациентов с шизофренией, их клиническая полезность требует дальнейшего изучения. Необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить их эффективность и определить оптимальные схемы применения. Важно также учитывать, что пробиотики и пребиотики не должны заменять традиционные методы лечения, а могут использоваться как дополнение к ним [14, 15].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, растущее количество исследований подтверждает, что изменения в составе микробиоты могут оказывать значительное влияние на психическое здоровье, способствуя развитию воспалительных процессов, которые, в свою очередь, могут усугублять симптомы шизофрении.

Пробиотики и пребиотики, как потенциальные инструменты для восстановления нормального состояния микробиоты, могут стать важным дополнением к традиционным методам лечения шизофрении. Однако необходимы дальнейшие исследования для подтверждения их клинической эффективности и определения оптимальных схем применения. В конечном итоге, комплексный подход к лечению шизофрении, учитывающий влияние микробиома и воспалительных процессов, может значительно улучшить качество жизни пациентов и расширить возможности в области психиатрии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Скугаревская М. М. Шизофрения Учебно-методическое пособие / Скугаревская М. М. — . — Минск: БГМУ, 2021 — 31 c.

2. Хафнер М. Микробиом человека / Хафнер М. [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://www.endotube.ru/upload/post/microbiom/Основы%20микробиома%20от%20проф.%20Хафнера%20на%20русском%20языке.pdf (дата обращения: 10.12.2024).

3. BIOCODEX Microbioma Institute Психическое здоровье и микробиота кишечника - Открывая новые терапевтические методики? / BIOCODEX Microbioma Institute : , 2019 — 10 c.

4. Kharchenko, Yuliia & Zhyliuk, Volodymyr. (2019). Микробиоценоз организма человека. Факторы, влияющиенаегосостояние, икоррекция.

5. Szeligowski T, Yun AL, Lennox BR and Burnet PWJ (2020) The Gut Microbiome and Schizophrenia: The Current State of the Field and Clinical Applications. Front. Psychiatry 11:156. doi: 10.3389/fpsyt.2020.00156

6. Андросова Л.В., Михайлова Н.М., Зозуля С.А., Дупин А.М., Клюшник Т.П. Маркеры воспаления при шизофрении позднего возраста. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2014;114(12):60 64. Androsova LV, Mikhaĭlova NM, Zozulya SA, Dupin AM, Klyushnik TP. Inflammatory markers in schizophrenia in aged. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2014;114(12):60 64. (In Russ.)

7. Liu, Jonathan & Gorbovskaya, Ilona & Hahn, Margaret & Mueller (Müller), Daniel J.. (2021). The Gut Microbiome in Schizophrenia and the Potential Benefits of Prebiotic and Probiotic Treatment. Nutrients. 13. 1152. 10.3390/nu13041152.

8. Manu P., Correll C. U., Wampers M., Mitchell A. J., Probst M., Vancampfort D., Hert M. D. Маркёрывоспаленияпришизофрении: естьлипричинно-следственнаясвязь? / Manu P., Correll C. U., Wampers M., Mitchell A. J., Probst M., Vancampfort D., Hert M. D. // World Psychiatry. — 2014. — № 2. — С. 189-192.

9. Меламуд М. М., Ермаков Е. А., Бойко А. С., Камаева Д. А. Концентрация цитокинов и их взаимосвязь с клиническими проявлениями у больных шизофренией / Меламуд М. М., Ермаков Е. А., Бойко А. С., Камаева Д. А. [Электронный ресурс] // ИХБФМ СО РАН : [сайт]. — URL: https://www.tnimc.ru/upload/nauka_files/nauchnie_meropriyatia/yng_sci_cgrs_05_22/Психиатрия/Меламуд.pdf (дата обращения: 10.12.2024).

10. Зозуля С.А., Сарманова З.В., Отман И.Н., Клюшник Т.П. Маркеры воспаления при шизофрении для науки и практики. Доктор.Ру. 2023;22(6):7–14. DOI: 10.31550/1727-2378-2023-22-6-7-14

11. Бочарова, А & Степанов, В & Marusin, Andrey & Харьков, В & Вагайцева, К & Федоренко, О & Бохан, Н & Семке, А & Иванова, С. (2017). Анализ ассоциаций генетических маркеров шизофрении и ее когнитивных эндофенотипов. Генетика. 53. 100-108. 10.7868/S0016675817010039.

12. Василева С. С., Юаньхао Я., Бейкер А., Сискинд Д., Граттен Д., Эйлз Д. Джамапсихиатрия / Василева С. С., Юаньхао Я., Бейкер А., Сискинд Д., Граттен Д., Эйлз Д. // JAMA Psychiatry : [сайт]. — URL: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.c121b89c-675fb979-95b72235-74722d776562/https/pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38294805/ (дата обращения: 10.12.2024).

13. Барыльник Ю. Б., Шульдяков А. А., Филиппова Н. В. и др. Микробиом кишечника человека и психическое здоровье: состояние проблемы / Барыльник Ю. Б., Шульдяков А. А., Филиппова Н. В. и др. // cyberleninka. — 2015. — № 3. — С. 30-41.

14. Qin Xiang Ng, Alex Yu Sen Soh, Nandini Venkatanarayanan, Collin Yih Xian Ho, Donovan Yutong Lim, Wee-Song Yeo A Systematic Review of the Effect of Probiotic Supplementation on Schizophrenia Symptoms / Qin Xiang Ng, Alex Yu Sen Soh, Nandini Venkatanarayanan, Collin Yih Xian Ho, Donovan Yutong Lim, Wee-Song Yeo [Электронныйресурс] // Neuropsychobiology : [сайт]. — URL: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.9cafca84-675fba6f-1c26f24d-74722d776562/https/pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30947230/ (датаобращения: 10.12.2024).

15. Alfonso Sevillano Jiménez Efficacy of Prebiotic and Probiotic Dietary Modulation in Schizophrenic Disorders / Alfonso Sevillano Jiménez [Электронныйресурс] // Good Clinical Practice NETWORK : [сайт]. — URL: https://ichgcp.net/clinical-trials-registry/nct04366401 (датаобращения: 10.12.2024).