Дослідження досліджує взаємодію між харчовими жирами та кишковою мікробіотою, технічне
Холестерин є важливою частиною головоломки, що спалює жир
В енергетичному балансі кишкові бактерії відіграють недостатньо зрозумілу роль, на яку впливає дієта. Найважливіші поживні компоненти невідомі. Команда Мюнхенського технічного університету (TUM) вперше змогла довести, що миші без мікробіоти кишечника жирують з рослинними жирами, але не з тваринами. Важливою знахідкою дослідження є те, що холестерин у тваринних жирах має вирішальний вплив на кишкові процеси.
Ожиріння, діабет та супутні захворювання є одними з найпоширеніших проблем здоров'я в західних суспільствах, і все більше людей у країнах, що розвиваються, страждають від них. Згідно з дослідженням, опублікованим навесні в The Lancet, понад 600 мільйонів людей у всьому світі страждають ожирінням.
На додаток до знань про те, що ожиріння є наслідком дисбалансу між споживанням калорій та використанням енергії, вже давно відомо, що заселення кишечника бактеріями (кишкова мікробіота) також впливає на енергетичний обмін. Пізніші дослідження показали, як зміни в колонізації кишечника, спричинені відповідною дієтою, погіршують енергетичний обмін та сприяють ожирінню та діабету.
Отже, для нового дослідження, опублікованого в “Молекулярному метаболізмі”, порівнювали жири та їх вплив на мікробіоти кишечника. Без зародків мишей, які не містять жодної мікробіоти в кишечнику, протягом чотирьох тижнів годували дієтою з високим вмістом жиру на основі сала або пальмової олії. Для порівняння той самий корм давали мишам з нормальною колонізацією в кишечнику.
Дієти з високим вмістом тваринного жиру не обов'язково призводять до ожиріння
Результат приніс три вирішальні висновки: Першопочатковим спостереженням було те, що миші, що не містять зародків, які харчуються великою кількістю тваринного жиру (сала), не набирають жиру в організмі. У той же час інша група, яка отримувала дієту, збагачену рослинним жиром (пальмовою олією), продемонструвала повний прояв ожиріння, пов’язаного з дієтою.
На відміну від них, групи порівняння з нормальною мікробіотою кишечника страждали ожирінням, незалежно від того, годували їх салом або пальмовою олією. Лише тип дієтичних жирів вирішально змінив мишей, що не містять мікробів: ожиріння, пов’язане з дієтою, спостерігалося лише з рослинними жирами, а не з тваринами.
Порушення травлення жиру призводить до зміненого обміну речовин
"Корм з великою кількістю сала стимулює організм згоряти у мишей, що не містять зародків", - пояснює професор Мартін Клінгенспор з кафедри молекулярної харчової медицини Центру Else Kröner-Fresenius (EKFZ) Технічного університету Мюнхена, другий, центральний результат. "Це означає: Більша частка харчової енергії спалюється в метаболізмі", - говорить Клінгенспор. Швидкість базального метаболізму у безмікробних мишей була відповідно збільшена.
Більше того, тваринні жири можуть засвоюватися і перероблятися гірше: "Оскільки вони гірше використовують корм із салом, миші, що не містять мікробів, змінюють свій метаболізм, збільшуючи метаболізм вуглеводів, оскільки харчові жири доступні лише обмежено", - підсумовує Клінгенспор за результатами дослідження.
Мікробіота впливає на метаболізм холестерину
Два дієтичні жири, використані для дослідження, принципово різні: пальмова олія майже не містить холестерину, тоді як сало багате холестерином. Оскільки це пов'язано з підвищеним ризиком серцевого нападу, холестерин негативно зайнятий. Але неповажний холестерин стеролу також важливий, оскільки він є будівельним елементом клітинної мембрани та попередником стероїдних гормонів та жовчних кислот.
Рослинні жири, що харчуються для поточного дослідження, містять так звані фітостерини, такі як ситостерин, які пригнічують всмоктування холестерину в кишечнику. Навпаки, пропозиція та доступність холестерину в тваринних жирах знову значно зростає. Чи може холестерин в салі у безмікробних мишей сповільнити накопичення жиру та збільшити базальний обмін речовин?
Аналіз метаболітів, які є проміжними продуктами, що утворюються під час метаболізму, та пов'язаних з ними метаболічних шляхів у кишечнику мишей призвів до несподіваного: стероїди, стероїдні гормони та жовчні кислоти, які є хімічними похідними холестерину, показали помітні зміни, що відбулися під час годування салом пішли разом
Стероїдний гормон естрадіол збільшує споживання енергії
Підвищення концентрації стероїдних гормонів може пояснити підвищений рівень базального метаболізму: Наприклад, підвищений рівень естрадіолу - стероїдного гормону, який відіграє вирішальну роль у втраті ваги, оскільки збільшує споживання енергії. У той же час він бере участь в метаболізмі жовчних кислот, завдяки чому зберігається менше жиру. Насправді зменшення жовчних кислот у кишечнику було вимірюваним.
Ці зміни в холестерині та продуктах його метаболізму можна пояснити відсутністю мікробіоти. Оскільки у нормально колонізованих мишей мікробіота бере участь у метаболізмі холестерину і таким чином підтримує ефективне використання тваринних жирів, що, однак, призводить до ожиріння.
Ось чому міждисциплінарна команда навколо професора Клінгенспора з EKFZ, професора Дірка Халлера з кафедри харчування та імунології, д. Том Клавель на посаді керівника молодшої дослідницької групи “Мікробіом кишечника” Центрального інституту харчових досліджень та харчових продуктів (ZIEL), професор Ханнелоре Даніель із кафедри харчової фізіології, професор Карл-Хайнц Енгель із кафедри загальних харчових технологій та професор Філіп Шмітт-Копплін із кафедри В кінці дослідження аналітична харчова хімія досліджує, що відбувається в кишковій флорі та як це разом із типом дієти впливає на метаболізм.
Мікробіота кишечника регулює взаємодію між дієтою та господарем
Це призвело вчених до третього висновку: у тестових групах із нормально колонізованою кишкою порівняння годування пальмовою олією та свинячим жиром виявило незначні відмінності у складі бактерій. У мишей, які годували салом, були виявлені окремі штами бактерій, які впливали на рівень жовчних кислот у кишечнику. Насправді відомо, що один із цих штамів здатний метаболізувати холестерин. З цього можна зробити висновок, що зміни мікробіоти, спричинені типом харчових жирів, впливають на метаболізм стеринів та жовчних кислот у кишечнику. Ці похідні холестерину змінюють травлення та спалювання жиру, і вони допомагають визначити, розвивається ожиріння, пов’язане з дієтою - чи ні.