Кишкова мікробіота, орган сам по собі - ПОГОВОРИМО НАУКИ - Музей

ПОГОВОРИМО НАУКИ

  • лабораторні новини (7)
  • біорізноманіття (12)
  • ботаніка (7)
  • мозок (5)
  • колекція (5)
  • колекційний музей (10)
  • види (7)
  • еволюція (6)
  • флора (5)
  • жираф (1)
  • генетика (8)
  • ведмідь (6)
  • дослідження (5)
  • здоров'я (6)
  • svt (19)

Новини з лабораторій

лабораторні новини, мозок, дослідження, мікробіота, кишечник

Незважаючи на життя з цими мільярдами бактерій у зрілому віці, новонароджений при народженні стерильний . Перший контакт з бактеріями відбувається під час пологів. Склад мікробіоти сильно варіюється в перші місяці життя залежно від проходження бактерій у наш травний тракт. Різноманітність бактерій, що є в нашому травному тракті, поступово збільшується і приблизно у віці двох років мікробіота стабілізується, щоб бути функціонально близькою до тієї, що виявляється у зрілому віці. Однак ця стабільність є неміцною, оскільки мікробіота піддається багатьом чинникам, які можуть її змінити, наприклад, занадто жирному харчуванню або частому прийому антибіотиків.

орган

Розподіл бактерій по травному тракту не є однорідним. Справді, шлунок - це середовище, дуже бідне на бактерії (приблизно 100 бактерій на грам вмісту шлунку), оскільки його кислий рН та наявність травних ферментів не є сприятливими для росту бактерій. Крім того, збільшується концентрація бактерій уздовж травного тракту максимум в товстій кишці (приблизно 1000 мільярдів бактерій на грам вмісту кишечника). Тому товста кишка є улюбленим місцем життя наших кишкових бактерій, оскільки умови є оптимальними: температура постійна (37 ° C), середовище мало кислотне і багате водою, транзит повільний, а їжі багато.

На практиці важко передбачити відновлення кишкових бактерій безпосередньо з товстої кишки, оскільки ця процедура є інвазивною для пацієнта і вимагає анестезії. Однак дослідники це показали кишкові бактерії в калі були подібні до тих, що знаходяться всередині товстої кишки . В результаті вивчення набагато легшого стільця стало стандартною практикою характеристики мікробіоти. Аналіз бактеріальної ДНК, присутньої в калі, дозволяє визначити, які бактерії присутні і в якій кількості. Таким чином, кишечник людини в основному містить три основні групи бактерій: фірмикути, бактероїдети та актинобактерії. Кожна з цих груп сама складається з сотень видів бактерій.

Дослідження участі мікробіоти у розвитку метаболічних захворювань є результатом простої епідеміологічної знахідки: люди з ожирінням, які страждають на цукровий діабет 2 типу, відрізняються мікробіотою від здорових 1 . Це пов’язано з тим, що ці пацієнти мають менш різноманітну мікробіоти, це означає, що вони мають менше різних видів бактерій в кишечнику. Крім того, види, що там присутні, не є однаковими з видами, що зустрічаються у здорової особини. З іншого боку, під час дієти, яка спричиняє втрату ваги, ми бачимо, що мікробіота людей з ожирінням змінюється так, щоб нагадувати мікрофлору худої людини. З огляду на ці спостереження, стає законним задаватися питанням, чи не має ця різка зміна кишкових бактерій наслідки для розвитку метаболічних захворювань. Щоб відповісти на це питання, наукове співтовариство звернулося до модель вибору для метаболічних захворювань миші, тому що ці гризуни розвивають ожиріння та діабет 2 типу, коли протягом декількох тижнів їх годують дієтою з високим вмістом жиру та цукру.

Одне з перших досліджень, проведених на мишах у 2004 р., Дуже дивно показало, що миші без будь-яких бактерій у кишечнику (ми аксенові миші ) не набирав вагу, харчуючись цією дієтою з високим вмістом жиру та цукром 2 .

Тому це перше дослідження показало, що мікробіота кишечника необхідна для набору ваги. В іншому новаторському дослідженні кишкові бактерії у випорожненнях худих людей та хворих на ожиріння були виділені та передані двом групам аксенних мишей (ми говоримо про колонізація ). Миші, які отримували мікробіоти від пацієнтів із ожирінням, швидше зростали і ставали товстішими, ніж миші, кишечник яких був колонізований мікробіотою у худих пацієнтів 3. Ці результати дозволяють припустити, що кишкові бактерії, які є у пацієнта з ожирінням, беруть участь у його прирості жиру. .

За яких явищ мікробіота здатна контролювати збільшення ваги ?

Кілька недавніх досліджень показали, що перетравлення мікробіотою деяких сполук у харчовому болюсі може призвести до виробництво запальних та шкідливих похідних для господаря . Наприклад, перетворення карнітину (молекула, природно присутня в червоному м’ясі) деякими типами кишкових бактерій призводить до утворення триметиламіну. Потрапляючи в організм, триметиламін сприяє утворенню атеросклеротичні бляшки може блокувати артерії 5. Ще один приклад відзначив наукове співтовариство у 2014 р. Два дослідження, опубліковані в престижному журналі Nature, показали, що деякі харчові підсолоджувачі, присутні в промисловій їжі, можуть метаболізуватися мікробіотою. Ця трансформація може призвести до утворення протизапальних сполук і, таким чином, сприяти виникненню деяких захворювань, таких як діабет 2 типу або ожиріння 6 7. Однак ці результати були отримані на мишах, і перенесення на людей ще не доведено.

Крім того, французьке дослідження навіть показує, що певні кишкові бактерії, такі як Кишкова паличка може вплинути на наш апетит, виробляючи сполуку: білок Clpb. Цей мікробний білок дуже нагадує сатіетогенний гормон: меланокортин. Іншими словами, ці бактерії змогли б виробляти цю сполучну речовину, що пригнічує апетит який діяв би на мозок та імітував вплив меланокортину. Насправді, коли ця бактерія потрапляє в кишечник мишей, вони зменшують споживання їжі і втрачають вагу 8 .

Участь кишкової мікробіоти у багатьох патологіях підштовхнула її до рангу терапевтичної мішені. Протягом декількох років передбачалося кілька видів втручання. Перш за все, найпростіший з них полягає у введенні перорально в кишечник хворої людини одного або декількох видів живих бактерій із сприятливим впливом: це пробіотики . Небагато досліджень на людях показали ефективність пробіотиків для лікування метаболічних захворювань. Тим не менш, у мишей з'явилися перспективні потенційні клієнти. Наприклад, бельгійська команда виявила, що кишкові бактерії Аккермансія Мучініфіла, зазвичай присутній у кишечнику тонких мишей, майже не існував у кишечнику ожирілих мишей. Крім того, лікування мишей, які харчуються цією бактерією на дієті з високим вмістом жиру та цукру, запобігає появі ожиріння та діабету 2 типу. Ще одне недавнє дослідження показало, що худі люди мали мікробіоти, багаті сімейством бактерій. Christensenellaeae . Потрапляючи в кишечник мишей, ці бактерії з мікробіоти людини зменшують вагу мишей 10 .

Інший класичний терапевтичний підхід полягає у годуванні клітинами певних корисних кишкових бактерій, що є в нашому кишечнику: це пребіотики . У нашій команді ми показали, що введення полідекстрози (пребіотику) мишам, що страждають ожирінням/діабетом, може запобігти появі метаболічних захворювань.

Нарешті, аналіз мікробіоти може допомогти лікарю в лікуванні ожиріння та діабету. Дійсно, кожен з нас має унікальну мікробіоти. Отже, - з кожним прийомом їжі наша мікробіота по-своєму перетравлює різні споживані компоненти. Ізраїльське наукове дослідження показало, що підвищення рівня цукру в крові (концентрація цукру в крові) після їжі можна передбачити, просто подивившись на бактерії, що присутні в кишечнику осіб, відібраних для дослідження. Крім того, дослідники показали, що перетравлення однієї і тієї ж їжі двома різними людьми може спричинити абсолютно різний рівень цукру в крові. Наприклад, вживання банана призведе до різкого підвищення рівня цукру в крові у однієї людини, не змінюючи нічого у іншої. Тому, одна і та ж їжа не має однакового впливу на здоров’я у всіх, оскільки мікробіота засвоює її по-різному. Аналіз нашої мікробіоти повинен дати можливість найближчим часом краще визначити продукти, корисні для нашої мікробіоти, а отже і корисні для нашого організму 12 .

Довго ігнорується, мікробіота кишечника зараз вважається повноцінним органом, який прекрасно взаємодіє з господарем. Він більш-менш безпосередньо брав участь у розвитку численних патологій. Дослідження цих коменсальних бактерій продовжують прогресувати, але багато ролей ще потрібно відкрити.

**************************************************** * *************************************************** ** **************************
Стаття написана та зображена в авторефераті Саймоном Ніколасом, докторантом третього курсу I2MC: Інститут метаболічних та серцево-судинних захворювань, Тулуза. INSERM/Університет Поля Сабатьє (UPS). Опубліковано 29 лютого 2016 року в розділі Parlons Sciences на веб-сайті Музею Тулузи.

1. Ley RE, Turnbaugh PJ, Klein S, et al. Мікробна екологія: мікроби кишечника людини, пов’язані з ожирінням. Nature 2006; 444: 1022-3.

2. Backhed F, Manchester JK, Semenkovich CF, et al. Механізми, що лежать в основі стійкості до ожиріння, спричиненого дієтою, у безмікробних мишей. Proc Natl Acad Sci U S A 2007; 104: 979-84.

3. Рідаура В.К., Віра Дж. Дж., Рей Ф.Є. та ін. Мікробіота кишечника від розбратних близнюків щодо ожиріння модулює метаболізм у мишей. Science 2013; 341: 1241214.

4. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, et al. Мікробіом кишечника, пов’язаний із ожирінням, зі збільшеною здатністю до збору енергії. Nature 2006; 444: 1027-31.

5. Koeth RA, Wang Z, Levison BS та ін. Метаболізм кишкової мікробіоти L-карнітину, поживної речовини в червоному м’ясі, сприяє розвитку атеросклерозу. Nat Med 2013; 19: 576-85.

6. Suez J, Korem T, Zeevi D, et al. Штучні підсолоджувачі викликають непереносимість глюкози, змінюючи мікробіоти кишечника. Nature 2014; 514: 181-6.

7. Chassaing B, Koren O, Goodrich JK та ін. Дієтичні емульгатори впливають на мікробіоти кишечника миші, сприяючи коліту та метаболічному синдрому. Nature 2015; 519: 92-6.

8. Tennoune N, Chan P, Breton J, et al. Бактеріальний білок теплового шоку ClpB, антиген-міметик анорексигенного пептиду альфа-MSH, в основі виникнення розладів харчування. Transl Psychiatry 2014; 4: e458.

9. Everard A, Belzer C, Geurts L, et al. Перехресні розмови між Akkermansia muciniphila та кишковим епітелієм контролюють ожиріння, спричинене дієтою. Proc Natl Acad Sci U S A 2013; 110: 9066-71.

10. Гудріч Дж. К., Уотерс Дж. Л., Пул А. С. та ін. Генетика людини формує мікробіом кишечника. Клітина 2014; 159: 789-99.

11. Vrieze A, Van Nood E, Holleman F, et al. Передача кишкової мікробіоти від худих донорів підвищує чутливість до інсуліну у осіб з метаболічним синдромом. Гастроентерологія 2012; 143: 913-6 e7.

12. Zeevi D, Korem T, Zmora N, et al. Персоналізоване харчування шляхом прогнозування глікемічних відповідей. Клітина 2015; 163: 1079-94.