Кишкові бактерії програмують метаболічні ритми всмоктування поживних речовин, показує a
Дослідники з UT Southwestern виявили ключовий фактор, який допомагає синхронізувати засвоєння поживних речовин у кишечнику з ритмом циркадного циклу. Результати можуть мати значні наслідки для ожиріння у багатих країнах та недоїдання у бідних країнах.
Дослідники встановили, що хороші бактерії в кишечнику ссавців програмують швидкість метаболізму, яка регулює поглинання жиру. Вони також виявили, що бактерії програмують ці добові ритми, активуючи білок, який називається гістоновою діацетилазою 3 (HDAC3), що виробляється клітинами кишечника. Ці клітини виступають проміжними речовинами між бактеріями, які сприяють перетравленню їжі та білків, що дозволяють поглинати поживні речовини.
Дослідження, проведене на лабораторних мишах, показало, що HDAC3 активізує гени, що беруть участь у поглинанні жиру, і що HDAC3 взаємодіє з біологічними годинниками в кишечнику, регулюючи ритмічний спад і потік білків, що збільшують поглинання жиру. Це регулювання відбувається вдень у випадку людей, які харчуються вдень, а вночі - у випадку мишей, які їдять вночі.
"Мікробіом навіть взаємодіє з метаболічними механізмами, щоб зробити засвоєння жиру більш ефективним. Але коли жиру надмірно багато, це спілкування може призвести до ожиріння ", - сказав провідний автор доктор Чжен Куанг, докторант Медичного інституту Говарда Хьюза, цитований sciencedaily.com.
Гістонічні зміни, що виробляються такими ферментами, як HDAC3, контролюють експресію генів, які в свою чергу утворюють білки, що відповідають за активність клітин. Дослідники вирішили провести дослідження на мишах, пов’язане зі змінами гістонів, на які, схоже, впливали циркадні ритми.
Порівнюючи нормальних мишей з безмікробними мишами, яких вирощують у середовищі, вільному від мікробів, дослідники виявили, що деякі зміни гістонів, у тому числі викликані HDAC3, були циркадними у нормальних, але нерухомих мишей у безмікробних мишей.
Після дослідження вчені розробили лабораторних мишей, у яких у кишечнику не було білка HDAC3.
Миші, яких вони генерували, поводились природно, коли вони харчувались нормально, але коли дослідники дали їм дієту з високим вмістом жирів і вуглеводів, схожу на звичайну дієту в США, вони виявили, що вони страждають ожирінням.
"Більшість мишей на цій дієті страждають ожирінням. Дивно, але ті, хто не мав HDAC3 в кишечнику, змогли споживати дієту з високим вмістом жиру та вуглеводів і залишатися нормальними. Наші результати свідчать про те, що мікробіом і циркадні годинники еволюціонували, щоб спільно регулювати обмін речовин », - пояснили дослідники.
Потім вони порівняли мишей, що не містять HDAC3, та мишей, що не містять мікробів. Вони виявили, що обидві групи мишей демонстрували однакові плоскі, неритмічні гістологічні зміни, що підтверджує важливість HDAC3 у циркадних ритмах.
У кожній клітині тіла є молекулярний годинник, який керує процесами організму. Дослідження показало, що HDAC3 прикріплюється до клітинного годинника, щоб гарантувати, що засвоєння жиру є найвищим, коли ссавці не сплять і їдять.
"Ця регуляторна взаємодія, ймовірно, не розвинулася, щоб зробити нас більш ожиріними, але в поєднанні з сьогоднішньою калорійною дієтою з'являється ожиріння. Результати також припускають, що порушення взаємодії між мікробіотою та біологічним годинником може зробити нас більш схильними до ожиріння. Ці перебої часто трапляються у повсякденному житті, коли ми приймаємо антибіотики, працюємо у нічні зміни або подорожуємо за кордон. Але поломки в підсумку можуть призвести до нових методів лікування ожиріння та можливого недоїдання шляхом зміни кишкових бактерій ", - додав доктор Хупер.