Мікроби впливають на наші знання ваги
Оновлено: 17.01.19 - 00:31
Кишечник - це не просто буденний травний тракт. Його мікробна флора також контролює обмін речовин і масу тіла
Герман Фельдмайєр
Міріади мікроорганізмів колонізують кишечник. Протягом десятиліть дослідники мало цікавилися нашими крихітними сусідками по кімнаті. Зараз це змінюється: дослідження мікробіомів зарекомендували себе. Вся справа в бактеріях у травному тракті.
Для Чжао Ліпінга з Центру системної біомедицини при Університеті Цзяо Тонг в Шанхаї вступ до цієї галузі досліджень розпочався зі стипендії в США. Прибувши як стрункий молодий академік, через кілька років він покинув університет Корнелла в Нью-Йорку, маючи 30 кілограмів зайвої ваги та пошкодивши здоров’я фастфудом.
Худнути з ямсом
Повернувшись на батьківщину, він згадував традиційні рецепти проти ожиріння і прописав дієту, виготовлену з китайського ямсу (Dioscorea opposita) та гіркої дині (Momordica charantia). Потроху він втрачав зайву вагу, рівень ліпідів у крові нормалізувався, і він почувався таким же здоровим, як і коли був студентом.
Переконавшись, що лікарські рослини традиційної китайської медицини є причиною схуднення - а не браку фаст-фуду - навчений мікробіолог аналізував склад свого кишкового мікробіома через рівні проміжки часу і був вражений змінами.
Таким чином, паралельно із зникненням зайвого бекону, у флорі кишечника раптово з’явилася бактерія Faecalibacterium prausnitzii. Спочатку лише у вигляді сліду характерних фрагментів ДНК, потім у бактеріологічно виявлених кількостях. Наприкінці самоексперементу мікроб становив близько 15 відсотків загальної кількості мікробних мешканців його кишечника.
Мікробіологу було ясно, що це ще не довело причинно-наслідковий зв'язок між наявністю Faecalibacterium prausnitzii, з одного боку, зниженням ваги та нормалізацією ліпідів у крові, з іншого. Можливо, зародкові речовини фекалій - це просто бактеріальний вершник, який знайшов для нього відповідну екологічну нішу в кишковій флорі, модифікованій зміною харчових звичок.
Щоб спростувати це можливе пояснення, китайський вчений вирішив проводити систематичні дослідження. Спочатку з мишами, потім з порошками, у яких немає мікробів (кишечник яких дуже схожий на людський), а нещодавно і з його співвітчизниками. Оскільки в Китаї сьогодні також зростає ожиріння, діабет та серцево-судинні захворювання.
Навіть під час перших експериментів Чжао Ліпін потрапив у бичаче око: він дозволяв лабораторним мишам їсти нормальну, низькокалорійну, а потім надзвичайно жирну їжу кожні два тижні. Одночасно аналізували склад кишкової флори за допомогою молекулярно-біологічних методів та визначали абсолютну частку окремих видів у загальній популяції всіх бактерій.
Якщо миші отримували гранули з високим вмістом жиру, у їх екскрементах з’являлося або сильно розмножувалося 80 нових видів бактерій. Коли було внесено зміни до стандартного харчування, склад мікробіому швидко повернувся до початкового стану.
В рамках іншої серії експериментів гризунам також давали екстракт китайської золотої нитки (Coptis sinensis) або барбарису (Berberis vulgaris) - лікарських рослин, які, як вважає традиційна китайська медицина, корисні для травлення та активізують самовідновлення організму.
Якщо їжу отримували екстракти з одного з двох видів рослин, миші спочатку не товстіли. Якщо так звані пребіотичні компоненти відсутні, вони тягли свої "животи процвітання" через підстилку на втомлених ногах. У цьому експерименті також кишкова флора змінювалася одночасно із збільшенням ваги - чітке свідчення причинно-наслідкового зв’язку між функціональним станом мікробіома та метаболічними процесами, що контролюють масу тіла.
Тим часом дослідники групи Джеффрі Гордона з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, США, зробили ще один крок далі: вони трансплантували мікрофлору кишечника лабораторних мишей із надмірною вагою у мікроорганізми, що не містять мікробів, які не мали власної кишкової флори. При нормальному харчуванні реципієнти трансплантатів отримували надмірну вагу. Отже, мікробіом, а не харчова поведінка була причиною збільшення ваги.
В даний час дослідники з університету Лювена намагаються з’ясувати, як на молекулярному рівні можна пояснити зв’язок між кишковою флорою та ліпідним обміном. Дослідження бельгійських вчених показують, що якщо склад кишкової флори змінюється внаслідок надмірного споживання жиру, проникність слизової оболонки кишечника - тонкий бар’єр, що складається з різних клітинних шарів - також змінюється.
Токсичні молекули, які зазвичай не можуть проникнути через цей бар’єр, потрапляють у кров і викликають тонкі запальні реакції у внутрішніх органах. Це доведено для складних молекул цукру, які є частиною клітинної стінки певних типів бактерій. Ці ліпополісахариди приводять в рух синтез різних речовин, що передають речовини, які, в свою чергу, впливають на клітинний метаболізм. В результаті зайві калорії не «спалюються», а перетворюються в жирні кислоти і відкладаються в жирових клітинах.
Тому незліченні мікроби в кишечнику є важливими співмешканцями. Ви допомагаєте вирішити, надмірна вага у нас і в кінцевому підсумку розвинемо діабет або порушення обміну ліпідів.