Мікробіота кишечника Спеціальна дієта проти діабету 1 типу PZ - Pharmazeutische Zeitung

Крістіна Хоманн-Джедді/Дієта з низьким вмістом клітковини змінює склад кишкових бактерій таким чином, що сприяє розвитку запальних та аутозапальних захворювань. Відповідно, дослідники працюють над методами зупинки патогенезу за допомогою спеціальних дієт. При діабеті 1 типу цього вже вдалося досягти на моделях тварин.

За останні кілька десятиліть захворюваність на (ауто) запальні захворювання значно зросла в промислових країнах. Причина цього розвитку не до кінця зрозуміла, але дієта, схоже, відіграє важливу роль.

"width =" 270 "height =" 186 "/>

Харчові волокна розщеплюються бактеріями товстого кишечника на коротколанцюгові жирні кислоти. Вони мають протизапальні властивості, як показують нові дослідження.

Фото: Shutterstock/Шустікова Інеса

У західних країнах це дедалі більше багато цукром і жиром, але мало клітковини. Як ця дієта змінює мікробіоти кишечника і тим самим впливає на імунну систему, описують Джеймс Л. Річард та д-р. Еліана Маріно з Університету Монаша в Мельбурні в оглядовій статті («Клінічна та поступальна імунологія» 2016, DOI: 10.1038/cti.2016.29).

Здається, ключовою позицією є харчові волокна. Ці харчові компоненти рослин, переважно полісахариди, переважно не засвоюються. Вони досягають товстої кишки, ділянки товстого кишечника, в основному нерозкладеного і служать джерелом їжі для різних видів бактерій. Мікроби розщеплюють частини харчових волокон, такі як стійкий крохмаль, і в процесі виділяють велику кількість коротколанцюгових жирних кислот (SCFA). До них належать ацетат, пропіонат і бутират. 95 відсотків SCFA, що виділяється в кишечнику, всмоктується в товстій кишці, де вони служать епітеліальним клітинам як джерело енергії, а також надходять у кров.

Коротколанцюгові жирні кислоти

Згідно з останніми дослідженнями, ці коротколанцюгові жирні кислоти виконують важливі функції в самій кишці, а також у всьому тілі. Вони взаємодіють з кишковими та імунними клітинами за допомогою спеціальних рецепторів, пов’язаних з G білками. Наприклад, бутират активує рецептор GPR109a, який знаходиться на ряді імунних клітин, що, за рахунок пригнічення фактора транскрипції NF-κB, призводить до придушення прозапальних цитокінів, таких як TNF-α та IL-6, згідно з оглядом. Відповідно, GPR109a дедалі більше переходить у фокус уваги як можлива мішень для лікування при запальних захворюваннях. У пілотних дослідженнях введення бутирату значно зменшило симптоми у пацієнтів із хронічним запальним захворюванням кишечника, виразковим колітом.

Крім того, три коротколанцюгових жирних кислоти ацетат, пропіонат і бутират збільшують кількість і покращують функцію регуляторних Т-клітин (Treg) у кишечнику та за допомогою епігенетичних механізмів утворюють Treg в організмі. Крім того, ацетат покращує кишкову бар’єрну функцію. Порушення бар’єрної функції пов’язані з розвитком запальних та аутозапальних захворювань. Наприклад, підвищена проникність кишечника пов’язана з діабетом 1 типу. Крім того, різноманітність кишкової флори зменшується у дітей з діабетом 1 типу, і у них більше бактерій Firmicutes, ніж у дітей без діабету 1 типу, у яких домінують бактерії штаму Bacteroidetes.

Дослідження на мишах NOD, взірці для діабету 1 типу, також показують, що мікробіота кишечника відіграє певну роль у патогенезі аутоімунного захворювання. Якщо ген сигнальної молекули Myd88 відсутній, це призводить до надмірного представлення штаму бактерій Bacteroidetes в кишечнику, і у мишей не розвивається діабет 1 типу. Цей захисний ефект втрачається у тварин, які утримуються асептично без бактеріальної колонізації. Бактероїдетні бактерії є основними виробниками SCFA в кишечнику, зазначається в огляді.

Пре- та пробіотики проти самозапалення

Оскільки харчування через кишкові бактерії та їх метаболіти має такий великий вплив на розвиток запальних та аутоімунних захворювань, цей шлях також може бути використаний терапевтично, або через прийом харчових волокон, пробіотиків або безпосередньо з коротколанцюгових жирних кислот. Ця ж робоча група з Мельбурна тепер змогла продемонструвати, що цей підхід насправді працює - принаймні в експериментах на тваринах - для діабету 1 типу.

Щоб перевірити, чи може SCFA впливати на імунну систему таким чином, що вона захищає від діабету 1 типу, вона розробила спеціальну їжу, виготовлену з стійкого кукурудзяного крохмалю. Він або ацетильований, або бутирильований і виділяє велику кількість SCFA під час бродіння в товстій кишці. Дослідники використовували його для годування молодих мишей NOD протягом п’яти тижнів, які зазвичай розвивають діабет 1 типу протягом декількох тижнів. Обидва спеціальні продукти мали певний захисний ефект, повідомляють дослідники в журналі "Nature Immunology" (DOI: 10.1038/ni.3713). Жодна з тварин, які отримували як ацетильований, так і бутирований кукурудзяний крохмаль, не захворіла.

Автори припускають, що ацетат та бутират діють за різними механізмами. Оскільки в подальших дослідженнях було показано, що ацетат зменшував кількість аутореактивних Т-клітин; Бутират, навпаки, збільшив кількість та покращив функцію Treg. Коли вводили обидва типи крохмалю, це також покращувало цілісність слизового бар’єру і знижувало рівень діабетогенних цитокінів, таких як інтерлейкін 21. Дослідники вважають, що такі спеціальні продукти, що вивільняють ацетат і бутират, також можуть бути ефективним методом лікування діабету 1 типу у людей. і хочете розпочати клінічні випробування як наступний крок.

Пропіонова кислота при РС

Вчені також використовують SCFA при інших захворюваннях. Професор доктор Ейден Хагікія з Університетської клініки Рурського університету в Бохумі розповів про перше дослідження, що підтверджує концепцію з пацієнтами з розсіяним склерозом (РС) на конгресі неврологів у Мангеймі минулого року. 80 пацієнтів з РС та 30 здорових контрольних груп отримували інкапсульовану пропіонову кислоту в дозі 1 г протягом 14 60 днів. Всього за 14 днів кількість клітин Трегу значно зросла, сказав Хагікія. "Я міг уявити, що в майбутньому, крім медикаментозної терапії, здоровий раціон і, можливо, добавки коротколанцюгових жирних кислот можуть застосовуватися при розсіяному склерозі".

До огляду медицини.