Роль деяких харчових добавок у розвитку кишкового запалення та

Інститут біомедичних наук, Центр запалення, імунітету та інфекції, Університет штату Джорджія, 100 пр. П'ємонт SE, Науковий центр Петі, Атланта, Джорджія 30303, США

Хронічні запальні захворювання кишечника та метаболічний синдром

Хронічна запальна хвороба кишечника (ВЗК), включаючи хворобу Крона та виразковий коліт, характеризується надмірно активованим станом імунної системи кишечника та включає генетичні схильності та фактори навколишнього середовища [1]. Ці важкі та інвалідні хвороби вражають більше одного мільйона людей у Сполучених Штатах та мільйон у Європі, у тому числі 200 000 у Франції. В основному вони вражають молодих людей (15-30 років) і мають шкідливий вплив на особисте та професійне життя пацієнтів через частоту рецидивів, ускладнень та часом необхідного звернення до хірургічного втручання. Поширення ВЗК у світі дуже нерівномірне: хвороба Крона та виразковий коліт особливо поширені в Європі та Північній Америці, тоді як вони рідкісні в південній півкулі, за винятком білих популяцій Австралії, Нової Зеландії та Південної Африки [ 2, 3].

Метаболічний синдром відноситься до всіх проблем, пов’язаних із ожирінням, і вважається попередником важких захворювань, таких як діабет 2 типу, серцево-судинні захворювання та захворювання печінки [4]. Однією з основних ознак, спільних із ВЗК та метаболічним синдромом, є зміна розташування та складу мікробіоти 1 кишечника [5–10]. Частота ВЗК та метаболічного синдрому значно зросла з середини ХХ століття [3], і це різке зростання відбулося, незважаючи на стабільну генетику, що свідчить про головну роль факторів навколишнього середовища /.

Ми демонструємо це в недавньому дослідженні, опублікованому в журналі Природа [11], що емульгуючі агенти можуть змінювати розташування та склад мікробіоти, що призводить до запалення кишечника, що викликає коліт та метаболічні синдроми.

Харчова промисловість та харчові добавки

Серед харчових добавок, що широко використовуються харчовою промисловістю, емульгуючі речовини додають до багатьох продуктів переробки (морозиво, упаковані торти, соуси тощо), щоб поліпшити текстуру цих продуктів і продовжити термін їх зберігання. Ця практика додавання емульгуючих речовин до оброблених харчових продуктів корелює зі збільшенням частоти ВЗК та метаболічного синдрому з середини 20 століття. Однак раніше було показано, що ці добавки сприяють транслокації бактерій через певні клітини епітелію кишечника [12] і, як видається, викликають запалення клубової кишки у мишей [13]. Їжа дуже тісно взаємодіє з нашою кишковою мікробіотою, і тому не виключено, що певні процеси переробки їжі, зокрема використання добавок, можуть змінити останню.

Залучення емульгаторів до розвитку запалення кишечника та метаболічного синдрому

Ми припустили, що емульгатори беруть участь у виникненні кишкового запалення та метаболічного синдрому. Для перевірки цієї гіпотези мишей (молодих або дорослих) обробляли двома широко використовуваними емульгуючими агентами, полісорбатом-80 та карбоксиметилцелюлозою, у дозах (максимум 1%), що імітують ті, які люди споживали б у різних оброблених харчових продуктах. Вживання мишами цих емульгуючих речовин (розведених у питній воді або введених в їжу) призвело до різкої модифікації видів бактерій, що складають мікробіоти кишок мишей, роблячи останні протизапальними [11]. Показано, що ця якісно змінена мікробіота має підвищену здатність перетравлювати і інфільтрувати слиз 2, яка покриває кишечник, і яка, як правило, позбавлена бактерій (Фігура 1) [14]. Ця модифікація кишкової бактеріальної екосистеми також характеризується зменшенням бактеріального різноманіття та наявністю бактерій, які сильно експресують флагелін та ліпополісахарид, білки, які, як відомо, активують експресію прозапальних цитокінів імунною системою господаря.

Візуалізація мікробіоти на поверхні слизової оболонки кишечника. Візуалізація бактерій, що утворюють кишкову мікробіоти (червоним кольором), шляхом гібридизації за допомогою флуоресцентного зонда. Ядра клітин забарвлені в синій колір (Hoechst), клітини епітелію кишечника - у фіолетовий, а шар слизу - в зелений.

Споживання полісорбату-80 або карбоксиметилцелюлози сприяє розвитку хронічного коліту у мишей, генетично схильних до розвитку цієї патології (мишей, у яких бракує інтерлейкіну 10 шляхом інвалідації гена, IL10 -/- ). У мишей, не схильних до генетики, вживання емульгуючих агентів викликає помірне запалення кишечника, як виявляється підняттям маркера запалення кишечника ліпокаліном-2 у фекаліях [15], з наслідком появи метаболічного синдрому, що характеризується, серед іншого речі, збільшенням маси жирової тканини та гіперглікемією [11].

Роль мікробіоти кишечника у шкідливій дії емульгаторів

Для вивчення ролі зміненої мікробіоти кишечника у виникненні цих патологій були проведені подібні експерименти з аксеновими мишами (мишами без мікробіоти кишечника). У цих мишей емульгуючі агенти не викликають жодних ефектів, виявлених у мишей, що несуть мікробіоти, демонструючи таким чином, що зміна мікробіоти кишечника, спричинене споживанням емульгуючих речовин, необхідна для виникнення кишкового запалення та метаболічного синдрому. Крім того, перенесення мікробіоти кишечника від миші, обробленої емульгуючим агентом, до аксенної миші здається достатнім для індукування середнього запалення кишечника у останньої, а також певних особливостей метаболічного синдрому. Це підтверджує центральну роль, яку відіграє зміна мікробіоти кишечника у розвитку шкідливого впливу емульгаторів.

висновок та перспективи

На закінчення, проковтування емульгуючих речовин, що містяться у багатьох продуктах харчової промисловості, може змінити нашу мікробіоту кишечника та його взаємодію з нашою кишкою, що призведе до появи запальних захворювань кишечника та метаболічних синдромів. Раніше спостерігали, що миші IL10 -/- розвиваються важкі коліти при дієті з високим вмістом насичених жирів, через механізм залучення мікробіоти кишечника та розширення бактерій Білофіла вадсвортія [16]. Подібним чином, нові дані, які ми сьогодні наводимо про емульгуючі агенти, чітко ілюструють багатофакторне походження хронічного запалення кишечника, поєднуючи генетичні та екологічні фактори, і центральну роль, яку відіграє мікробіота кишечника.

Важливо зазначити, що ці результати не суперечать загальній гіпотезі, що переїдання є основною причиною ожиріння та метаболічного синдрому. Швидше, вони підкріплюють уявлення про те, що помірне запалення кишечника, пов’язане зі зміненою мікробіотою кишечника, може бути основною причиною переїдання.

Зміна складу мікробіоти кишечника після прийому всередину полісорбату-80 та карбоксиметилцелюлози відіграє центральну роль у розвитку кишкового запалення та метаболічного синдрому. Обробка мишей-аксенів емульгуючими агентами не впливала на структуру або цілісність слизового шару, що покриває епітелій кишечника. Однак потенційний прямий вплив емульгуючих речовин на цей шар слизу (незалежно від мікробіоти) ще слід вивчити.

Наші результати [11] свідчать про те, що тести, що проводяться в даний час до дозволу на використання харчових добавок харчовою промисловістю, є недостатніми для запобігання вживанню продуктів, які можуть сприяти захворюванням, пов’язаним з помірним запаленням кишечника та/або які викликають патологію в генетично схильні особини. Пов’язано з цією концепцією, важливо зазначити, що недавнє дослідження показало, що певні штучні підсолоджувачі призводять до розвитку непереносимості глюкози., через механізм, який також залучає мікробіоти кишечника [17].

Ця робота заохочує подальші випробування інших емульгуючих речовин, таких як соєвий лецитин, який часто зустрічається у продуктах харчової промисловості. Крім того, вплив емульгуючих речовин також досліджується на людях. Якщо будуть отримані подібні результати, це свідчить про те, що ці харчові добавки відіграють певну роль у розвитку ожиріння, метаболічного синдрому, а також хронічного запального захворювання кишечника.

Посилання, що цікавлять

Автор заявляє, що не має ніякого інтересу стосовно даних, опублікованих у цій статті.

Дякую

Бенуа Шассі отримує фінансування від Фонду Крона та Коліта в Америці.

Популяція 100 мільярдів бактерій, що населяють наш травний тракт.