Зв’язок між ожирінням та інфекцією
Зображення вище: Білки, що беруть участь у кишковому бар’єрі товстої кишки мишей (кадгерин Е зеленого кольору)
Бактерії в нашому кишечнику закривають цей трикутник
Зв’язок між ожирінням та інфекцією. Команда проф. Еран Елінав показав на мишах, що гіперглікемія, а не ожиріння є визначальним фактором, що призводить до бактеріологічних інфекцій, яким люди з ожирінням надзвичайно схильні. Це дослідження буде проводитися з двома різними цілями 1. Визначити вплив належного контролю гіперглікемії на частоту бактеріологічних інфекцій 2. Поліпшити розуміння захворювань, пов’язаних з дефектними кишковими бар’єрами
Ожиріння та діабет продовжують очолювати список поточних загроз для здоров'я. Понад два мільярди людей постраждали у всьому світі, і понад три мільйони смертей на рік пов’язані з ускладненнями, пов’язаними з ожирінням. Негативні наслідки ожиріння та діабету, як правило, спричинені не надмірною вагою, а побічними ефектами ожиріння, які значно збільшують сприйнятливість до запалення та інфекції. Люди, які страждають надмірною вагою або страждають ожирінням, ризикують заразитися мікробними інфекціями і часто розвивають запальні ускладнення - наприклад, неалкогольну жирову хворобу печінки або запалення судин, що призводить до атеросклерозу та серцевих захворювань. Розуміння того, як ожиріння викликає ці небезпечні побічні ефекти і перетворюється на руйнівну хворобу, що загрожує життю, є вирішальним для запобігання передчасній смерті людей з ожирінням. Однак не так багато відомо про молекулярні деталі, які пов'язують хронічне ожиріння із запаленням та інфекцією, перешкоджаючи тим самим розробці терапевтичних та профілактичних стратегій.
Високий рівень цукру в крові та кишкові бактерії
Команда професора Ерана Елінава з відділу імунології Інституту наук Вейцмана знайшла дивовижне пояснення цього явища. У дослідженні, опублікованому в Наука, Професор Елінав та його колеги використовували моделі мишей із метаболічними захворюваннями для вивчення зв'язку між ожирінням та високим ризиком зараження. Вони виявили, що миші з ожирінням не тільки різко накопичують бактеріальні продукти в крові та внутрішніх органах, але також надзвичайно сприйнятливі до інфекцій ротової порожнини з патогенними бактеріями. Але історія набула іншого повороту, коли вчені посадили на дієту мишей з ожирінням: їх сприйнятливість до важких інфекцій залишалася незмінною! Отже, це показало, що саме ожиріння не було причиною цього фатального ускладнення. Навпаки, команда професора Елінава натомість показала, що гіперглікемія є вирішальним фактором, що дозволяє кишковим бактеріям проникати в кров і викликати серйозні інфекції.
(зліва направо) Ззаду: доктор Крістоф А.Тейс, Еліран Соффер, професор Еран Елінав, Майя Цур та Дана Лехаві-Регєв. Попереду: доктори Еран Блахер, Хагіт Шапіро та Данпін Чжен
У здорової людини рівень цукру в крові (рівень цукру в крові) підтримується на дуже стабільному рівні завдяки ряду механізмів контролю в організмі.
Навпаки, метаболічні захворювання, такі як ожиріння та діабет, часто супроводжуються хронічним високим вмістом цукру в крові. Доктор Крістоф Тейс, докторант з лабораторії професора Елінава, який керував цим дослідженням, дослідив механізм, за допомогою якого гіперглікемія призводить до підвищеного ризику зараження. Було показано, що високий рівень цукру в крові погіршує функцію клітин епітелію кишечника.
Цей тип клітин виводить шлунково-кишковий тракт і утворює тонкий бар’єр між тілом та внутрішніми відділами кишечника, який колонізується великою кількістю звичайних бактерій. Отже, епітеліальні клітини кишечника мають складне завдання - пропускати частинки їжі в організм, зберігаючи в кишечнику потенційно небезпечні бактерії. Завдяки передовій технології, розробленій з командою професора Бенджаміна Гейгера, також з Інституту наук Вейцмана, дослідники змогли показати, що гіперглікемія «відчувається» цими кишковими епітеліальними клітинами, що спричиняє глибокі зміни рівня цукру в крові. експресія та зміна функції, необхідної для підтримки щільного бар'єру між тілом та внутрішніми відділами кишечника. Доктор Тейс та його колеги виявили, що при сценарії ожиріння та діабету високий вміст цукру призводить до того, що межа між клітинами епітелію кишечника стає проникною, що дозволяє кишковим бактеріям та їх продуктам потрапляти.
Білки (ZO1 червоного кольору), що беруть участь у кишковому бар’єрі товстої кишки мишей
Команда професора Елінава також досліджувала взаємозв'язок між гіперглікемією та мікробною інвазією у людей. Вони набрали когорту добровольців для аналізу крові, який включав тестування на рівень цукру в крові та наявність бактеріальних молекул. Як і у мишей, існувала сильна кореляція між хронічним підвищеним вмістом цукру в крові та наявністю в крові бактеріальних продуктів. Однак не було взаємозв'язку між ознаками присутності бактерій та надмірною вагою або ожирінням; це показує, що надмірна вага є набагато менш впливовим фактором, ніж рівень цукру в крові в проникності кишечника.
Ці дослідження дають можливу відповідь на питання, чому ожиріння часто супроводжується ризиком важкої інфекції. Це також припускає, що стратегії ретельного контролю гіперглікемії можуть бути ефективними для запобігання побічним ефектам, пов'язаним із ожирінням. Доктор Тейс, професор Елінав та їх колеги припускають, що молекулярні пояснення, виявлені ними в цих дослідженнях, можуть сприяти кращому розумінню інших захворювань, пов'язаних з дефектними кишковими бар'єрами, таких як хронічне запалення печінки, харчова алергія та інші патології.