Дослідження показує, що метаболіти, що виробляються в кишечнику, відіграють центральну роль у контролі ожиріння та діабету

Дослідження, проведене в Гарвардському університеті, виявило групу метаболітів, які переміщуються з кишечника до печінки, а потім до серця, де вони розносяться по всьому організму. Ці метаболіти відіграють важливу роль у контролі метаболічних шляхів у печінці та чутливості до інсуліну. Це відкриття може сприяти розробці майбутніх методів лікування ожиріння та діабету 2 типу.

«Печінкова портальна вена відводить більшу частину крові з кишечника до печінки. Тому вона є першим місцем, яке отримує продукти з мікробіома кишечника. У печінці вони можуть кон'югуватися, трансформуватися або елімінуватися, а потім надходити в системний кровообіг», — пояснює Вітор Росетто Муньос, перший автор дослідження.

«Аналізуючи кров, що виходить з кишечника, і периферичну кров, яка циркулює по всьому тілу, ми змогли більш точно спостерігати збагачення цих метаболітів, що походять з мікробіома кишечника, в кожному місці і, як наслідок, як вони можуть змінювати печінковий метаболізм і метаболічне здоров'я», — додає Муньос. Він провів це дослідження під час стажування в Центрі діабету Джосліна при Гарвардській медичній школі під керівництвом дослідника Карла Рональда Кана.

Вплив мікробіома кишечника на метаболізм

В останні роки дослідники визначили мікробіом кишечника як важливий посередник взаємодії між генами та навколишнім середовищем, що призводить до метаболічних захворювань. Дослідники виявили значні відмінності у складі мікроорганізмів кишечника у осіб з ожирінням, діабетом 2 типу, непереносимістю глюкози та інсулінорезистентністю, як у гризунів, так і у людей.

Однак досі важко точно визначити, які саме бактерії або сполуки, що вони виробляють, відповідають за ці відмінності, або як вони взаємодіють з кишечником. Тому в нещодавно опублікованому дослідженні було проаналізовано метаболіти в крові мишей з різною схильністю до ожиріння та діабету. Кров було взято з печінкової ворітної вени, яка з'єднує кишечник з печінкою, а також з периферичної крові, яка надходить з печінки до серця, а потім розноситься по всьому організму.

«Зазвичай в дослідженнях аналізують метаболіти, присутні в калі або периферичній крові, але вони не точно відображають те, що першим досягає тканин печінки, яка є важливим метаболічним органом, пов'язаним з різними захворюваннями», — каже дослідник.

Перегляньте запис:

Висновки щодо метаболітів та факторів, що на них впливають

Дослідження виявило 111 метаболітів, збагачених у печінковій портальній вені, та 74 — у периферичній крові здорових мишей. Однак, коли миші, схильні до ожиріння та діабету 2 типу, були піддані гіперліпідемічній дієті (багатій на жири), кількість метаболітів, збагачених у печінковій портальній вені, зменшилася з 111 до 48. Це показує, що фактори навколишнього середовища можуть бути вирішальними в цій регуляції. Багато з цих метаболітів відрізняються від тих, що були виявлені в крові, взятій з того ж місця у мишей іншого типу, стійких до метаболічного синдрому. Це свідчить про те, що генетична основа також має фундаментальне значення для визначення профілю метаболітів у печінковій портальній вені.

«Це свідчить про те, що як навколишнє середовище, так і генетика хазяїна можуть взаємодіяти з мікробіомом кишечника складним чином. В результаті цих взаємодій різні комбінації метаболітів можуть надходити до печінки, а потім до периферичного кровообігу. Ці метаболіти, ймовірно, відіграють важливу роль у посередництві умов, що призводять до ожиріння, діабету та метаболічного синдрому», — каже Муньос.

Лікування антибіотиками та метаболічні ефекти

Щоб краще зрозуміти, які бактерії та їх побічні продукти сприяють виробленню цих метаболітів, дослідники лікували мишей, схильних до ожиріння та діабету, антибіотиком, що діє на конкретні кишкові мікроорганізми. Як і очікувалося, відбулася зміна мікробіому та пропорції метаболітів у периферичній крові та печінковій портальній вені. Лікування збільшило кількість метаболітів, який пов'язаний з циклом Кребса, важливим метаболічним шляхом для виробництва енергії в клітинах.

На основі цього результату дослідники лікували гепатоцити (клітини печінки) месалазином та його ізомерами — хімічними сполуками з однаковою формулою, але різною молекулярною структурою. Це лікування поліпшило інсуліновий сигналінг і регулювало гени, що беруть участь у накопиченні жиру в печінці (ліпогенезі) та окисненні жирних кислот — процесах, які є важливими для здорового метаболізму.

«Отже, метаболіти, виявлені в крові цих двох ділянок, відіграють важливу роль у посередництві впливу мікробіома на метаболізм печінки та патогенез інсулінорезистентності при діабеті 2 типу, що пов'язано з вживанням їжі з високим вмістом жирів», — каже Муньос.

Подальші перспективи

Зараз дослідники прагнуть краще охарактеризувати кожен метаболіт і дослідити, як вони утворюються. Це покращить наше розуміння ролі мікробіома в метаболізмі і може привести до відкриття молекул, які в майбутньому можна буде використовувати для лікування метаболічних захворювань.

ДЖЕРЕЛО: Medical Xpress

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.