Як кишкові бактерії та раціон харчування можуть перепрограмувати жир, щоб спалювати більше енергії

Вчені з City of Hope, Broad Institute та Keio University виявили, як певні кишкові бактерії взаємодіють з раціоном харчування, щоб переключити метаболізм — перетворюючи білий жир, що накопичує енергію, на бежевий жир, що спалює калорії, у мишей.

Дослідження, опубліковане в журналі, показує, що низькобілкова дієта активує певний набір кишкових мікроорганізмів, які надсилають хімічні сигнали по всьому організму, спонукаючи жирову тканину спалювати енергію, а не накопичувати її.

Ці відкриття розкривають раніше невідомий біологічний шлях, що пов'язує раціон харчування, мікробіом кишечника та метаболічне здоров'я, який зрештою може стати основою для нових методів лікування ожиріння, діабету та супутніх захворювань.

«Жирова тканина не є незмінною — вона напрочуд пристосовується», — сказала Кенія Хонда, доктор медичних наук, співавторка дослідження та ад'юнкт-професорка в City of Hope.
«Ми виявили, що певні кишкові бактерії можуть відчувати, що їсть господар, і перетворювати цю інформацію на сигнали, які спонукають жирові клітини спалювати енергію».

Білий, бежевий і коричневий жир: у чому різниця

Більша частина жиру в організмі дорослих складається з білого жиру, який накопичує надлишкові калорії. На відміну від нього, бежевий та коричневий жир спалюють енергію, виробляючи тепло і допомагаючи регулювати метаболізм.

Діти народжуються з великою кількістю коричневого жиру, але з віком його запаси зменшуються. Протягом багатьох років вчені шукали безпечні способи перетворення білого жиру в бежевий — процес, відомий як «бейгінг» — як потенційну стратегію поліпшення метаболічного здоров'я.

Низькобілкова дієта і зв'язок з мікробіомом

У цьому дослідженні вчені виявили, що миші, яких годували низькобілковою дієтою, виробляли велику кількість бежевого жиру тільки в тому випадку, якщо у них були правильні кишкові бактерії. Коли таку ж дієту давали безмікробним мишам без мікробіому, ефект спалювання жиру зникав.

«Це показало нам, що однієї дієти недостатньо, — сказав Хонда. — Мікробіом кишечника був необхідним».

Дослідники визначили чотири конкретні штами бактерій, необхідні для запуску процесу «бежевізації» жиру.

Коли ці мікроби були введені мишам разом з низькобілковою дієтою:

• білий жир перетворювався на бежевий
• тварини набирали менше ваги
• демонстрували покращений контроль глюкози
• мали нижчий рівень холестерину

Два мікробні сигнали, що стимулюють спалювання жиру

Замість того, щоб перемикати один механізм у жировій тканині, кишкові бактерії діяли як естафетна команда.

Вони надсилали два ключові сигнали:

1. сигнал, що змінював жовчні кислоти та переводив жирові клітини у стан спалювання калорій
2. сигнал, що змушував печінку виділяти гормон FGF21, який стимулює метаболізм

Коли вчені переривали будь-який із сигналів, ефект спалювання жиру зникав. Це свідчить про те, що обидва сигнали повинні діяти разом.

«Ця робота підкреслює, як мікробіом кишечника активно інтерпретує те, що ми їмо, і перетворює цю інформацію на сигнали, на які реагує організм», — сказав співавтор статті Рамнік Ксав'єр, доктор медичних наук, основний член Broad Institute і професор медицини Гарвардської медичної школи.

«Це відкриває можливість подумати про взаємодію між мікробами, метаболітами та метаболічними захворюваннями, зрозуміти механізми та, можливо, перетворити це на заходи для поліпшення метаболічного здоров'я».

Наслідки для майбутніх методів лікування

Дослідники наголошують, що результати не слід безпосередньо застосовувати до людей. Дієта з низьким вмістом білка, яка використовувалася в дослідженні, є нижчою за рекомендовану для людей, а попередні спроби поліпшити метаболізм, використовуючи лише пробіотики, здебільшого були неуспішними.

Натомість робота вказує на нові цілі для ліків — біологічні шляхи, активовані мікробами, — а не на екстремальні дієти або бактеріальні добавки.

«Наша мета не полягає в тому, щоб радити людям дотримуватися екстремальних дієт», — сказав перший автор дослідження Такеші Таноуе Університету Кейо. «Справжня можливість полягає в тому, щоб достатньо добре зрозуміти ці шляхи, щоб розробити терапії, які безпечно імітують їхні переваги».

Значення для метаболічного здоров’я

Ожиріння та метаболічні захворювання є основними факторами ризику:

• раку
• діабету
• серцево-судинних захворювань

Виявляючи, як мікроби кишечника та дієта перетворюють жирову тканину, дослідження сприяє зростанню розуміння того, як метаболізм, запалення та ризик захворювань біологічно пов'язані між собою.

«Ця робота підкреслює, що мікробіом кишечника є активним учасником прийняття рішень в організмі», — сказав Хонда. «Він не просто реагує на дієту — він її інтерпретує».

ДЖЕРЕЛО: Medical Xpress

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