Микробы в кишечнике могут влиять на метаболизм
Выделено поперечное сечение толстой кишки с кишечными нейронами. Эти нейроны напрямую взаимодействуют с кишечными микробами. Предоставлено: Университет Рокфеллера.

10 триллионов бактерий, обитающих в вашей пищеварительной системе, могут быть не людьми, но они кажутся такими же неотъемлемыми элементами вашего тела, как сердце или печень. Все больше исследований показывают, что микробы в кишечнике напрямую влияют на биологические процессы, от испражнений до поведения.

Новое исследование на мышах показывает, что эти микробы также могут влиять на наш метаболизм. Исследователи из лаборатории иммунологии слизистой оболочки Даниэля Муциды определили определенный тип кишечного нейрона, который контролирует уровень сахара в крови, влияя на аппетит. Результаты, опубликованные недавно в Science, могут иметь значение для лечения метаболических нарушений, таких как ожирение и диабет, которые тесно связаны с уровнями глюкозы в крови и связаны с изменениями в составе кишечника. микробиота.

«Мы знаем, что микробы в кишечнике могут продуцировать метаболиты, имитирующие нейротрансмиттеры, и обнаруживаются кишечными нейронами. Теперь мы начинаем обнаруживать прямую связь между микробной активностью и поведением хозяина, например приемом пищи. Это замечательная роль этих организмов. , — говорит Муцида.

Работой руководили Пол Мюллер, недавний аспирант лаборатории Муциды, Фанни Мэтейс, еще одна аспирантка Муциды, и Марк Шнебергер Панэ, научный сотрудник Лаборатории молекулярной генетики Джеффри Фридмана.

География имеет значение

Кишечник опутан нейронами — до такой степени, что его можно рассматривать как отдельную нервную систему, настолько сложную, что ее иногда называют нашим вторым мозгом. Эти нейроны помогают пищеварению и моторике, внимательно следя за различными молекулярными сигналами, большинство из которых, как считается, исходят либо от нашего рациона, либо от микробов, которые называют кишечник своим домом.

Но эти микробы неравномерно распределены по пищеварительному тракту. Начальный сегмент, известный как двенадцатиперстная кишка, содержит относительно небольшое количество микробов, тогда как конец, толстая кишка, содержит подавляющее большинство. Муцида и его коллеги обнаружили, что то же самое верно и для нейронов кишечника, а анализ, основанный на типах белков, производимых в каждом сегменте кишечника мыши, показал, что нейроны фактически выполняют разные функции в зависимости от того, где они расположены. p>

Но у мышей без микробов, выращенных в стерильных условиях для предотвращения колонизации микробами, градиент был уменьшен: количество нейронов в областях с более высоким содержанием микробов напоминало количество нейронов в двенадцатиперстной кишке с дефицитом микробов в этих условиях. Эти данные свидетельствуют о том, что микробы в значительной степени ответственны за региональные различия нейронов.

Чтобы проверить эту идею, команда Муциды лечила мышей антибиотиками и обнаружила, что, уменьшая количество бактерий, они также вызывают уменьшение количества нейронов в кишечнике — эффект, который в конечном итоге исчез после прекращения приема антибиотиков. Нейроны, расположенные ближе к концу кишечника, особенно сильно пострадали от лечения, что позволяет предположить, что они могут быть особенно зависимы от микробов. Эксперименты также показали, что эта потеря нейронов опосредована экспрессией нейронов воспалительного сенсорного пути, который, как ранее было показано, контролирует потерю нейронов во время кишечной инфекции.

Связь с метаболизмом сахара

Но исследователи до сих пор не знали, какую роль эти нейроны, регулируемые микробами, играют в организме. Таким образом, они сконструировали мышей таким образом, чтобы они могли выборочно манипулировать подмножеством нейронов в подвздошной и толстой кишке по своему желанию. К своему удивлению, они увидели, что аппетиты мышей снижались при активации нейронов, а уровень сахара в крови повышался. А удаление тех же нейронов имело противоположный эффект.

У мышей, которые действительно потеряли этот набор нейронов, не было изменений в уровне сахара в крови в ответ на антибиотики. «Было совершенно неожиданно обнаружить, что только контроль небольшой части нейронов в кишечнике может иметь такое сильное влияние на метаболизм у мышей», — говорит Мюллер.

«Этот механизм регулирования уровня глюкозы в крови, по-видимому, действует независимо от мозга, а скорее через прямую линию связи между кишечником, поджелудочной железой и печенью — открытие с потенциальными терапевтическими последствиями для метаболических заболеваний», — говорит Матейс ./p>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *