Общие сведения
Неконтролируемое потребление пищи может привести к ожирению и кишечным микробным изменениям. Изменения в мозге, связанные с поведенческими расстройствами, влияют на кишечный микробиом, а кишечные микроорганизмы влияют на области мозга, участвующие в регуляции поведения.
Недавние исследования профилей кишечного микробиома, связанных с употреблением пищи, вызывающей привыкание, вызвали интерес; однако в исследованиях преимущественно участвовали грызуны, что подчеркивает нехватку трансляционных исследований для подтверждения результатов на людях с использованием моделей на животных.
Об исследовании
В настоящем исследовании исследователи изучили функциональную роль кишечных бактерий в пищевой зависимости и неконтролируемом приеме пищи.
Мышей C57Bl / 6J подвергали процедурам оперантной пищевой зависимости в течение шести сеансов подкрепления с использованием фиксированного соотношения (FR) 1 и 92 регулярных сеанса FR5. Исследователи использовали Йельскую шкалу пищевой зависимости (YFAS) для оценки пищевой зависимости у мышей и людей.
Они функционально подтвердили важность микробов Blautia , которые наиболее по-разному экспрессируются среди зависимых мышей и людей, путем предоставления неперевариваемых углеводов, таких как рамноза и лактулоза, и изучения их фекального микробиома.
Они также использовали количественную полимеразную цепную реакцию (qPCR) экспрессии генов в методике мышиной пищевой зависимости, чтобы подтвердить ее функциональность при терапии Блаутией. Оценивались гены, включающие рецептор дофамина типа 1 (DRD-1), DRD-2, тирозингидроксилазу, а также нейрональный фосфопротеин, регулируемый дофамином и циклическим аденозинмонофосфатом (DARPP-32).
Исследователи перорально вводили Blautia wexlerae мышам, страдающим длительной пищевой зависимостью, три дня в неделю в дозе 1,0 × 109 колониеобразующих единиц. Они использовали секвенирование содержимого слепой кишки с использованием 16S-рибосомальной рибонуклеиновой кислоты (рРНК) для выявления микробных профилей кишечника, связанных с неконтролируемым поведением, подобным еде.
Исследователи использовали анализ основных компонентов (PCA) по основным переменным, таким как постоянство реакции, компульсивность, мотивация, абстиненция, толерантность, дистресс и аппетит. Корреляционные оценки выявили критерии зависимости у мышей и людей вместе.
Кроме того, исследователи использовали корреляционную матрицу для изучения взаимосвязи между каждым критерием зависимости и каждой фенотипической характеристикой в популяциях мышей и людей. Ковариаты исследования включали возраст, индекс массы тела (ИМТ) и биологический пол.
Результаты
Исследование выявило паттерны пищевой зависимости в кишечном микробиоме в качестве перспективных биомаркеров. Профили кишечного микробиома, связанные с пищевой зависимостью, были поразительно сопоставимы между группами мышей и людей.
Результаты показали, что протеобактерии могут негативно влиять на развитие пищевой зависимости у мышей и людей, в то время как актинобактерии могут оказывать защитное действие.
Исследователи обнаружили более низкую относительную численность Blautia wexlerae среди зависимых людей и рода Blautia среди зависимых мышей. Рамноза и лактулоза, которые способствуют развитию блаутии, увеличивают обилие Блаутиииииииииииии в фекалиях мышей, значительно улучшая пищевую зависимость. Команда отметила сопоставимые улучшения после приема Blautia wexlerae , полезного микроорганизма.
Firmicutes и Bacteroidetes доминировали в микробиоте слепой кишки мышей, составляя около 90% относительной численности у зависимых и не вызывающих привыкания животных. Было показано, что определенные бактерии, такие как тип Actinobacteria , семейства Erysipelotrichaceae, Coriobacteriaceae, Enterohabdus, и Lachnospiraceae, были менее распространены у зависимых мышей, чем у мышей без зависимости.
Анализ на уровне рода показал, что роды Ruminococcaceae и Gastranaerophilales были положительно связаны с мотивацией у зависимых мышей. Lachnospiraceae, Ruminococcaceae, Candidatus arthromitus, Peptococcus, Ruminiclostridium_6, Acetatifactor, Coprococcus_1 и Roseburia показали положительную корреляцию с сохранением ответа у зависимых мышей.
Состав рациона оказал минимальное влияние на данные о кишечной микробиоте. У мышей тяга к гранулам со вкусом шоколада была намного ниже в группе рамнозы, чем в группе лактулозы, демонстрируя, что неперевариваемые углеводы могут помочь избежать пищевой зависимости. У животных, получавших блаутию, наблюдалась идентичная устойчивость реакции, но гораздо меньшее желание и компульсивность к привлекательной пище, чем у контрольных мышей.
У животных, которые соответствовали требованиям пищевой зависимости, было снижено содержание многих основных групп бактерий, что указывает на возможные защитные преимущества. Напротив, у зависимых мышей наблюдалось увеличение относительной численности рода Anaeroplasma и семейств Gastranaerophilales, что указывает на неблагоприятный эффект.
Результаты показали, что повышенная относительная численность рода Enterorhabdus (Actinobacteria) в кишечнике мышей, не страдающих зависимостью, может быть полезной, а род Lachnospiraceae из семейства Bacillota или Firmicutes может оказывать благоприятное влияние на пищевую зависимость, что согласуется с предыдущими исследованиями. Анализ qPCR показал незначительные различия в экспрессии генов между мышами, получавшими Блаутию, в основных областях системы вознаграждения, включая прилежащее ядро (NAc) и медиальную префронтальную кору (mPFC).
Заключение
Результаты исследования показали связь между кишечной микробиотой и риском пищевой зависимости. Состав кишечного микробиома был связан с характеристиками первичной зависимости, включая мотивацию и постоянство реакции. Блаутия, неперевариваемый углевод, был функционально значим и эффективен в предотвращении развития пищевой зависимости у крыс.
Полученные данные указывают на то, что кишечная микробиота может предрасполагать людей к пищевой зависимости, что может привести к появлению новых методов создания биомаркеров и новых методов лечения неконтролируемого приема пищи и связанных с ним расстройств.
