“Западная диета” с низким содержанием клетчатки вызывает повреждение защитного слизистого барьера в кишечнике, и такое повреждение может увеличить риск воспаления и инфекции. Изучая кишечные бактерии людей, которые увеличили потребление пищевых волокон, исследователи из Университета Умео обнаружили, что кишечная бактерия Blautia играет ключевую роль в защите слизистого барьера. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Наши результаты способствуют более глубокому пониманию того, как кишечные бактерии и слой слизи работают вместе, что в конечном итоге может привести к новым стратегиям лечения заболеваний, связанных с западной диетой, таких как воспалительное заболевание кишечника, язвенный колит «.
Сандра Холмберг, аспирантка кафедры молекулярной биологии Университета Умео
Чтобы защититься от триллионов микроорганизмов в нашем кишечнике, нашему организму необходимы эффективные защитные механизмы. Одним из основных средств защиты является слой слизи, покрывающий стенку кишечника. В норме эта слизь непроницаема для бактерий и, таким образом, сохраняет здоровую дистанцию от кишечных бактерий. В толстом кишечнике, где количество бактерий наибольшее, этот барьер сохраняется за счет непрерывной секреции слизи нашим организмом.
Диета формирует состав кишечных бактерий и слизистый барьер. Предыдущие исследования показали, что если мышам давать западную диету с высоким содержанием жира и сахара, а также с низким содержанием пищевых волокон, состав бактериального сообщества кишечника меняется, выделяется меньше слизи, а оставшаяся слизь становится проницаемой для бактерий. Это увеличивает риск инфекции и воспаления, поскольку кишечные бактерии могут приближаться к организму. Поскольку инфекция и воспаление являются скорее исключением, чем правилом, было неясно, какие кишечные бактерии важны для регуляции выделения слизи и каков этот механизм.
В сотрудничестве с исследователями из Германии и Финляндии научный сотрудник Бьорн Шредер и его группа исследовали именно это, наблюдая за людьми, которые изменили свой рацион, а затем используя модели мышей для изучения влияния кишечных бактерий на функцию слизи.
В ходе трехмесячного исследования здоровые участники увеличили ежедневное потребление пищевых волокон на 10 граммов, что эквивалентно примерно четырем яблокам или 3 децилитрам овсянки. Для изучения значимости повышенного потребления клетчатки в начале и в конце исследования были собраны кишечные бактерии. Затем эти кишечные бактерии были пересажены мышам, которых кормили западной пищей с низким содержанием клетчатки. В группе животных, которым с самого начала исследования были пересажены кишечные бактерии, исследователи наблюдали повреждение слоя слизи. Противоположная картина наблюдалась в группе с повышенным потреблением пищевых волокон, где слой слизи выглядел нормально.
«Результат подчеркивает важную роль пищевых волокон для наших кишечных бактерий, которые, в свою очередь, способствуют поддержанию важного слизистого барьера», — говорит Рэйчел Фини, докторант кафедры молекулярной биологии Университета Умео.
Исследователи дополнительно изучили бактериальный состав кишечных бактерий и увидели, среди прочего, что количество бактерий Blautia было выше после периода повышенного потребления клетчатки. Их присутствие также коррелировало с функцией слизи, измеренной у мышей. В дополнительных исследованиях на мышах, где вместе с западной диетой добавляли только Blautia, можно было отметить аналогичные улучшения функции слизи, которые ранее наблюдались при пересадке человеку бактерий с высоким содержанием клетчатки.
Используя специализированный метод измерения содержания слизи, исследователи обнаружили, что даже молекулы, выделяемые Blautia, могут напрямую стимулировать выделение слизи, объясняя, как их присутствие может поддерживать функцию слизи в среде с низким содержанием клетчатки. При дальнейшем поиске идентичности этих молекул, секретируемых Blautia, исследователи обнаружили короткоцепочечные жирные кислоты — структуры, ранее доказавшие свою полезность для здоровья кишечника. Удивительно, но эти молекулы смогли напрямую улучшить функцию слизи, что описывает механизм, лежащий в основе функционирования бактерий.
Добавление Blautia также снизило тяжесть заражения кишечным патогеном мышей, сходным с болезнетворной бактерией человека E. coli.
«Таким образом, мы пришли к выводу, что Blautia также может оказывать защитное действие в случае инфекции», — говорит Вишну Прасуданан, аспирант кафедры молекулярной биологии Университета Умео.
