Сложная взаимосвязь, существующая между человеком и микробиомом кишечника, стала горячей темой исследований, и ученые постоянно раскрывают новые причины, по которым здоровое питание может привести к более здоровой жизни. Пищевые волокна являются особенно важным аспектом этой связи. Когда мы употребляем в пищу эти соединения, которые в основном содержатся в продуктах растительного происхождения, наши кишечные бактерии расщепляют их на небольшие молекулы, называемые короткоцепочечными жирными кислотами (SCFA). За последние несколько лет исследования выявили различные важные противовоспалительные и иммуномодулирующие эффекты SCFAs.
Одним из способов взаимодействия SCFA с нашей иммунной системой является опосредование активации тучных клеток (MCC). Эти белые кровяные тельца содержат маленькие мешочки, называемые «гранулами», которые полны ферментов и сигнальных молекул, таких как гистамин. Когда МК обнаруживает антиген (инородное тело), он становится активным и подвергается дегрануляции, высвобождая эти вещества в близлежащие ткани и вызывая быстрый иммунный ответ. Обычно MCS играют центральную роль в развитии аллергических заболеваний, включая поллиноз и тяжелую пищевую аллергию. Хотя имеются значительные доказательства того, что SCFA обладают противоаллергическими свойствами, точные механизмы, с помощью которых они регулируют функцию MCS, остаются неясными.
В недавнем исследовании исследовательская группа, возглавляемая профессором Тихару Нисиямой из Токийского научного университета, Япония, решила устранить этот пробел в знаниях с помощью обширных экспериментов на мышиных MCS и SCFA. Их результаты были опубликованы в журнале иммунологии 10 января 2024 года.
Первоначально исследователи обнаружили, что кормление мышей масляной кислотой и валериановой кислотой, двумя типичными SCFA, значительно подавляло пассивную кожную анафилаксию (тип хорошо изученной аллергической реакции, искусственно вызванной в лабораторных условиях). Используя культуры MC, команда затем показала, что лечение MCs различными SCFA подавляет активацию, опосредованную иммуноглобулином E (IgE), важнейшим путем аллергических реакций.
Благодаря последующим экспериментам с использованием генетически модифицированных клеток и точных ингибиторов РНК им удалось собрать воедино кусочки головоломки. Исследователи обнаружили, что SCFAs опосредуют активацию MC в основном двумя способами. Первый был связан с распознаванием и взаимодействием с рецептором GPR109A. При связывании с SCFA запускается химический каскад, кульминацией которого является синтез и секреция простагландинов. Эти вещества взаимодействуют с рецепторами EP3 в MCS и предотвращают дегрануляцию, ограничивая высвобождение гистамина и сводя к минимуму аллергическую реакцию.
Второе было связано с эпигенетикой (или обратимым изменением определенных генов). Исследователи подтвердили, что SCFA влияют на ингибирующую активность гистондеацетилазы, которая регулирует эпигенетические модификации. Это привело к изменениям уровней экспрессии IgE-рецептора, что в конечном итоге ингибировало дегрануляцию в MCs. Дополнительные эксперименты показали, что нестероидные противовоспалительные препараты подавляли противоаллергические эффекты SCFAs и что витамин B-3, который взаимодействует с рецептором GPR109A, также ингибировал дегрануляцию MC.
В совокупности результаты этого исследования могут помочь ученым разобраться в тонкостях того, как наш организм регулирует нашу иммунную систему с помощью кишечных бактерий. Однако люди с аллергией выиграют от этих открытий, поскольку проф. Дж. Нисияма отмечает: «Активация тучных клеток является распространенной причиной различных аллергических заболеваний, не ограничиваясь анафилаксией. Кроме того, я думаю, что увеличение частоты пациентов с аллергией связано с изменениями в рационе питания в последние десятилетия. Аллергии настолько распространены, что, как говорят, у каждого второго японца есть какое-либо аллергическое заболевание, и результаты нашего исследования демонстрируют пищевые волокна как эффективный способ их лечения.» Учитывая, что только в Соединенных Штатах около 200 000 обращений в отделение неотложной помощи в год происходят из-за анафилаксии, эта работа могла бы не только спасти жизни, предотвратив это опасное состояние, но и помочь уменьшить нагрузку на системы здравоохранения.
Профессор Нисияма удовлетворен результатами. В заключение Нисияма отмечает важность правильного питания. «Важно продемонстрировать с помощью научных данных, как диетические условия влияют на здоровье«, — говорит она. «Это исследование выявило часть сложных регуляторных механизмов, задействующих различные компоненты, связанные с пищей, включая пищевые волокна, SCFAs, полиненасыщенные жирные кислоты и витамины.»
Примечательно, что проф. Нисияма и ее коллеги теперь намерены исследовать взаимосвязь между состоянием слизистой оболочки и иммунорегуляцией, сосредоточив внимание на конкретных SCFA, что может привести к раскрытию пользы для здоровья различных продуктов питания в ближайшее время.
Если повезет, их усилия приведут к более правильным диетическим решениям и более здоровой жизни!
