Кишечные бактерии привлекли к себе внимание в последнее время, поскольку было обнаружено, что они влияют на различные физиологические функции и заболевания человека. Исследователи из Университета Кумамото в Японии, анализируя влияние изменений кишечных бактерий на метаболизм сахара и липидов, обнаружили, что вторичные желчные кислоты, продуцируемые бактериями, могут влиять на концентрацию глюкозы и липидов в крови, а также на части их молекулярных механизмов. Ожидается, что этот результат приведет к лечению метаболических заболеваний, таких как диабет и дислипидемия, путем нацеливания на кишечные бактерии, которые продуцируют вторичную желчную кислоту.
В нашем кишечнике обитает более 100 триллионов бактерий примерно 1000 различных видов. Сообщалось, что профили кишечных бактерий у людей с ожирением и без него, как правило, различаются и связаны со здоровьем хозяина. Бактерии могут влиять на потребление энергии и накопление жира в организме хозяина. Кроме того, известно, что эти бактерии также связаны с такими заболеваниями образа жизни, как диабет 2 типа, нервными заболеваниями, такими как аутизм, и кишечными заболеваниями, такими как рак толстой кишки.
Одним из факторов, влияющих на кишечные бактерии, является прием противомикробных препаратов. Становится очевидным, что эти препараты вызывают дисбактериоз в качественном и количественном балансе бактериальных популяций в кишечнике и оказывают различное влияние на жизненно важные функции. Например, гипогликемия – серьезный, но редкий побочный эффект антибиотиков. Фактически, некоторые антибиотики, такие как гатифлоксацин, были прекращены из-за их побочных эффектов. Кроме того, сообщалось, что прием антибиотиков в младенчестве или детстве ускоряет набор веса.
Предыдущие исследования показали, что дисбактериоз, вызванный приемом антибиотиков, влияет на уровень экспрессии белка в печени, органе, отвечающем за метаболизм сахара и липидов. Таким образом, исследователи из Университета Кумамото решили выяснить влияние дисбактериоза, вызванного антибиотиками, на метаболизм сахара и липидов и его механизм.
Модель дисбактериоза на мышах была приготовлена путем введения антибиотиков в течение 5 дней. По сравнению с мышами, не получавшими антибиотики, уровни глюкозы в крови и концентрации липидов (триглицеридов) в экспериментальной модели снизились до 64% и 43% соответственно. Чтобы оценить механизмы, связанные с этим снижением, исследователи сосредоточились на вторичных желчных кислотах. Эти кислоты представляют собой метаболиты, вырабатываемые кишечными бактериями, которые контролируют функции печени, участвующие в метаболизме сахара и липидов.
В экспериментальной мышиной модели кишечные бактерии, продуцирующие вторичные желчные кислоты, уменьшились. Кроме того, концентрация вторичных желчных кислот (литохолевая и дезоксихолевая кислота) в печени мыши была снижена до 20% и 0%.6% соответственно по сравнению с мышами, не получавшими антибиотики. При добавлении вторичной желчной кислоты одновременно с приемом антибиотика уровень глюкозы и триглицеридов в крови восстанавливается. Этот результат указывает на то, что вторичная желчная кислота, продуцируемая кишечными бактериями, влияет на метаболизм сахара и липидов в организме хозяина.
Затем исследователи использовали количественную протеомику, чтобы всесторонне проанализировать количество белков, чтобы оценить, как вторичные желчные кислоты, продуцируемые кишечными бактериями, влияют на уровень сахара в печени и метаболизм липидов. Было обнаружено, что в печени мышей с дисбиозом уровни экспрессии белков, участвующих в метаболизме гликогена (хранении сахара) и в биосинтезе холестерина и желчных кислот, изменились. Более того, изменение было восстановлено за счет добавления вторичных желчных кислот.
"Наши исследования показывают, что энтеробактерии и производимые ими вторичные желчные кислоты могут участвовать в изменении концентрации сахаров и липидов в живых организмах," сказал профессор Университета Кумамото Сумио Оцуки, руководитель исследования. "Ожидается, что эти бактерии станут будущей мишенью для профилактики или лечения метаболических заболеваний, таких как диабет или дислипидемия."
Этот результат исследования был опубликован в журнале Scientific Reports 19 января 2018 г.