Pagal naują Weill Cornell Medicine ir Boyce Thompson instituto Kornelio universiteto Itakos miestelyje tyrėjų ikiklinikinį tyrimą, naudingi žarnyno mikrobai ir organizmas dirba kartu, kad tiksliai sureguliuotų riebalų apykaitą ir cholesterolio kiekį.
Tyrimas publikuojamas žurnale Gamta.
Žmogaus kūnas vystėsi kartu su naudingais žarnyne gyvenančiais mikrobais (vadinamais mikrobiota), todėl susidarė abipusiai palankūs ryšiai, padedantys virškinti maistą ir pasisavinti pagrindines maistines medžiagas, reikalingas šeimininko ir žarnyno mikrobų išlikimui. . Pagrindinis šių santykių aspektas yra bioaktyvių molekulių, skatinančių maisto skaidymą, gamyba, leidžianti šeimininkui įsisavinti maistines medžiagas.
Viena iš svarbiausių tokių molekulių grupių vadinama tulžies rūgštimis (taip pat žinoma kaip tulžis), kurios gaminamos iš cholesterolio kepenyse, o vėliau patenka į žarnyną, kur skatina riebalų virškinimą.
Mokslininkai jau kurį laiką žinojo, kad žarnyno bakterijos modifikuoja tulžies rūgštis į formą, kuri stimuliuoja receptorių, vadinamą FXR, kuris mažina tulžies gamybą. Naujasis tyrimas atskleidžia, kad žarnyno ląstelių gaminamas fermentas paverčia tulžies rūgštis kitokia forma, kuri turi priešingą poveikį. Ši pakeista forma, vadinama tulžies rūgštimi-metilcisteaminu (BA-MCY), slopina FXR, kad paskatintų tulžies gamybą ir padėtų pagreitinti riebalų apykaitą.
„Mūsų tyrimas atskleidžia, kad vyksta dialogas tarp žarnyno mikrobų ir organizmo, kuris yra gyvybiškai svarbus reguliuojant tulžies rūgšties gamybą“, – sakė bendraautorius daktaras Davidas Artisas, Jill Roberts uždegiminių žarnyno ligų tyrimų instituto direktorius. Friedmano mitybos ir uždegimo centras ir Michael Kors imunologijos profesorius Weill Cornell Medicine.
Tulžies rūgštys padeda virškinimo sistemai suskaidyti riebalus į formas, kurias organizmas gali pasisavinti ir panaudoti.
„Tačiau dabar tapo aišku, kad tulžies rūgštys yra ne tik virškinimą skatinančios priemonės; jos veikia kaip signalinės molekulės, reguliuoja cholesterolio kiekį, riebalų apykaitą ir kt.“, – sakė vienas iš autorių, daktaras Frankas Schroederis, Boyce Thompson profesorius. institutas ir Kornelio universiteto Menų ir mokslų kolegijos Chemijos ir cheminės biologijos katedros profesorius.
„Jie visa tai daro prisijungdami prie FXR, kuris veikia kaip šviesoforas, kontroliuoja cholesterolio metabolizmą ir tulžies rūgšties gamybą, kad išvengtų perteklinio kaupimosi.
Dabar Dr. Schroederio ir Dr. Artiso laboratorijų bendradarbiavimas tarp universiteto miestelių atskleidė priimančiojo kūno vaidmenį šiame esminiame biologiniame procese. Tyrimui kartu vadovavo dr. Tae Hyung Won, buvęs daktaro laipsnio daktaras Dr. Schroederio laboratorijoje ir dabar Korėjos Cha universiteto docentas; Dr. Christopheris Parkhurstas, Weill Cornell Medicine medicinos instruktorius, dirbantis Dr. Artiso laboratorijoje; ir daktaras Mohammadas Arifuzzamanas, medicinos imunologijos docentas Weill Cornell Medicine.
Daugiadisciplininis bendradarbiavimas tarp Dr. Artis ir Schroeder sėkmingai sujungė imunologijos, cheminės biologijos ir šeimininko ir mikrobiotos sąveikos biomedicinos disciplinas. Šiame tyrime jie naudojo metodą, vadinamą netiksline metabolomika, kad nustatytų visas pelių su žarnyno mikrobais ir be jų gaminamas molekules. Palyginę abu, jie sugebėjo atskirti, kurias molekules gamina žarnyno mikrobai, o kurias – organizmas. BA-MCY išsiskyrė kaip molekulės, kurias gamino pelės, tačiau vis dėlto jos priklausė nuo žarnyno mikrobų buvimo.
„BA-MCY demonstruoja naują paradigmą: molekules, kurių negamina žarnyno mikrobai, bet kurios vis dar priklauso nuo jų buvimo“, – sakė vienas iš pirmųjų autorių dr. Won.
Atlikdami daugybę eksperimentų, tyrėjai parodė, kaip organizmas gamina BA-MCY ir kaip šios molekulės suteikia organizmui būdą neutralizuoti mikrobų signalus gaminti mažiau tulžies rūgšties, užkertant kelią cholesterolio metabolizmo sulėtėjimui.
„Šis balansavimo veiksmas yra labai svarbus“, – sakė daktaras Schroederis. „Kai žarnyno bakterijos gamina daug tulžies rūgščių, kurios stipriai suaktyvina FXR, organizmas stumia atgal, gamindamas BA-MCY, užtikrindamas, kad tulžies rūgščių sistema išliktų subalansuota.
Mokslininkai savo ikiklinikiniame modelyje taip pat parodė, kad BA-MCY lygio padidinimas padėjo sumažinti riebalų kaupimąsi kepenyse ir kad didėjantis maistinių skaidulų suvartojimas taip pat padidino BA-MCY gamybą.
„Svarbu, kad BA-MCY taip pat buvo aptikta žmogaus kraujo mėginiuose, o tai rodo, kad panašus mechanizmas gali atsirasti ir žmonėms“, – pridūrė daktaras Arifuzzamanas.
Rezultatai gali pasiūlyti galimus medžiagų apykaitos sutrikimų, įskaitant riebią kepenų ligą, aukštą cholesterolio kiekį ir su nutukimu susijusius sutrikimus, gydymo tikslus. Jie taip pat teigia, kad mitybos metodai, tokie kaip tam tikrų rūšių skaidulų suvartojimo didinimas, gali padėti palaikyti organizmo kontrolės ir pusiausvyros sistemą. Kiti bendradarbių žingsniai yra sužinoti daugiau apie tai, kaip šie procesai yra reguliuojami, ir tirti tokio tipo mikrobų ir žarnų skerspjūvį įvairiose ligose.
Tyrėjai teigė, kad jų tyrimo metodas taip pat gali padėti tyrėjams ištirti žarnyno mikrobiotos vaidmenį sergant įvairiomis ligomis, nuo infekcijos ir lėtinio uždegimo iki nutukimo ir vėžio.
„Mūsų dokumentas yra planas, kaip naudoti netikslingą metabolomiką ir chemiją, siekiant geriau suprasti, kaip dialogas tarp žarnyno mikrobiotos ir kūno veikia įvairias ligas“, – sakė dr.