Сахар разрушает микробиом, устраняет защиту от ожирения и диабета

Резюме: Западные диеты с высоким содержанием сахара уменьшают количество воспалительных клеток Th17 в кишечнике мышей, запуская цепь событий, которые приводят к метаболическим заболеваниям, преддиабету и ожирению.

Источник: Колумбийский университет

Исследование на мышах показало, что пищевой сахар изменяет микробиом кишечника, запуская цепь событий, которые приводят к метаболическим заболеваниям, преддиабету и увеличению веса.

Выводы, опубликованные сегодня в Клеткапредполагают, что диета имеет значение, но оптимальный микробиом не менее важен для предотвращения метаболического синдрома, диабета и ожирения.

Диета изменяет микробиом

Диета с высоким содержанием жиров и сахара в западном стиле может привести к ожирению, метаболическому синдрому и диабету, но неизвестно, как диета запускает нездоровые изменения в организме.

Микробиом кишечника незаменим для питания животных, поэтому Ивало Иванов, доктор медицинских наук, доцент кафедры микробиологии и иммунологии Колледжа врачей и хирургов Колумбийского университета им. .

После четырех недель диеты у животных проявились признаки метаболического синдрома, такие как увеличение веса, резистентность к инсулину и непереносимость глюкозы. И их микробиомы резко изменились: количество сегментированных нитчатых бактерий, обычных для кишечной микробиоты грызунов, рыб и кур, резко сократилось, а количество других бактерий увеличилось.

Изменения микробиома изменяют клетки Th17

Исследователи обнаружили, что сокращение количества нитчатых бактерий имеет решающее значение для здоровья животных благодаря его влиянию на иммунные клетки Th17. Снижение количества нитчатых бактерий уменьшило количество клеток Th17 в кишечнике, и дальнейшие эксперименты показали, что именно клетки Th17 необходимы для предотвращения метаболических заболеваний, диабета и увеличения веса.

«Эти иммунные клетки производят молекулы, которые замедляют всасывание «плохих» липидов из кишечника и уменьшают воспаление кишечника», — говорит Иванов. «Другими словами, они поддерживают здоровье кишечника и защищают организм от поглощения патогенных липидов».

Сахар против жира

Какой компонент диеты с высоким содержанием жиров и сахара привел к этим изменениям? Команда Иванова обнаружила, что виноват сахар.

«Сахар уничтожает нитчатые бактерии, и, как следствие, защитные клетки Th17 исчезают», — говорит Иванов. «Когда мы кормили мышей диетой с высоким содержанием жиров и без сахара, они сохраняли кишечные клетки Th17 и были полностью защищены от развития ожирения и преддиабета, несмотря на то, что потребляли такое же количество калорий».

Какой компонент диеты с высоким содержанием жиров и сахара привел к этим изменениям? Команда Иванова обнаружила, что виноват сахар. Изображение находится в общественном достоянии

Но отказ от сахара помог не всем мышам. У тех, у кого изначально отсутствовали нитчатые бактерии, исключение сахара не оказало положительного эффекта, и животные стали тучными и заболели диабетом.

«Это говорит о том, что некоторые популярные диетические вмешательства, такие как минимизация сахара, могут работать только у людей, в микробиоте которых есть определенные бактериальные популяции», — говорит Иванов.

В таких случаях могут помочь определенные пробиотики. У мышей Иванова добавки нитчатых бактерий привели к восстановлению клеток Th17 и защите от метаболического синдрома, несмотря на потребление животными диеты с высоким содержанием жиров.

Хотя у людей нет таких же нитевидных бактерий, как у мышей, Иванов считает, что другие бактерии у людей могут оказывать такое же защитное действие.

Предоставление мышам клеток Th17 также обеспечило защиту и может быть терапевтическим для людей. «Микробиота важна, но настоящая защита исходит от клеток Th17, индуцированных бактериями», — говорит Иванов.

«Наше исследование подчеркивает, что сложное взаимодействие между диетой, микробиотой и иммунной системой играет ключевую роль в развитии ожирения, метаболического синдрома, диабета 2 типа и других состояний», — говорит Иванов. «Это говорит о том, что для оптимального здоровья важно не только изменить свой рацион, но и улучшить свой микробиом или кишечную иммунную систему, например, за счет увеличения количества бактерий, индуцирующих клетки Th17».

Все авторы: Ёсинага Кавано (Медицинский факультет Колумбийского и Кейоского университетов), Мадлен Эдвардс (Колумбия), Имин Хуан (Колумбия), Анджелина М. Билате (Рокфеллеровский университет), Леандро П. Араужо (Колумбия), Такеши Таноуэ (Школа Университета Кейо). медицины и Центра интегративных медицинских наук RIKEN), Коджи Атараши (Медицинский факультет Университета Кейо и Центр интегративных медицинских наук RIKEN), Марк С. Ладински (Калифорнийский технологический институт), Стивен Л. Райнер (Колумбия), Харрис Х. Ван (Колумбия), Даниэль Муцида (Рокфеллеровский университет), Кения Хонда (Медицинский факультет Университета Кейо и Центр интегративных медицинских наук RIKEN) и Ивайло И. Иванов (Колумбия).

Смотрите также

На этом изображена женщина, идущая по ледяному туннелю.

Финансирование: Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения США (DK098378, AI144808, AI163069, AI146817, DK093674, DK113375, AI132403, DK118044 и EB031935); фонд Burroughs Wellcome Fund (PATH1019125 и PATH1016691); стипендии от MSD Life Science Foundation, Фонда Рассела Берри и Диабетического центра Наоми Берри в Медицинском центре Ирвинга Колумбийского университета; Грант в помощь специально продвигаемым исследованиям от Японского общества содействия науке (20H05627); Национальный научный фонд США (MCB-2025515); и Фонд Ирмы Т. Хиршль.

Об этой диете и новостях исследования ожирения

Автор: Лаки Тран
Источник: Колумбийский университет
Контакт: Лаки Тран – Колумбийский университет
Изображение: Изображение находится в общественном достоянии

Оригинальное исследование: Закрытый доступ.
«Дисбаланс микробиоты, вызванный пищевым сахаром, нарушает иммунно-опосредованную защиту от метаболического синдрома» Ивальо Иванова и соавт. Клетка


Абстрактный

Дисбаланс микробиоты, вызванный пищевым сахаром, нарушает иммунно-опосредованную защиту от метаболического синдрома.

Как кишечные микробы регулируют метаболический синдром, до конца не изучено. Мы показываем, что кишечная микробиота защищает от развития ожирения, метаболического синдрома и преддиабетических фенотипов, индуцируя комменсал-специфические клетки Th17.

Диета с высоким содержанием жиров и сахара способствовала метаболическим заболеваниям за счет уничтожения микробов, индуцирующих Th17, а восстановление комменсальных клеток Th17 восстанавливало защиту. Клетки Th17, индуцированные микробиотой, обеспечивают защиту, регулируя абсорбцию липидов кишечным эпителием зависимым от IL-17 образом. Вызванная диетой потеря защитных клеток Th17 была опосредована присутствием сахара.

Исключение сахара из диеты с высоким содержанием жиров защищало мышей от ожирения и метаболического синдрома способом, зависящим от комменсально-специфических клеток Th17. Сахар и ILC3 способствовали росту Faecalibaculum родентиум это вытеснило микробиоту, индуцирующую Th17. Эти результаты определяют факторы питания и микробиоты, представляющие риск метаболического синдрома.

Они также определяют зависимый от микробиоты механизм иммунопатогенности пищевого сахара и подчеркивают сложное взаимодействие между диетой, микробиотой и кишечным иммунитетом в регуляции метаболических нарушений.

Leave a Comment