Кишечные бактерии недавно привлекли внимание, 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 воздействия на кишечные бактерии, которые производят вторичную желчную кислоту.
Более 100 триллионов бактерий примерно 1000 различных видов обитают в нашем кишечнике. Сообщалось, что профили кишечных бактерий у людей с ожирением и без ожирения, 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 болезнями образа жизни, такими 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 ясно, что эти препараты вызывают дисбактериоз в качественном и количественном балансе бактериальных популяций в кишечнике и оказывают различное влияние на жизнедеятельность. Например, гипогликемия является серьезным, но редким побочным эффектом антибиотиков. Фактически, некоторые антибиотики, такие как гатифлоксацин, были сняты с производства из-за их побочных эффектов. Кроме того, 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 вызванного антибиотиками дисбактериоза на сахарный и липидный обмен и его механизм..
Модель мыши с дисбактериозом 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 являются метаболитами, вырабатываемыми кишечными бактериями, которые контролируют функции печени, участвующие в метаболизме сахара и липидов.
В экспериментальной мышиной модели уменьшилось количество кишечных бактерий, вырабатывающих вторичные желчные кислоты. Кроме того, концентрации вторичных желчных кислот (литохолевой и дезоксихолевой кислоты) в печени мышей были снижены до 20% и 0,6% соответственно по сравнению с мышами, не получавшими антибиотики. При добавлении вторичной желчной кислоты одновременно с введением антибиотиков уровни глюкозы и триглицеридов в крови восстанавливались. Этот результат указывает на то, что вторичная желчная кислота, продуцируемая кишечными бактериями, влияет на метаболизм сахара и липидов хозяина.
Затем исследователи использовали количественную протеомику для всестороннего анализа количества белков, чтобы оценить, как вторичные желчные кислоты, продуцируемые кишечными бактериями, влияют на уровень сахара в печени и метаболизм липидов. В печени мышей с дисбактериозом было обнаружено изменение уровня экспрессии белков, участвующих в метаболизме гликогена (запасание сахара) и в биосинтезе холестерина и желчных кислот. Более того, изменение восстанавливалось за счет приема вторичных желчных кислот.
«Наше исследование показывает, что энтеробактерии и вторичные желчные кислоты, которые они производят, могут быть вовлечены в изменение концентрации сахаров и липидов в живых организмах», - сказал профессор Университета Кумамото Сумио Оцуки, руководитель исследования. «Ожидается, что в будущем эти бактерии станут мишенью для профилактики или лечения метаболических заболеваний, таких как диабет или дислипидемия».
Результаты этого исследования были опубликованы в Интернете в журнале Scientific Reports 19 января 2018 года.