Бактерии в кишечнике, известные как кишечный микробиом, могут быть виновниками артрита и болей в суставах, от которых страдают люди, страдающие ожирением, согласно новому исследованию, опубликованному сегодня в JCI Insight.
Остеоартрит, распространенный побочный эффект ожирения, является основной причиной инвалидности в США, от которой страдает 31 миллион человек. Остеоартрит у людей, страдающих ожирением, который иногда называют «артритом износа», долгое время считался просто следствием чрезмерной нагрузки на суставы. Но исследователи из Медицинского центра Университета Рочестера предоставили первое доказательство того, что бактерии в кишечнике, регулируемые диетой, могут быть ключевой движущей силой остеоартрита.
Ученые обнаружили, что у мышей с ожирением в кишечнике было больше вредных бактерий по сравнению с худыми мышами, что вызывало воспаление по всему телу, что приводило к очень быстрому износу суставов. Хотя обычная пребиотическая добавка не помогла мышам сбросить вес, она полностью изменила другие симптомы, сделав кишечник и суставы мышей с ожирением неотличимыми от худых мышей.
Что может сделать западная диета с высоким содержанием жиров
Команда URMC во главе с Майклом Зусиком, доктором философии, доцентом кафедры ортопедии в Центре скелетно-мышечных исследований (CMSR), Робертом Муни, доктором философии, профессором патологии и лабораторной медицины, и Стивеном Гилл, доктор философии, адъюнкт-профессор микробиологии и иммунологии, кормил мышей диетой с высоким содержанием жиров, похожей на западную диету «чизбургер и молочный коктейль».
Всего 12 недель диеты с высоким содержанием жиров привели к ожирению и диабету у мышей, что почти удвоило процентное содержание жира в их организме по сравнению с мышами, получавшими здоровую диету с низким содержанием жиров. В их толстой кишке преобладали провоспалительные бактерии, и почти полностью отсутствовали некоторые полезные пробиотические бактерии, такие как обычная добавка к йогурту Bifidobateria..
Изменения в кишечном микробиоме мышей совпали с признаками воспаления по всему телу, в том числе в их коленях, где исследователи вызвали остеоартрит с разрывом мениска, распространенной спортивной травмой, которая, как известно, вызывает остеоартрит. По сравнению с худыми мышами остеоартрит прогрессировал гораздо быстрее у мышей с ожирением, почти весь их хрящ исчезал в течение 12 недель после разрыва.
«Хрящ - это одновременно и подушка, и смазка, поддерживающая движения суставов без трения», - сказал Зусчик. «Когда вы теряете это, это кость к кости, камень к камню. Это конец линии, и вам нужно заменить весь сустав. Мы, исследователи остеоартрита, стремимся предотвратить это - сохранить этот хрящ».
Можете ли вы съесть свой торт и защитить свои суставы?
Удивительно, но влияние ожирения на кишечные бактерии, воспаление и остеоартрит было полностью предотвращено, когда жирная диета мышей с ожирением была дополнена обычным пребиотиком, называемым олигофруктозой. Коленный хрящ мышей с ожирением, которые ели добавку олигофруктозы, был неотличим от хряща худых мышей.
Пребиотики, такие как олигофруктоза, не могут быть переварены грызунами или людьми, но они приветствуются для определенных типов полезных кишечных бактерий, таких как бифидобактерии. Колонии этих бактерий съедали и росли, захватывая кишки мышей с ожирением и вытесняя плохих участников, таких как провоспалительные бактерии. Это, в свою очередь, уменьшило системное воспаление и замедлило разрушение хрящей в коленных суставах мышей с остеоартритом.
Олигофруктоза даже уменьшила диабет у мышей с ожирением, но пищевая добавка не изменила одну вещь: массу тела.
Мыши с ожирением, которым давали олигофруктозу, оставались тучными, выдерживая ту же нагрузку на суставы, но их суставы были здоровее. Простого уменьшения воспаления было достаточно, чтобы защитить суставной хрящ от дегенерации, подтверждая идею о том, что воспаление, а не биомеханические силы, вызывает остеоартрит и дегенерацию суставов.
«Это подтверждает идею о том, что остеоартрит является еще одним вторичным осложнением ожирения - точно так же, как диабет, болезни сердца и инсульт, причиной которых является воспаление», - сказал Муни. «Возможно, все они имеют общий корень, и этим общим корнем может быть микробиом».
Прежде чем отправиться в магазин витаминов
Хотя существуют параллели между микробиомами мыши и человека, бактерии, которые защищали мышей от остеоартрита, связанного с ожирением, могут отличаться от бактерий, которые могли бы помочь людям. Зусчик, Муни и Гилл намерены сотрудничать с исследователями из «Микробиома военных и ветеранов: Консорциум по исследованиям и образованию» Министерства по делам ветеранов США, чтобы перенести это исследование на людей.
Команда надеется сравнить ветеранов, страдающих остеоартритом, связанным с ожирением, с теми, у кого его нет, чтобы дополнительно выявить связи между кишечными микробами и здоровьем суставов. Они также надеются проверить, могут ли пребиотические или пробиотические добавки, формирующие микробиом кишечника, оказывать такое же воздействие на ветеринаров, страдающих остеоартритом, как и на мышей..
«Не существует методов лечения, которые могли бы замедлить прогрессирование остеоартрита, и определенно ничто не может обратить его вспять», - сказал первый автор Эрик Шотт, доктор философии, постдокторант в CMSR и будущий научный сотрудник в области клинических исследований в Solarea Bio, Inc. «Но это исследование закладывает основу для разработки методов лечения, нацеленных на микробиом и фактически лечащих болезнь».