Uztura cukurs var izjaukt zarnu mikrobiotu un izraisīt vielmaiņas komplikācijas

Uztura cukurs var izjaukt zarnu mikrobiotu un izraisīt vielmaiņas komplikācijas

Žurnālā publicēts pētījums šūna parāda, ka uztura cukurs palielina metaboliskā sindroma risku, izjaucot zarnu mikrobiotu un nomācot aizsargājošās T helper 17 (Th17) šūnas.

Lernen: Ein durch Nahrungszucker verursachtes Ungleichgewicht der Mikrobiota stört den immunvermittelten Schutz vor dem metabolischen Syndrom. Bildnachweis: Alpha Tauri 3D Graphics/Shutterstock

fons

Lietojot diētu ar augstu tauku saturu, palielinās diabēta, aptaukošanās, sirds un asinsvadu slimību un metaboliskā sindroma risks. Lai gan cēloņsakarība starp diētu ar augstu tauku saturu un vielmaiņas risku nav pilnībā zināma, pastāv hipotēze, ka uztura izraisīts zarnu iekaisums var būt potenciāls faktors.

Zarnu imūnsistēma tiek uzskatīta par būtisku metabolisma homeostāzes regulatoru. CD4 T šūnas ir svarīgi zarnu imūnās atbildes regulatori pret uztura antigēniem. Pētījumos ir identificēti specifiski šūnu tipi, kuriem ir gan veicinoša, gan aizsargājoša iedarbība metaboliskā sindroma gadījumā. Šie šūnu veidi ir Th17 šūnas un iedzimtas 3. tipa limfoidās šūnas (ILC3).

Zarnu mikrobiotai ir izšķiroša loma zarnu imūnreakciju, tostarp Th17 šūnu un ILC3 reakciju, regulēšanā. Ir zināms, ka izmaiņas zarnu mikrobiotas sastāvā, ko izraisa augsta tauku satura diēta, veicina vielmaiņas sindromu, mainot enerģijas metabolismu un imūnās atbildes.

Pašreizējā pētījumā zinātnieki noteica saikni starp mikrobiotas izraisītām zarnu imūnreakcijām un uztura izraisītu aptaukošanos un vielmaiņas sindromu.

Augsta tauku satura diētas ietekme uz metabolisko sindromu

Standarta diētas un augsta tauku satura diētas izraisīto imūnreakciju salīdzinājums pelēm parādīja, ka augsta tauku satura diēta izraisa metaboliskā sindroma simptomus, tostarp ķermeņa masas pieaugumu, insulīna rezistenci un glikozes nepanesību.

Attiecībā uz zarnu imunitāti ir konstatēts, ka diēta ar augstu tauku saturu ievērojami samazina Th17 šūnu ekspresiju un funkcionalitāti. Diēta arī samazināja interleikīna 17 (IL-17), citokīna, ko ražo Th17 šūnas, sekrēciju.

Mehāniski diēta ar augstu tauku saturu izraisīja strauju komensālās mikrobiotas zudumu, kas ir atbildīga par Th17 šūnu indukciju. Tas vēlāk izraisīja ievērojamu Th17 šūnu samazināšanos pirms metaboliskā sindroma attīstības.

Turpmākie eksperimenti parādīja, ka Th17 šūnām, ko inducē komensālā mikrobiota, ir būtiska loma, nodrošinot mikrobiotas izraisītu aizsardzību pret diētu ar augstu tauku saturu un metabolisko sindromu.

Uztura cukura ietekme uz metabolisko sindromu

Trīs galvenās tauku satura diētas kaitīgās sastāvdaļas ir tauku pārpalikums, zems šķiedrvielu daudzums un augsts cukura līmenis. No šīm sastāvdaļām augsts cukura līmenis ir identificēts kā galvenais uztura izraisītas aptaukošanās un metaboliskā sindroma cēlonis.

Mehāniski uztura cukurs veicināja Faecalibaculum rodentium augšanu no ILC3 atkarīgā veidā. Šīs grampozitīvās baktērijas pārmērīga augšana izspieda komensālo zarnu mikrobiotu, kā rezultātā izsīka zarnu komensālās Th17 šūnas un pēc tam diētas izraisīta aptaukošanās un metaboliskā sindroma indukcija pelēm.

Tomēr rezultāti parādīja, ka ar cukura izslēgšanu no uztura nepietiek, lai nodrošinātu aizsardzību. Th17 ekspresijas un funkcionalitātes atjaunošana, izmantojot imūnterapiju, ir nepieciešama arī, lai aizsargātu peles no uztura izraisītām vielmaiņas komplikācijām.

Th17 šūnu mediēta aizsardzība pret metabolisko sindromu

Uztura lipīdu absorbcija zarnu epitēlija šūnās ir zināms metaboliskā sindroma regulators. Ir zināms, ka citokīns IL-17, ko izdala Th17 šūnas, saglabā zarnu barjeras integritāti, regulējot epitēlija šūnas.

Mērot lipīdu saturu dažādos audos pelēm, kuras baroja ar augstu tauku saturu, atklājās, ka zarnu epitēlija šūnas absorbē mazāku daudzumu uztura lipīdu Th17 šūnu klātbūtnē. Mehāniski Th-17 šūnu izdalītais IL-17 nomāca taukskābju transportētāja CD36 epitēlija ekspresiju, kā rezultātā samazinājās lipīdu uzņemšana un absorbcija zarnu epitēlijā.

Studiju nozīme

Pētījums nodrošina uztura komponentu, zarnu mikrobiotas un zarnu imūno šūnu mijiedarbību, kas regulē augsta tauku satura diētas izraisītu vielmaiņas komplikāciju, piemēram, aptaukošanās, 2. tipa cukura diabēta un metaboliskā sindroma, patofizioloģiju.

Pētījumā noteikts, ka uztura cukurs ir galvenā tauku satura diētas kaitīgā sastāvdaļa, kas palielina vielmaiņas traucējumu risku. Pamatojoties uz pierādījumiem, ir nepieciešamas uztura izmaiņas, kā arī imūnsistēmas iejaukšanās, lai nodrošinātu pilnīgu aizsardzību pret uztura izraisītiem vielmaiņas traucējumiem.

Kā minējuši zinātnieki, pētījums koncentrējas tikai uz vielmaiņas izmaiņu sākumposmiem, ko izraisa augsta tauku satura diēta. Tā kā diētas izraisīts zarnu iekaisums nenotiek agrīnā laika posmā, ir nepieciešami turpmāki pētījumi, lai atšifrētu Th17 šūnu ilgtermiņa ietekmi un aizsardzības mehānismus sistēmiskās slimībās.

Atsauce:

• Kawano Y. (2022). Ein durch Nahrungszucker verursachtes Ungleichgewicht der Mikrobiota stört den immunvermittelten Schutz vor dem metabolischen Syndrom. Zelle. doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.08.005 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0092867422009928?dgcid=author