Voedingssuiker kan de darmmicrobiota verstoren en metabolische complicaties veroorzaken

Voedingssuiker kan de darmmicrobiota verstoren en metabolische complicaties veroorzaken

Een studie gepubliceerd in het tijdschrift cel laat zien dat voedingssuiker het risico op het metabool syndroom verhoogt door de darmmicrobiota te verstoren en beschermende T-helper 17 (Th17) cellen te onderdrukken.

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

achtergrond

Het consumeren van een vetrijk dieet verhoogt het risico op diabetes, obesitas, hart- en vaatziekten en het metabool syndroom. Hoewel het causale verband tussen een vetrijk dieet en het metabolische risico niet volledig bekend is, wordt aangenomen dat door voeding geïnduceerde darmontsteking een potentiële factor kan zijn.

Het darmimmuunsysteem wordt beschouwd als een essentiële regulator van de metabolische homeostase. CD4 T-cellen zijn belangrijke regulatoren van de intestinale immuunrespons op voedingsantigenen. Studies hebben specifieke celtypen geïdentificeerd die zowel bevorderende als beschermende effecten hebben bij het metabool syndroom. Deze celtypen zijn Th17-cellen en aangeboren lymfoïde cellen type 3 (ILC3).

De darmmicrobiota speelt een cruciale rol bij het reguleren van de darmimmuunreacties, waaronder Th17-cel- en ILC3-reacties. Het is bekend dat veranderingen in de samenstelling van de darmmicrobiota, veroorzaakt door een vetrijk dieet, het metabool syndroom bevorderen door het energiemetabolisme en de immuunreacties te veranderen.

In de huidige studie hebben wetenschappers het verband vastgesteld tussen microbiota-aangedreven darmimmuunreacties en door voeding geïnduceerde obesitas en metabool syndroom.

Effecten van een vetrijk dieet bij het metabool syndroom

Vergelijking van de immuunresponsen geïnduceerd door een standaarddieet en een vetrijk dieet bij muizen toonde aan dat een vetrijk dieet de symptomen van het metabool syndroom induceert, waaronder toename van het lichaamsgewicht, insulineresistentie en glucose-intolerantie.

Wat de darmimmuniteit betreft, is gebleken dat een vetrijk dieet de expressie en functionaliteit van Th17-cellen aanzienlijk vermindert. Het dieet verminderde ook de uitscheiding van interleukine 17 (IL-17), een cytokine geproduceerd door Th17-cellen.

Mechanisch gezien veroorzaakte een vetrijk dieet een snel verlies van de commensale microbiota die verantwoordelijk is voor de inductie van Th17-cellen. Dit leidde vervolgens tot een aanzienlijke uitputting van Th17-cellen voorafgaand aan de ontwikkeling van het metabool syndroom.

Verdere experimenten toonden aan dat Th17-cellen geïnduceerd door commensale microbiota een essentiële rol spelen bij het waarborgen van microbiota-gemedieerde bescherming tegen vetrijke voeding en metabool syndroom.

Invloed van voedingssuiker op het metabool syndroom

De drie belangrijkste schadelijke componenten van een vetrijk dieet zijn overtollig vet, weinig vezels en veel suiker. Van deze componenten zijn hoge suikerniveaus geïdentificeerd als een belangrijke oorzaak van door voeding veroorzaakte obesitas en metabool syndroom.

Mechanistisch gezien bevorderde voedingssuiker de groei van Faecalibaculum rodentium op een ILC3-afhankelijke manier. De overgroei van deze Gram-positieve bacterie verplaatste de commensale darmmicrobiota, wat resulteerde in uitputting van de commensale Th17-cellen in de darmen en daaropvolgende door voeding geïnduceerde inductie van obesitas en metabool syndroom bij muizen.

De resultaten toonden echter aan dat het elimineren van suiker uit het dieet niet voldoende is om bescherming te garanderen. Het herstellen van de expressie en functionaliteit van Th17 door middel van immuuntherapieën is ook vereist om muizen te beschermen tegen door voeding veroorzaakte metabolische complicaties.

Th17 celgemedieerde bescherming tegen metabool syndroom

Absorptie van voedingslipiden door darmepitheelcellen is een bekende regulator van het metabool syndroom. Het is bekend dat het cytokine IL-17, uitgescheiden door Th17-cellen, de integriteit van de darmbarrière handhaaft door epitheelcellen te reguleren.

Het meten van het lipidengehalte in verschillende weefsels van muizen die een vetrijk dieet kregen, onthulde dat darmepitheelcellen een lagere hoeveelheid voedingslipiden absorberen in de aanwezigheid van Th17-cellen. Mechanistisch onderdrukte IL-17, uitgescheiden door Th-17-cellen, de epitheliale expressie van de vetzuurtransporter CD36, wat resulteerde in een verminderde opname en absorptie van lipiden door het darmepitheel.

Bestudeer betekenis

De studie levert een interactoom op van voedingscomponenten, darmmicrobiota en darmimmuuncellen die de pathofysiologie van door vetrijke voeding geïnduceerde metabolische complicaties zoals obesitas, type 2 diabetes en metabool syndroom reguleren.

De studie identificeert voedingssuiker als de belangrijkste schadelijke component van een vetrijk dieet voor het verhogen van het risico op stofwisselingsstoornissen. Op basis van het bewijsmateriaal zijn dieetaanpassingen samen met immuuninterventies nodig om volledige bescherming tegen door voeding veroorzaakte metabolische stoornissen te garanderen.

Zoals de wetenschappers al zeiden, richt het onderzoek zich alleen op de vroege stadia van metabolische veranderingen veroorzaakt door een vetrijk dieet. Omdat door voeding geïnduceerde darmontsteking niet op vroege tijdstippen optreedt, zijn toekomstige studies nodig om de langetermijneffecten en beschermende mechanismen van Th17-cellen bij systemische ziekten te ontcijferen.

Referentie:

• 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