Kostsocker kan störa tarmmikrobiotan och orsaka metabola komplikationer

Kostsocker kan störa tarmmikrobiotan och orsaka metabola komplikationer

En studie publicerad i tidskriften cell visar att kostsocker ökar risken för metabolt syndrom genom att störa tarmmikrobiotan och undertrycka skyddande T-hjälpare 17 (Th17)-celler.

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

bakgrund

Att äta en fettrik kost ökar risken för diabetes, fetma, hjärt- och kärlsjukdomar och metabolt syndrom. Även om orsakssambandet mellan en diet med hög fetthalt och metabolisk risk inte är helt känd, har det antagits att dietinducerad tarminflammation kan vara en potentiell faktor.

Tarmens immunsystem anses vara en viktig regulator av metabolisk homeostas. CD4 T-celler är viktiga regulatorer av tarmens immunsvar mot dietantigener. Studier har identifierat specifika celltyper som har både främjande och skyddande effekter vid metabolt syndrom. Dessa celltyper är Th17-celler och medfödda lymfoida celler typ 3 (ILC3).

Tarmmikrobiotan spelar en avgörande roll för att reglera tarmens immunsvar, inklusive Th17-cell- och ILC3-svar. Förändringar i tarmmikrobiotans sammansättning orsakade av en diet med hög fetthalt är kända för att främja metabolt syndrom genom att förändra energimetabolism och immunsvar.

I den aktuella studien fastställde forskare sambandet mellan mikrobiotadrivna tarmimmunsvar och dietinducerad fetma och metabolt syndrom.

Effekter av en fettrik kost vid metabolt syndrom

Jämförelse av immunsvar inducerade av standarddiet och fettrik kost hos möss visade att fettrik kost inducerar symtomen på metabolt syndrom, inklusive kroppsviktsökning, insulinresistens och glukosintolerans.

När det gäller tarmimmunitet har en diet med hög fetthalt visat sig avsevärt minska uttrycket och funktionaliteten hos Th17-celler. Dieten minskade också utsöndringen av interleukin 17 (IL-17), ett cytokin som produceras av Th17-celler.

Mekanistiskt orsakade en diet med hög fetthalt en snabb förlust av den kommensala mikrobiotan som är ansvarig för induktionen av Th17-celler. Detta ledde därefter till en betydande utarmning av Th17-celler före utvecklingen av metabolt syndrom.

Ytterligare experiment visade att Th17-celler inducerade av kommensal mikrobiota spelar en viktig roll för att säkerställa mikrobiota-medierat skydd mot diet med hög fetthalt och metabolt syndrom.

Inverkan av dietsocker vid metabolt syndrom

De tre huvudsakliga skadliga komponenterna i en fettrik kost är överskott av fett, lågt fiberinnehåll och högt socker. Av dessa komponenter har höga sockernivåer identifierats som en viktig orsak till dietinducerad fetma och metabolt syndrom.

Mekanistiskt främjade dietsocker tillväxten av Faecalibaculum rodentium på ett ILC3-beroende sätt. Överväxten av denna Gram-positiva bakterie fördrev den kommensala tarmmikrobiotan, vilket resulterade i utmattning av intestinala kommensala Th17-celler och efterföljande dietinducerad induktion av fetma och metabolt syndrom hos möss.

Men resultaten visade att det inte räcker att eliminera socker från kosten för att säkerställa skydd. Återställande av Th17-uttryck och funktionalitet genom immunterapier krävs också för att skydda möss från diet-inducerade metabola komplikationer.

Th17 cellmedierat skydd mot metabolt syndrom

Absorption av kostlipider av tarmepitelceller är en känd regulator av metabolt syndrom. Cytokinen IL-17, som utsöndras av Th17-celler, är känd för att upprätthålla integriteten hos tarmbarriären genom att reglera epitelceller.

Att mäta lipidhalten i olika vävnader hos möss som matades med en diet med hög fetthalt visade att tarmepitelceller absorberar en lägre mängd lipid i kosten i närvaro av Th17-celler. Mekanistiskt undertryckte IL-17 utsöndrat av Th-17-celler epitelexpressionen av fettsyratransportören CD36, vilket resulterade i minskat lipidupptag och absorption av tarmepitelet.

Studera betydelse

Studien tillhandahåller en interaktom av dietkomponenter, tarmmikrobiota och tarmens immunceller som reglerar patofysiologin för metaboliska komplikationer orsakade av hög fetthalt som fetma, typ 2-diabetes och metabolt syndrom.

Studien identifierar dietsocker som den främsta skadliga komponenten i en fettrik kost för att öka risken för metabola störningar. Baserat på bevisen krävs kostförändringar tillsammans med immuninterventioner för att säkerställa ett fullständigt skydd mot diet-inducerade metabola störningar.

Som nämnts av forskarna fokuserar studien endast på de tidiga stadierna av metabola förändringar som induceras av en fettrik kost. Eftersom kostinducerad tarminflammation inte inträffar vid tidiga tidpunkter, behövs framtida studier för att dechiffrera de långsiktiga effekterna och skyddsmekanismerna för Th17-celler vid systemiska sjukdomar.

Hänvisning:

• 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