Организм пожирает себя изнутри: ученые раскрыли опасный процесс в кишечнике
Сегодня, 12:32 Диана Укладчикова
PNAS: бактерии кишечника питаются слизистой из-за дефицита одного вещества
Фото: www.globallookpress.com/ IMAGO/Zoonar.com/Dmitrii Marchen
Некоторые вещества вызывают особое беспокойство врачей.
Кишечные бактерии способны использовать в качестве пищи защитную слизь, покрывающую стенки кишечника. Это происходит в том числе при недостатке растительной клетчатки. В результате микроорганизмы перерабатывают белки самого организма и вырабатывают вещества, которые могут негативно влиять на здоровье. Результаты работы опубликованы в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
К такому выводу пришли исследователи Принстонского университета. В норме слизь выполняет защитную функцию. Она отделяет кишечные бактерии от клеток, выстилающих кишечник, и помогает поддерживать естественный барьер между микроорганизмами и тканями организма.
Однако ученые выяснили, что бактерии могут расщеплять белки, содержащиеся в этой слизи. При таком процессе образуются определенные химические соединения, часть которых связана с неблагоприятными последствиями для здоровья.
Исследователи установили, что растительная клетчатка способна подавлять разрушение защитной слизи бактериями. Но оказалось, что важную роль играют и другие компоненты растительной пищи.
Какие опасные вещества образуются в кишечнике
В центре исследования оказались фенольные метаболиты. Так называют вещества, возникающие при переработке питательных компонентов кишечными бактериями.
Ученые изучили соединения, образующиеся из двух аминокислот — тирозина и фенилаланина. Эти вещества входят в состав белков, но продукты их переработки могут по-разному влиять на организм.
Например, фенилпропионат и гиппуровая кислота, образующиеся из фенилаланина, связаны со здоровой массой тела и благоприятным состоянием кишечника.
Другие соединения, сульфат п-крезола и сульфат фенола, образуются из тирозина. Их присутствие связывают с неблагоприятными последствиями для людей с заболеваниями почек, а также с ухудшением состояния пациентов с онкологическими заболеваниями.
Чтобы выяснить происхождение этих веществ, исследователи провели эксперименты на мышах. Белки пометили безопасными стабильными изотопами. Это позволило проследить, какие соединения образуются при их расщеплении и откуда поступает материал для их производства.
Оказалось, что потенциально вредные фенольные соединения образуются при переработке белков самого организма, в том числе содержащихся в защитной кишечной слизи.
В то же время образование некоторых соединений, связанных с благоприятными показателями здоровья, было связано преимущественно с белками, поступающими с пищей.
Не только клетчатка: что помогает защитить кишечник
Ученые обнаружили еще один компонент растительных продуктов, который может влиять на работу кишечных бактерий. Речь идет о белках, не полностью переваривающихся в пищеварительной системе человека. Исследователи назвали их Prif — белками, имитирующими клетчатку.
Обычно при обсуждении пользы растительной пищи основное внимание уделяют пищевым волокнам, витаминам и минералам. Однако новые данные показывают, что неперевариваемые растительные белки тоже могут играть важную роль.
Они достигают кишечных бактерий и становятся материалом для их обменных процессов. В результате меняется состав веществ, которые производят микроорганизмы.
Клетчатка и такие белки действуют совместно. Первая помогает ограничивать разрушение защитной слизи кишечника. Вторые предоставляют бактериям дополнительный источник питательных веществ.
В результате баланс некоторых фенольных метаболитов смещается в сторону соединений, связанных с более благоприятными показателями здоровья.
Ученые предполагают, что в будущем содержание таких растительных белков может стать отдельным показателем питательной ценности продуктов. Его даже могут указывать на упаковке рядом с количеством клетчатки.
Не все зависит от бактерий: ученые сделали второе открытие
Еще одно исследование той же научной группы, опубликованное в журнале Nature Metabolism, поставило под сомнение распространенное представление о работе кишечного микробиома.
Ранее считалось, что многие важные химические соединения, обнаруживаемые в организме, производятся преимущественно кишечными бактериями.
Однако эксперименты на мышах, крысах и человеческих клетках показали, что некоторые из этих веществ способны самостоятельно вырабатывать клетки млекопитающих.
Среди таких соединений оказались индол-3-лактат и индол-3-ацетат. Они относятся к продуктам переработки триптофана — аминокислоты, содержащейся в пищевых белках. Подобные вещества интересуют ученых из-за их участия в процессах, связанных с воспалением, иммунитетом и онкологическими заболеваниями.
Исследователи также проверили, как меняется количество метаболитов после применения антибиотиков, нарушающих состав кишечного микробиома. Выяснилось, что некоторые соединения продолжали присутствовать в крови в значительных количествах даже после сокращения численности кишечных бактерий.
Аналогичные наблюдения были получены при изучении образцов пациентов, принимавших антибиотики, в том числе во время лечения онкологических заболеваний.
При этом концентрация других веществ, которые действительно производятся исключительно микроорганизмами, снижалась.
Что открытия означают для здоровья человека
Полученные результаты показывают, что влияние питания на организм сложнее, чем считалось ранее. Для здоровья кишечника может иметь значение не только количество клетчатки, но и содержание неперевариваемых растительных белков. Они способны менять активность микробиома и влиять на образование различных химических соединений.
Одновременно ученые выяснили, что не все вещества, связанные с работой кишечника, зависят от бактерий. Часть из них организм производит самостоятельно.
Эти открытия могут помочь в разработке новых подходов к лечению заболеваний, связанных с обменом веществ, воспалением и нарушениями работы пищеварительной системы.
Однако исследователи подчеркивают, что значительная часть экспериментов проводилась на животных и в лабораторных условиях. Поэтому пока нельзя утверждать, что обнаруженные механизмы приводят к таким же последствиям у людей. Для оценки долгосрочного влияния этих процессов на здоровье потребуются дополнительные исследования.
Еще больше новостей — у Пятого канала в мессенджере МАКС.