Час транзиту кишечника змінюється за допомогою "дієти мандрівника"

"Наші дієти, що розвиваються, взаємодіють з нашою мікробіотою, що розвивається", - говорить Джеффрі Гордон. "З такими змінами ми ризикуємо втратити традиційну кулінарну мудрість щодо того, що певні дієтичні інгредієнти пов’язані зі здоров’ям". (Кредит: riccardo bruni/Flickr)

транзиту

Ви можете ділитися цією статтею за ліцензією Attribution 4.0 International.

  • Бангладеш
  • травлення
  • Травна система
  • їжа
  • кишкові бактерії
  • кишечник
  • Малаві
  • мікробіоми
  • подорожі
  • куркума
  • Сполучені Штати

Щоб краще зрозуміти важливість кишкових бактерій для здоров'я людини, дослідники вимірювали час, протягом якого їжа рухається шлунково-кишковим трактом, що називається рухливістю кишечника, у мишей - таким чином, що імітує дієтичні наслідки світових подорожей.

Окрім простого виявлення бактерій, що присутні в кишечнику людей, які живуть у різних регіонах світу та споживають різні дієти, дослідники використовували цю унікальну стратегію для визначення конкретних робіт, що виконуються різними членами мікробних спільнот кишечника або мікробіоти.

На додаток до спостереження за складною взаємодією між дієтою та бактеріями кишечника, які впливали на перистальтику кишечника, дослідники показують, що навіть один інгредієнт - у цьому випадку куркума, спеція, яка зазвичай використовується в карі - може змінити час транзиту кишечника.

"Наші дієти швидко розвиваються в умовах глобалізації", - говорить старший автор Джеффрі Гордон, директор Центру наук про геном та системну біологію при Медичній школі Вашингтонського університету в Сент-Луїсі.

“Під час цього процесу ми можемо втратити цінні компоненти дієти, які впливають на здоров’я. Щоб допомогти ідентифікувати ці інгредієнти та зрозуміти їх вплив на здоров’я, ми провели серію експериментів на мишах, вирощених у стерильних умовах - у них не було мікробів у кишечнику, поки ми навмисно їх не ввели ».

Мікроби в кишечнику та різні дієти

Дослідники пересадили цим мишам мікробні спільноти людей, що представляють культурно різноманітні, географічно різні райони світу. Вони годували цих мишей природними раціонами людських донорів, а також дієтами з інших регіонів світу, щоб імітувати наслідки подорожей. Ці моделі мишей дозволили дослідникам співвідносити функції різних членів мікробних спільнот кишечника людини з часом транзиту кишечника, коли мікроби зазнавали дії певних харчових компонентів.

"Наші дієти, що розвиваються, взаємодіють з нашою мікробіотою, що розвивається"

Дослідження показує, що на час проходження через кишечник впливає багато взаємодіючих факторів, включаючи типи мікробних спільнот людини, що знаходяться в кишечнику, як мікробні громадяни цих спільнот обробляють людські жовчні кислоти, що беруть участь у травленні, і як ця обробка впливає на організм органи, що регулюють перистальтику кишечника.

Щоб розкрити ці взаємозв'язки, дослідники досліджували спільноти кишкових мікробів, відібрані у шести осіб: трьох із США та по одній з Бангладеш, Малаві та Венесуели. З трьох американських людей двоє не мали обмежень щодо дієти, а один вживав дієту, багату жирами та білками, яка відома як основна дієта.

Миші, що переховують культурно відмінні спільноти мікробів кишечника людини, починали і закінчували свої симульовані подорожі своєю рідною або “домашньою” дієтою. Поміж ними мишам давали ту саму послідовність дієт, яка була чужою для їхніх кишкових мікробів - первісні американські, американські необмежені, бангладешські, малавійські та венесуельські. Іншими словами, під час етапу експерименту миші пропускали домашню дієту. Оборотні дієти мали на меті імітувати короткочасні зміни в режимах харчування, настільки звичних для мандрівників.

Час проходження

"Деякі дієти в поєднанні з певною мікробіотою людини призвели до значних відмінностей у часі транзиту кишечника", - говорить Гордон. "Ми хотіли зрозуміти, чим можна пояснити ці швидші чи повільніші часи".

Згідно з дослідженням, найбільший контраст у часи транзиту був між дієтами Бангладеш та США та дієтами кишечника. Миші з необмеженими американськими мікробами кишечника мали швидший час транзиту, коли їли бангладешську дієту, і повільніше, коли їли первинну американську дієту. І навпаки, миші з мікробів кишечника Бангладеш мали швидший час транзиту, коли їли первинну американську дієту, і повільніше, коли їли власну бангладешську дієту.

[Чи може трансатлантична дієта обмінятися ризиком раку товстої кишки?]

"Цей великий контраст у моториці змусив бангладешську дієту та мікроби виділитися як щось, на що може бути цікаво дивитись уважніше", - говорить перший автор Нееленду Дей, викладач з медицини та гастроентерології.

«Розглядаючи традиційні інгредієнти в дієтах Бангладеш, ми виявили дослідження на людях, які демонструють, що споживання куркуми призвело до скорочення жовчного міхура та секреції жовчних кислот у тонкий кишечник. Тож ця пряність стала інструментом, який ми використовували для перевірки того, чи впливатиме секреція жовчі в поєднанні з мікробним метаболізмом жовчних кислот впливати на рухливість кишечника ”

Дослідники вимірювали рівні декількох тисяч метаболітів, що виробляються різними спільнотами мікробів кишечника під впливом різних дієт. Вони виявили, що концентрація декількох метаболітів, що утворюються при переробці кишкових бактерій жовчних кислот, найкраще пояснює діапазон часу транзиту. Жовчні кислоти зароджуються в печінці і виділяються в кишечник.

Ефект куркуми

Використовуючи мікроби, подаровані людиною з Бангладеш, дослідники цілеспрямовано зібрали дві мікробні спільноти штучних кишок. Один виробляє високий рівень ферменту, який переробляє жовчні кислоти, а інший - низький рівень цього ферменту.

Вони пересадили цих мікробів на дві групи мишей і годували тварин дієтами Бангладеш з куркумою та без неї. Годування куркуми мишам, що містять бактерії, що виробляють велику кількість ферменту - гідролази жовчної солі (BSH), яка метаболізує жовчні кислоти, стимулювало секрецію та переробку жовчі та призводило до швидшої рухливості кишечника. У мишей з мікробами, які продукували мало BSH, куркума все ще стимулювала секрецію жовчі. Але без BSH утворена жовч не метаболізувалася, а час транзиту був повільнішим.

[Випічка куркуми за сніданком може покращити пам’ять]

Такі дані, що демонструють контрастну дію тієї самої спеції, ілюструють важливість розуміння взаємодії між раціоном, мікробами та специфічними функціями членів мікробіоти кишечника людини.

Дослідники також виявили, що повернення до домашньої дієти в кінці змодельованої подорожі не відновлює час транзиту до вихідних вихідних показників перед поїздкою, що свідчить про довгострокові наслідки тимчасових змін дієти.

"Наші дієти, що розвиваються, взаємодіють з нашою мікробіотою, що розвивається", - говорить Гордон. «З такими змінами ми ризикуємо втратити традиційну кулінарну мудрість щодо того, що певні дієтичні інгредієнти пов’язані зі здоров’ям. Наприклад, у цьому дослідженні ми також показали, що куркума впливає на експресію генів у кишечнику, які, як вважають, забезпечують захист від паразитів. Стратегія, яку ми окреслили на цих мишах, пропонує спосіб захопити цей тип знань до того, як ці традиційні дієти зникнуть ".

Національний інститут охорони здоров’я (NIH); Фонд Білла і Мелінди Гейтс; Фонд Крона та Коліту в Америці; та грант молодого дослідника на дослідження пробіотиків від Глобальної ради пробіотиків підтримали роботу.

Дослідження з’являється в Інтернеті в журналі Cell.