Дієта, багата рослинами, захищає мишей від харчової інфекції

Миші, яких годують рослинами, багатими рослинами, менш сприйнятливі до шлунково-кишкової (ШКТ) інфекції від такого патогенного мікроорганізму, як зараз, який зараз розслідується щодо поширеного спалаху кишкової палички, пов’язаного з салатом ромен, повідомляють дослідники UT Southwestern. Штам кишкової палички, відомий як EHEC, який викликає виснажливе та потенційно смертельне запалення в товстій кишці з такими симптомами, як кривава діарея та блювота, щороку залучається до кількох спалахів, що передаються їжею у всьому світі.

"Існує багато чуток про те, чи рослинна дієта є кращою для здоров'я кишечника, ніж типова західна дієта, яка містить більше олій та білків, але відносно мало фруктів та овочів", - говорить Ванесса Сперандіо, доктор філософії., професор мікробіології та біохімії в UT Southwestern. "Тому ми вирішили це протестувати".

Її дослідження на мишачій моделі EHEC опубліковане цього тижня в Nature Microbiology.

"Багаті рослинами дієти містять багато пектину, гелеподібної речовини, що міститься у багатьох фруктах та овочах. Пектин засвоюється мікробіотою кишечника в галактуронову кислоту, яка, на наш погляд, може пригнічувати вірулентність EHEC", - додає вона.

"Це стосується громадського здоров'я, оскільки спалахи EHEC призводять до геморагічного коліту, який виснажує і іноді спричинює смерть, особливо у дуже молодих та літніх людей", - каже вона.

Кишкові патогени, такі як EHEC, відчувають складну хімію всередині шлунково-кишкового тракту, щоб конкурувати з мікробіотою кишечника, щоб закріпитися, зазначає Сперандіо. Протягом століть патогени розробляли різні стратегії боротьби з так званими добрими або коменсальними мікробами, які зазвичай вистилають кишечник.

Ці коменсали включають нешкідливі штами кишкової палички, що живуть у товстій кишці людини та інших ссавців, де вони допомагають нормальному процесу травлення господаря, додає вона. Слово commensal означає "їсти за одним столом", і саме це роблять симбіотичні бактерії, що складають мікробіоти кишечника.

Комменсали, що вистилають кишечник, є значним бар'єром для кишкових патогенів, пояснює Сперандіо. EHEC та подібні грамнегативні помилки долають цей бар'єр, застосовуючи систему секреції, що називається T3SS.

T3SS діють як молекулярні шприци, щоб вводити суміш білків вірулентності в клітини, що вистилають товсту кишку господаря, викликаючи запалення та симптоми інфекції. Оскільки EHEC не впливає на мишей, дослідники використовують подібний патоген Citrobacter rodentium під час досліджень на мишах, пояснює Сперандіо.

"Наше дослідження вперше виявляє, що хороші кишкові палички та такі патогенні, як EHEC, використовують різні цукри як поживні речовини", - каже вона, додаючи, що два типи кишкової палички, можливо, еволюціонували, щоб уникнути конкуренції за однакові джерела енергії. "По-друге, ми виявляємо, що дієтичний пектин захищає від шляху, який патогенний EHEC використовує, щоб стати більш вірулентним".

Інший тип бактерій коменсальної кишки розщеплює дієтичний пектин із фруктів та овочів, утворюючи галактуронову кислоту, цукрову кислоту, яку EHEC та C. rodentium використовують двома способами. Спочатку збудник використовує цю цукрову кислоту як джерело енергії для розширення в кишечнику, говорить Сперандіо.

"Як тільки цукрова кислота виснажується, патоген змінює стратегію виживання, майже як натискання кнопки", - каже вона. Замість того, щоб використовувати галактуронову кислоту для харчування, інфекційні бактерії використовують її в сигнальному шляху, що збільшує вірулентність EHEC та подібних бактерій за допомогою шприцеподібного T3SS.

У ході дослідження миші, які годували пектином близько тижня, переносили інфекцію. Порівнюючи товсту кишку шести мишей, які годували чау-дієту з 5-процентним додатковим вмістом пектину з шкірки цитрусових з чотирма мишами на типовій дієті, дослідники виявили набагато нижчий рівень зараження у мишей, що харчуються пектином, говорить Сперандіо.

Кількість бактерій в кишечнику миші вимірювали шляхом щоденних перевірок стільця та аналізу кількості бактерій у мішечку на стику тонкої та товстої кишок, званого сліпою кишкою, в кінці експерименту.

Дослідники виявили, що у мишей, збагачених пектином чау, було близько 10 000 бактерій у сліпій кишці, в порівнянні з 1 мільйоном бактерій у мишей на звичайній дієті. У пектинової групи також було менше симптомів, за її словами, додаючи, що рівень пектину в 5 відсотків перешкоджає патогену активувати свій репертуар вірулентності.

Вона підкреслює, що дослідження є одним із кроків у подорожі до визначення молекулярних механізмів, що визначають вплив коменсальних видів у кишечнику на вірулентність кишкових патогенів.

"Це ще не перекладається для людей. Ми сподіваємось, що краще розуміння того, як розвивається кишкова хвороба, призведе до стратегій зменшення захворюваності або, принаймні, симптомів, викликаних цими грамнегативними патогенами, можливо, за допомогою нових вакцин або препаратів". вона каже.