Мікроби в кишечнику провокують втрату жиру у відповідь на холодні температури

Відомо, що вплив низьких температур імітує наслідки фізичних вправ, захищає від ожиріння та покращує метаболічне здоров’я. Дослідження, опубліковане 3 грудня в “Cell”, виявляє, що корисні наслідки впливу холоду на здоров’я частково опосередковуються мікробами кишечника. Дослідники виявили, що вплив холоду різко змінює склад кишкових бактерій у мишей, і що цей мікробний зсув достатній для спалювання жиру, поліпшення метаболізму глюкози та зменшення маси тіла.

"Ми надаємо переконливі докази того, що кишкові мікроби відіграють ключову роль у нашій здатності адаптуватися до навколишнього середовища, безпосередньо регулюючи наш енергетичний баланс", - говорить старший автор дослідження Мірко Трайковський з Женевського університету. "Ми раді вивчити терапевтичний потенціал цих результатів та перевірити, чи може націлювання на деякі з цих мікробів бути перспективним підходом для запобігання ожирінню та пов'язаних з цим обмінних станів".

Одним з можливих терапевтичних напрямків для центрів ожиріння є сприяння утворенню хороших типів жиру в організмі, відомих як коричневий та бежевий жири. Людські немовлята мають велику кількість теплоутворюючого коричневого жиру, щоб захистити їх від сильного холоду, і нещодавно вчені виявили, що дорослі люди також зберігають запаси коричневого жиру, що складаються в основному з підтипу, відомого як бежевий жир. Холодний вплив або фізичні вправи можуть сприяти утворенню бежевого жиру, тим самим спалюючи накопичені калорії та захищаючи ссавців від переохолодження, ожиріння та метаболічних проблем.

Оскільки мікроби кишечника залучені до ожиріння та пов’язаних з цим обмінних станів, Трайковський та його команда підозрювали, що вони також можуть зіграти певну роль у опосередкуванні позитивних наслідків впливу холоду на здоров’я. На підтвердження цієї ідеї вони виявили, що вплив холодної температури (6 ° за Цельсієм, 43 ° за Фаренгейтом) протягом 10 днів спричиняє значні зміни у складі мікроорганізмів кишечника, одночасно запобігаючи набору ваги у мишей.

Потім дослідники перевірили прямий вплив цих мікробів на здоров'я метаболізму. Для цього вони пересадили кишкові бактерії, викликані холодом, іншим мишам, у яких не було мікробів в кишечнику, оскільки вони вирощувались у вільному від мікробів середовищі. Трансплантовані мікроби покращили метаболізм глюкози, підвищили толерантність до холодних температур і спричинили втрату ваги у мишей-реципієнтів, сприяючи утворенню бежевого жиру. "Ці висновки демонструють, що мікроби в кишечнику безпосередньо регулюють енергетичний баланс у відповідь на зміни в навколишньому середовищі", - говорить Трайковський.

Однак після трьох тижнів холодного впливу маса тіла почала стабілізуватися. Дослідники підозрювали, що кишечник поглинає більше поживних речовин з їжею, протидіючи додатковій втраті ваги, яка в протилежному випадку буде наслідком більших загальних витрат енергії.

На підтвердження цієї ідеї експерименти з трансплантації показали, що мікроби в кишечнику, пов’язані з тривалим впливом холоду, спричинили збільшення кишечника в розмірі та спричинили збільшення площі поверхні клітин кишечника, які поглинають поживні речовини. "Ці висновки демонструють, що мікроби в кишечнику дозволяють ссавцям збирати більше енергії з їжі, як спосіб пристосуватися до підвищених потреб у енергії, пов'язаних з тривалими періодами холодного впливу, тим самим допомагаючи захистити від переохолодження", - говорить Трайковський. "Ми були здивовані, побачивши, що мікроби кишечника мали такий драматичний вплив на структуру і функції кишечника".

Рухаючись вперед, дослідники планують вивчити молекулярні механізми, за допомогою яких мікроби кишечника відчувають зміни в навколишньому середовищі, що впливають на енергетичний баланс господаря. Ще одним напрямком дослідження є ідея, що певні бактерії можуть запобігти ожирінню, переробляючи кишкову тканину і тим самим зменшуючи всмоктування поживних речовин у кишечнику.