Режим питания влияет на суточную динамику кишечного микробиома

По оценкам, в кишечнике каждого человека обитает около 100 000 триллионов микроорганизмов от пятисот до тысячи разных видов. В новом исследовании, результаты которого опубликованы в Cell Reports, учёные из Сан-Диего, США, изучили на мышиной модели, как диета и режим питания влияют на эту кишечную микробиоту и — соответственно — на здоровье хозяев, особенно на развитие ожирения и диабета второго типа.

Как у мышей, так и у людей подвздошная кишка является конечным участком тонкой кишки, соединяющимся со слепой кишкой. В подвздошной кишке питательные вещества извлекаются из разжиженной пищи; в слепой кишке начинается процесс извлечения воды.

Оба процесса сложны, динамичны и испытывают сильное влияние различных факторов, начиная от типа потребляемой пищи и времени её употребления и заканчивая жизнедеятельностью микробных обитателей кишечника, чьё присутствие и поведение помогают регулировать пищеварение, усвоение питательных веществ, синтез витаминов и работу иммунной системы.

«Важно понимать, что микробиом кишечника постоянно меняется в зависимости не только от того, что мы едим, но и от времени суток, — рассказал старший автор исследования гастроэнтеролог Амир Зарринпар (Amir Zarrinpar). — Большинство исследователей получают лишь моментальные снимки (snapshots) этой постоянно меняющейся среды, что затрудняет понимание того, что происходит в кишечнике. В этом исследовании мы пытаемся получить множество таких снимков в течение дня, почти как в кино, чтобы лучше понять, как пища и микробиом взаимодействуют, влияя на увеличение веса и диабет. И что мы узнали, так это то, что циклические изменения в микробиоме кишечника очень важны для здоровья, поскольку они помогают циркадным часам, вместе с ними регулируя и контролируя уровень глюкозы, холестерина и жирных кислот — и в целом метаболическое здоровье».

В последней работе Зарринпар и его коллеги получили много новой информацию о взаимодействии и взаимовлиянии диеты, режима питания, времени дня и состояния микробиоты, особенно в части, касающейся функций подвздошной кишки, связанных с перевариванием и всасыванием. В частности, учёные рассмотрели на мышиных моделях, как вызванное диетой ожирение (ВДО) и ограниченное по времени питание (ОВП) изменяют состав микробиома и транскриптом подвздошной кишки.

Исследователи обнаружили, что на мышиных моделях отсутствие ОВП (мыши могли есть сколько хотели и когда хотели) приводили к ВДО и нарушениям ритмов кишечного микробиома и сигнальных путей, которые помогают модулировать циркадные ритмы. Другими словами, мыши становились толстыми и нездоровыми.

«Интересно, что ограничение доступа к пище с помощью ОВП действует не только путём восстановления паттернов, затронутых нездоровым состоянием, но и с помощью новых путей», — сказала первый автор Ана Каролина Дантас Мачадо (Ana Carolina Dantas Machado), постдок лаборатории Зарринпара.

«Эти результаты подчёркивают влияние диеты и ограниченного по времени режима питания на поддержание здорового микробиома кишечника, который, в свою очередь, модулирует циркадные ритмы, регулирующие метаболическое здоровье, — добавил Зарринпар. — Это очень сложная взаимосвязь между микробиомом и хозяином, причём первый отчасти обусловливает функционирование и здоровье желудочно-кишечного тракта последнего».

Их работа, по словам авторов, может послужить основой для будущих исследований — например, того, как те или иные лекарства влияют на функцию кишечника в зависимости от состояния микробиома в определённое время суток.