Mikroobid konkureerivad toitainete eest, mõjutavad ainevahetust, arengut hiirtel

Mikroobid - bakterid - pisikud (Juuni 2019).

Anonim

"Gut bakterid saavad kasutada palju toitu enne kui me teeme seda, " ütleb Wisconsini-Madisoni Ülikooli bakterioloogia professor Federico Rey. Siis saame nende ülejääke - või nende jäätmeid.

Probleem, ütleb Rey, on see, et kui meie mikrobiome liigselt ületab, ei pruugi meil olla vajalikke toitaineid, mida me vajame. See on Rey grupi poolt läbi viidud uutest uuringutest tulenev soovitus, mis näitab, et hiired, kellel on koliini süüa kõrgeid mikroobisid, jätavad selle olulise toitaine ära. Võrreldes koliinitundlike bakteriteta hiirtega oli koliiniga nälginud hiirtel suurenenud vastuvõtlikkus ainevahetushaiguste vastu ja sünnitas poegadel aju biokeemilisi muutusi ja neil oli rohkem ärevusttekitavaid käitumishäireid.

Uuring avaldati sel nädalal (24. augustil) Cell Host & Microbe'is. Samuti aitasid töö kaasa ka bakterioloogide professor Daniel W. Amour-Noguezi UW-Madison ja Harvardi ülikooli teadlased.

Epigeneetiline regulatsioon - geenide dekoreerimine keemiliste rühmadega, mis kontrollivad, kui palju neid ekspresseeritakse, - näib olevat aluseks soolistest bakteritest, mis tarbivad liiga palju koliini. Koliin aitab kaasa ressursside kogumile, mida rakud kasutavad, et neid DNA-d muuta, ja kui on vähem koliini, siis võib rakkude võime muutuda ja reguleerida geene. Maksa ja aju kudedes on hiirtel muutunud koliini söövate mikroobide kõrged epigeneetilised mustrid.

"Epigeneetilised modifikatsioonid muudavad geenide väljendust, " selgitab Rey grupi üliõpilane Kym Romano ja üks uue uurimuse juhtpositsiooni autoritest. "Need muudatused on ka see, mis muudab maksa maksaks ja süda südameks."

Hinnangud näitavad, et ainult umbes 10 protsenti USA elanikkonnast, sealhulgas rasedad, vastab soovitatavale koliini toidule. Toitainete nõudlus toitainete järele suureneb raseduse ajal, et toetada eitigeetilisi regulatsioone ja rakulist tervist arenevas lootes ning uuringud on seostanud koliidipuudust raseduse ajal inimestel, kellel on muutunud käitumine lastel. Koliini leidub suures koguses sojaubades, munas, lihas, kalades, lillkapsas, piimas ja muudes toitudes.

Selleks, et kontrollida, kas mikrobiome võib võistelda selle peamise toitainega nende võõrustajatega, kasutati Rey rühmas iduvaba hiiri, mis olid koloniseeritud kindlaksmääratud mikroobide populatsioonidega. Mõnedel hiirtel olid koliidiga sööjad; teistel oli kogukondi, kus koliidivarustust häiriti, muteerides ühe geeni.

Kui Romano toidab hiire toiduga suure rasvasisaldusega toitu, mis kutsub esile mitmesuguseid ainevahetushaigusi hiirtel, lisasid koliini söövate mikroobide loomad rohkem kõhuõõne rasva ja neil olid rasvamad maksid kui nende kolleegid mikroobidega, kes ei suutnud koliini süüa.

Kuna rasedus tekitab koliinile suurt nõudlust, testitas Rey meeskond ka koliini söövate mikroobide mõju põlvkondade kaupa. Romano leidis, et koliinit söövate bakterite hiirte järglased muutsid oma aju osas epigeneetilisi mustreid, mis viitavad normaalse arengu probleemidele. Hiirtel, kes olid geneetiliselt vastuvõtlikud käitumisprobleemidele, näitasid need, kellel olid koliiniga söövad mikroobid, rohkem murettekitavaid käitumisviise, näiteks nende puurides marmoride matmine. Emad näitasid lapseealiste ja obsessiiv-pealtkuulamise suurenenud taset, mis näitas ka suurenenud ärevust.

"Juba juba on läbi viidud inimeste uuringud, mis näitavad, et koliini puudus on inimeste tervisele oluline probleem ja seda, mida see uuring tegelikult pakub, on üks võimalik mehhanism, mille abil see võib veelgi teravdada, " ütleb Rey.

Kuigi Rey meeskond kahtlustab, et epigeneetiline regulatsioon selgitab osaliselt koliini söövate mikrobiomide negatiivseid mõjusid, on bakteriaalse koliini metabolismi kõrvaltoime, mida tuntakse ka kui TMAO, seotud ka negatiivsete tulemustega. Eksperimentides täheldas Rey labor, et honeytel, kes võtsid koliini söövad bakterid, täheldati palju kõrgemat TMAO taset. Mürgine TMAO võib töötada koos katkenud epigeneetilise mustriga, et luua nende loomade pikaajaline metaboolsete ja arenguhäirete loetelu.

TMAO kogunemise toksilisus mõjutab ka võimalikke toiduvarude võimalusi - rohkem koliini dieedil võib põhjustada pigem TMAO kui toitainevajaduse määramist.

Kuigi see töö näitab, et tervisliku toitumise, soolte mikroobide ja peremeesorganismide ainevahetuse kompleksne seos on tervise seisukohast oluline, jäävad paljud küsimused selle kohta, kuidas tulemusi parandada kas hiirte või inimestel.

"Nagu iga hea teadusprojekt läheb, me kriimustasime vastuse pinna, kuid avame veel mitu uksi, et läbida, " ütleb Romano.

menu
menu