В западную диету входят продукты, богатые сахаром, а также высококалорийной пищей с содержанием насыщенных жиров. Согласно недавно проведенному исследованию с участием ученых из медицинского центра Ирвинга Колумбийского университета в Нью-Йорке (США), было выявлено, что высокое потребление сахара меняет микробиом человека. Таким образом увеличивается риск развития таких метаболических заболеваний, как сахарный диабет и ожирение. Результаты научной работы были представлены в журнале Cell.
Полученные результаты помогли выяснить, почему диета, богатая сахарами и насыщенными жирами, вызывает развитие метаболических заболеваний и почему здоровый микробиом кишечника человека важен для формирования защиты от вышеупомянутых заболеваний. В исследовании под руководством профессора микробиологии Ивальо Иванова изучалось влияние западной диеты на микробиом кишечника грызунов — мышей. Команде удалось доказать, что употребление сахара в первую очередь несет вредное воздействие на кишечную флору.
Ученые кормили мышей едой с высоким содержанием жиров и сахара, которая была смоделирована по образцу типичной западной диеты. В течение 4-х недель у животных развились признаки метаболического синдрома, включая изменение массы тела, резистентность к инсулину и непереносимость глюкозы. Кроме того, команда смогла зафиксировать изменения в микробиоме кишечника грызунов. Определенные типы бактерий, называемые сегментированными нитчатыми микроорганизмами, были подавлены западной диетой, в то время как другие — размножались еще более активно.
Далее ученым удалось установить, что снижение количества нитчатых бактерий имело далеко идущие последствия для здоровья мышей. Это объясняется тем, что по мере уменьшения количества данных бактерий уменьшалось и количество определенных иммунных клеток в кишечнике, известных как клетки Th17.
Клетки Th17 относятся к Т-хелперам — подгруппе белых кровяных телец (Т-лимфоцитов), которые отвечают за распознавание антигенов. То есть клетки Th17 в кишечнике человека обеспечивают предотвращение метаболических заболеваний — сахарного диабета и ожирения. “Эти иммунные клетки производят молекулы, которые помогают замедлению всасывания насыщенных жиров из кишечника и уменьшают воспаление в нем”, — подтверждает руководитель исследования Иванов. По его словам, таким образом клетки Th17 защищают кишечник от всасывания патогенных липидов.
В научной работе ученые определили сахар как “главный виновник”, участвующий в развитии многих метаболических заболеваний и не только. “Сахар уничтожает нитчатые бактерии, в результате чего погибают защитные клетки Th17 в кишечнике”, — говорит профессор. Данный факт был также подтвержден и в другом эксперименте, в котором группу грызунов кормили продуктами без сахара, но с высоким содержанием жиров. Спустя 4 недели не наблюдалось снижения количества Th17 клеток.
Животные по-прежнему были защищены от развития метаболических заболеваний, несмотря на то, что количество потребляемых калорий было также высоко, как и в группе грызунов, питающихся продуктами с высоким содержанием сахара и жира. Однако такая защитная функция сохранялась только у тех мышей, в кишечнике которых было достаточное количество содержания нитчатых бактерий.
У животных, в микробиоме которых до начала проведения исследования уже было мало данных бактерий, диета с высоким содержанием жиров, но без сахара, также оказала негативное влияние. Мыши набирали вес, и у них начали проявляться признаки сахарного диабета. “Это говорит о том, что некоторые популярные диетические меры, такие как минимизация сахара в рационе, работают только для людей с определенными популяциями в их микробиоме”, — заключает доктор Иванов.
Группа ученых предлагает поддерживать свое питание приемом пробиотиков, которые способствуют увеличению количества нитчатых бактерий в кишечнике человека. А все потому, что прием пробиотиков восстановил Th17 клетки в кишечнике мышей с нарушенным балансом микрофлоры в ЖКТ (желудочно-кишечном тракте). Прямое введение Th17 клеток также привело к улучшению защитной функции в кишечнике грызунов. Возможно, такой подход можно будет применять и людям, подозревают ученые. Однако это нужно выяснить в ходе дальнейших экспериментов.
Профессор Иванов в заключение подчеркивает, что микробиом кишечника мышей отличается от микробиома человека, именно поэтому результаты могут нести неоднозначный характер. Тем не менее команда считает вероятным тот факт, что кишечные бактерии выполняют аналогичную защитную функцию и у человека.
“Наше исследование показывает, что комплексное взаимодействие между диетой, микробиотой и иммунной системой играет ключевую роль в развитии ожирения, метаболического синдрома, сахарного диабета II типа (когда поджелудочная железа не вырабатывает достаточное количество инсулина) и многих других заболеваний”, — заключает профессор.
“Это говорит о том, что для поддержания здоровья важно не только сбалансированно и правильно питаться, но и кормить свою микробиоту и укреплять иммунную систему кишечника, например, путем увеличения количества бактерий, индуцирующих Th17 клетки”, — добавляет руководитель исследования.