Získané poznatky z mikroorganismu střev Hibernating Brown Bears

By Emeran A. Mayer, MD

Obezita a ohrožené metabolické zdraví jsou často považovány za úzce spojené. Nicméně studie skupiny Fredrika Baeckheda na univerzitě v Göteborgu naznačuje, že tomu tak nutně není - alespoň u hnědých medvědů! (1)

Studiem tělesné hmotnosti a střevní mikrobioty u medvědů hnědých jak v létě, tak v zimním období - kdy tato zvířata přecházejí do období hibernace 6 měsíců - zjistili hlavní rozdíly v diverzitě a relativním hojnosti určité střevní mikrobioty. Během léta se medvědi přejídají a dramaticky zvyšují tělesnou hmotnost, zatímco během dlouhodobého půstu v zimě ztrácí veškerou nadváhu. Také zajímavá studie o vztahu obezity a erektilní dysfunkce. Nejzajímavějším aspektem této studie bylo to, že se medvědi přes svou „letní obezitu“ nevyvinuli negativní metabolické změny, včetně inzulínové rezistence a diabetu známého jako metabolický syndrom, metabolická dysregulace, která prokázala dramatický nárůst v Severní Americe a dalších rozvinutých zemích. .

Při zkoumání možné role střevní mikrobiomě v těchto sezónních metabolických změnách se vyšetřovatelé podívali na střevní mikroorganismy a metabolity medvědů. Překvapivě se během hibernace snížila rozmanitost a snížila úroveň některých taxonů, zejména Firmicutes a Actinobacteria a zvýšené hladiny Bacteroidetes. Přenesení stolice medvědů získaných v různých obdobích do myších bez zárodků (myši bez vlastního intestinálního mikrobiomu) napodobovalo některé metabolické nálezy medvědů, což jednoznačně implikuje úlohu mikrobiomu v sezónních metabolických změnách.

Tři mikrobiální taxony, které vykazovaly sezónní variace u medvědů, tvoří většinu lidské intestinální mikroflóry a změny jejich relativního výskytu ve střevě byly předtím ukázány Ruthem Leyem a spolupracovníky u obézních subjektů. (2) Ve své studii zjistili, že relativní výskyt Bacteroidetes se zvyšuje, zatímco u Firmicutes klesá, protože obézní jedinci ztrácejí váhu buď na nízkokalorickou dietu s omezeným obsahem tuku nebo na sacharid. Zvýšení počtu Bacteroidetů bylo signifikantně korelováno se ztrátou hmotnosti, nikoliv však s celkovým příjmem kalorií. Ve studii Petra Turnbaugha a spolupracovníků vyšetřovatelé ukázali, že když byly "obézní mikrobiota" transplantovány do střev myší bez jejich vlastní mikroflóry (tzv. Bakterie prosté bakterií), vykazovaly významně vyšší celkový tělesný tuk než myši kolonizované "štíhlá mikrobiota". Jejich výsledky naznačovaly, že "obézní mikrobiom" má větší kapacitu k získání energie z výživy a že tento typ obezity byl "přenosný" střevní mikroflórou. (3)

Vracíme se ke skupině Baeckhedovy skupiny, kdy se medvědí změny střev, pozorované v době, kdy byly medvědy v prodlouženém stavu na lačno a hubnutí (zvýšené množství Bacteroidetes a redukované Firmicutes), podobné jako "štíhlá lidská mikrobiota" a zrcadlo obraz mikrobiálních změn pozorovaných u obézních subjektů, které dále zahrnují střevní mikroflóru v metabolickém stavu organismu.

Stejně jako u většiny studií na zvířatech je třeba provést extrapolaci z fascinující studie o medvědích na příčinu epidemie obezity u lidí a její léčba s opatrností. Existuje však několik důležitých důsledků:

  • Je zřejmé, že by bylo skvělé identifikovat mikrobiálně vyráběné chemické látky, které dovolí medvědům, aby se po létě staly obézním létem, aniž by vyvíjely metabolické důsledky škodlivé lidské obezitě.
  • Podobně by bylo velkým zájmem identifikovat mikrobiální signalizační molekuly, které jsou schopné zastavit pohon medvěda k jídlu, když je čas jít do hibernace.
  • Přerušované hladování bylo navrženo jako účinný způsob, jak uvolnit váhu a zlepšit metabolické zdraví, a několik studií na člověku podporuje takový dietní režim. (4)

A co je nejdůležitější, stejně jako jiné nedávné studie u lidí (5) potvrzují, že dieta vyvolala fyziologické oscilace v rozmanitosti čichové mikroflóry a relativní hojnost různých taxonů má významný vliv na metabolický stav zdravých organismů. Ztráta takových sezónních mikrobiálních kmitů v mikrobiómu jedinců žijících ve vyspělých zemích, která vykazují progresivní a zdánlivě nevratný pokles rozmanitosti, pravděpodobně bude hrát důležitou roli v mnoha chronických onemocněních, včetně diabetu typu II a metabolického syndromu.

  1. Sommer F et al. Čelevní mikrobiota moduluje energetický metabolismus v hibernačním hnědém medvědě Ursus arctos. Zprávy o buňkách 14: 1655-61, 2016
  2. Ley, RE, et al. Mikrobiální ekologie: lidské střevní mikroby spojené s obezitou. Příroda. 2006 Dec 21; 444 (7122): 1022-3.
  3. Peter J. Turnbaugh a kol. Obezita související střevní mikrobiom se zvýšenou kapacitou pro sklizeň energie. Příroda. 2006 Dec 21; 444 (7122): 1027-31.
  4. Patterson RE a kol. Přerušované hladování a lidské metabolické zdraví. J Acad Nutr Diet. 2015 Aug; 115 (8): 1203-12. dva: 10.1016 / j.jand.2015.02.018. Epub 2015 Dub 6.
  5. Smits SA a kol. Sezónní cyklistika ve střevním mikrobiómu lovců lovců Hadze z Tanzanie. Věda 357: 802-6, 2017

FacebooktwitterRedditPinterestlinkedintumblrmail