Влияние кишечного микробиома на неинфекционные заболевания и поведение

MyNewGut - пятилетний проект, изучавший влияние кишечной микробиоты на энергетический баланс, развитие мозга, заболевания, связанные с питанием, и поведение. MyNewGut дал нам новое понимание вклада кишечного микробиома в неинфекционные заболевания (ожирение и нарушения обмена веществ) и расстройства настроения.

Основные направления проекта:

• роль микробиома человека в метаболизме питательных веществ и энергетическом балансе;
• способность микробиома предотвращать ожирение и связанные с ним метаболические состояния;
• тесное взаимодействие между развитием нервной, метаболической и иммунной систем в молодости и долгосрочными последствиями для здоровья;
• диета, влияющая на микробиом кишечника и снижение риска заболеваний.

В качестве общего обзора в следующих параграфах обобщены основные идеи проекта.

Кишечный микробиом как регулятор метаболизма хозяина

Кишечные микробы взаимодействуют с клетками организма с помощью выделяемых ими метаболитов. Примеры бактериальных метаболитов:

• ацетат, пропионат и бутират - жирные кислоты с короткой цепью, действующие локально в кишечнике или системно в мозге,  регулирующие потребление пищи через ось кишечник-мозг;
• аминокислоты с разветвленной цепью, желчные кислоты, индолпропионовая кислота и эндоканнабиноиды - влияют на энергетический гомеостаз;
• фермент дипептидилпептидаза-4, участвующий в расщеплении энтероэндокринных гормонов, вырабатываемых в кишечнике - новый механизм регуляции аппетита и гомеостаза глюкозы.

Роль состава диеты в формировании кишечной микробиоты

Белковая диета может быть полезна для кратковременной потери веса и некоторых аспектов метаболического здоровья, но она не идеальна в долгосрочной перспективе из-за ее влияния на микробиоту кишечника. Высокое потребление белка увеличивает ферментацию белка в толстой кишке, генерируя определенные токсичные бактериальные метаболиты, связанные с такими заболеваниями, как колоректальный рак. Помимо влияния на кишечный микробиом диеты с высоким содержанием белка увеличивают нагрузку на мочевыделительную систему, что повышает риск заболевания почек.

Диета с высоким содержанием жиров негативно влияет как на кишечную микробиоту, так и на мозг. Она может модулировать ось кишечника и мозга через микробиоту кишечника. Диета, богатая насыщенными жирными кислотами, снижает разнообразие видов кишечных микробов и отрицательно влияет на функцию мозга, вызывая депрессивное поведение. Исследование выявило связь микробиоты-лептина и головного мозга, имеющую отношение к пищевым расстройствам.

Напротив, диеты, богатые омега-3 или омега-6 полиненасыщенными жирными кислотами, не оказывают отрицательного влияния на микробиоту. Было обнаружено, что Bifidobacterium pseudocatenulatum уменьшает симптомы депрессии поведения, связанные с ожирением, а Bifidobacterium longum повышает устойчивость к стрессу и качество сна.

Диеты с высоким содержанием клетчатки связаны с более низким уровнем депрессии, помогают поддерживать вес тела и снижают риск развития хронических заболеваний обмена веществ. Диета, богатая клетчаткой снижает риски развития диабета и сердечных заболеваний.

Триллионы бактерий в нашем кишечнике предупреждают развитие многих заболеваний, например, атеросклероза, гипо- и гипертонии. Наблюдательные и интервенционные исследования показали, что средиземноморский рацион питания, основанный на зерне и клетчатке, рыбе и ферментированных продуктах, наряду с регулярными занятиями аэробикой, может помочь предотвратить депрессию и неинфекционные заболевания.

Новое поколение пробиотиков для борьбы с ожирением

Такие микробные штаммы кишечника, как Bacteroidesiformis CECT 7771, способствуют восстановлению метаболической и иммунной дисфункции у мышей, связанной с ожирением. Открытие этого эффекта играет важную практическую роль и может быть использовано в профилактике ожирения у людей.

Проект MyNewGut и новые проекты по микробиомам нацелены на разработку здоровых продуктов питания. MyNewGut подтверждает потенциал кишечной микробиоты в лечении заболеваний, связанных с питанием, и расстройств настроения. Результаты исследований будут использованы в разработке эффективных вмешательств, направленных на микробиом кишечника, для борьбы с ожирением, метаболическим синдромом и эмоциональными расстройствами.