Črevné baktérie majú vplyv na jet lag a jojo efekt
DR. Christoph Thaiss skúmal vplyv črevných baktérií na jo-jo efekt a jet lag. Foto súkromné
Rýchly prírastok hmotnosti po diéte je všeobecne známym javom. Dôvody tohto takzvaného jo-jo efektu však boli dlho záhadou. DR. Christoph Thaiss dešifroval mechanizmus pri pokusoch na zvieratách na izraelskom vedeckom ústave Weizmann. Narazil na črevné baktérie, ktoré ovplyvňujú aj choroby spojené s jet lagom a prácou na smeny. Tieto úspechy vo výskume mu v roku 2017 vyniesli Cenu za inovácie nemeckého univerzitného lekárstva. “Pochopenie pokusov na zvieratách” hovoril s vedcom, ktorý v súčasnosti vedie svoje vlastné výskumné laboratórium na Pennsylvánskej univerzite v USA, o vplyve črevných baktérií a dôležitosti pokusov na zvieratách pre jeho výskum a dobré životné podmienky zvierat v Izraeli.
Ako ste prišli na nápad študovať vplyv črevných baktérií na náš organizmus?
DR. Christoph Thaiss: Myšlienka, že baktérie v čreve sú nevyhnutné pre rôzne funkcie nášho tela, je v zásade stará viac ako 100 rokov. Vracia sa k práci Iľju Mečnikova. Avšak až v poslednom desaťročí došlo k technologickému pokroku potrebnému na podrobné preskúmanie tejto hypotézy. Preto môžeme teraz vykonávať analýzy funkcií črevných baktérií, ktoré boli donedávna nepredstaviteľné.
Zdá sa, že črevné baktérie sú zapojené do takmer každého procesu tela u ľudí a zvierat. Ako dokážu baktérie pôsobiť na telo svojho hostiteľa?
Thajčina: Črevné baktérie produkujú veľmi veľké množstvo molekúl, ktoré naše telo nedokáže syntetizovať. Tieto molekuly sa nielen hromadia v črevách, ale sú tiež absorbované telom a vstupujú do krvi. Výsledkom je, že orgány sú tiež vystavené vplyvu črevných baktérií, ktoré nie sú priamo kolonizované baktériami, ako sú pečeň alebo tukové tkanivo.
U myší zistili, že baktérie ovplyvňujú javy, ako napríklad „jo-jo efekt“ po úspešnej strave alebo jet-lag únava po dlhých cestách. Prečo ste si vybrali práve tento druh?
Thajčina: Myši sú ideálne vhodné na simuláciu zložitých interakcií, ako napríklad medzi črevnými baktériami a vplyvmi prostredia, napríklad počas diéty. Aj keď v ľudskej biológii existujú určité rozdiely, napríklad skutočnosť, že myši sú nočné, väčšina fyziologických procesov je taká podobná, že výsledky z myší sa často dobre prejavia aj na ľuďoch. Okrem toho zloženie črevných baktérií medzi myšami a ľuďmi vykazuje určité rozdiely, ale v zásade obsahuje podobné bakteriálne kmene. To umožňuje prenos črevných baktérií z ľudí na myši, aby sa dalo študovať ich fungovanie.
Ako ovplyvňujú tieto procesy črevné baktérie?
Thajčina: Zistili sme, že črevné baktérie hrajú dôležitú úlohu tak pri „jo-jo-efekte“, teda pri tendencii k opätovnému priberaniu po úspešnej diéte, ako aj pri metabolických ochoreniach spôsobených chronickým oneskorením alebo zmenami. V obidvoch prípadoch sú to malé molekuly, ktoré sú produkované črevnými baktériami a ktoré ovplyvňujú dôležité procesy v hostiteľskom organizme. Napríklad v rámci „jo-jo efektu“ existujú takzvané flavonoidy - ide o rastlinné zložky potravy, ktoré sa štiepia črevnými baktériami. Môžete pomôcť zabezpečiť, aby po úspešnom chudnutí bezprostredne nenasledovalo priberanie.
Od roku Nobelovej ceny za medicínu v roku 2017, ktorá bola udelená za objav molekulárnych mechanizmov zmyslu pre čas, boli „vnútorné hodiny“ na perách každého človeka. Prvé objavy sa podarilo uskutočniť pomocou ovocných mušiek. Odkiaľ prišla myšlienka podrobnejšie sa pozrieť na úlohu črevných baktérií v tomto procese?
Thajčina: Poruchy „vnútorných hodín“ sú fenoménom našej modernej spoločnosti - spôsobené prácou na zmeny, oneskorením alebo umelým osvetlením počas noci. Tieto poruchy sú spojené s mnohými bežnými chorobami, ako je obezita, kardiovaskulárne choroby a rakovina. Sú to práve tieto choroby, ktoré sú často spojené so zmeneným zložením črevných baktérií. To bol východiskový bod pre nás, aby sme sa v našej štúdii pozreli na interakciu medzi črevnými baktériami a rytmom deň-noc.
Čo konkrétne si zistil?
Thajčina: Zistili sme, že črevné baktérie majú aj akési „vnútorné hodiny“, to znamená, že prechádzajú denným rytmom, ktorý trvá presne 24 hodín. To znamená, že črevná flóra vykonáva rôzne funkcie v závislosti od dennej doby. Tieto denné rytmy sú dôležité pre zdravý metabolizmus a narúšajú ich napríklad chronické oneskorenie alebo práca na zmeny.
Ako a kedy by sme my ľudia mohli mať prospech z vášho výskumu?
Thajčina: Momentálne pracujeme na klinickej štúdii založenej na našich výsledkoch z myšieho modelu. Dúfame, že podobne ako pri pokusoch na zvieratách budeme schopní identifikovať malé molekuly, ktoré môžu terapeuticky pôsobiť proti „jo-jo-efektu“. Takéto molekuly by sa potom mohli dlhodobo používať u pacientov podrobujúcich sa klinickej liečbe chudnutia.
Robili ste výskum na renomovanom Weizmannovom inštitúte neďaleko Tel-Avivu. Aké predpisy o dobrých životných podmienkach zvierat platia v Izraeli?
Thajčina: Predpisy na ochranu zvierat v Izraeli sú porovnateľné s predpismi v Nemecku. Spravidla platia rovnaké pokyny pre dobré životné podmienky zvierat. Štruktúry pre podávanie žiadostí, hodnotenie a preskúmanie pokusov na zvieratách fungujú veľmi podobne.
Berte na vedomie rozdiely v spôsobe, akým sa postupuje pri pokusoch na zvieratách, v porovnaní s Nemeckom?
Thajčina: Téma pokusov na zvieratách je rovnako kontroverzne diskutovaná v Izraeli aj v Nemecku. Diskusia vyvrcholila asi pred siedmimi rokmi, keď prebehla čiastočne verejná debata a veľa vzdelávacích prác. Odvtedy sa pozornosť verejnosti o niečo znížila.
Existujú nejaké kultúrne rozdiely, možno založené na židovskej tradícii?
Thajčina: Židovská tradícia je vo veľkej miere založená na Starom zákone. Najbežnejšia interpretácia naznačuje, že utrpenie zvierat vo všeobecnom zmysle je oprávnené, iba ak prispieva k priamemu prospechu osoby. Ak môže pokus na zvieratách viesť k záchrane ľudského života, je podľa modernej židovskej interpretácie trestným činom jeho nevykonanie.