Črevné baktérie programujú metabolické rytmy vstrebávania živín, ukazujú a
Vedci z UT Southwestern našli kľúčový faktor, ktorý pomáha synchronizovať príjem živín v čreve s rytmom cirkadiánneho cyklu. Zistenia môžu mať významné dôsledky na obezitu v bohatých krajinách a na podvýživu v chudobných krajinách.
Vedci zistili, že dobré baktérie v črevách cicavcov programujú rýchlosť metabolizmu, ktorá riadi absorpciu tukov. Tiež zistili, že baktérie programujú tieto cirkadiánne rytmy aktiváciou proteínu nazývaného histón-diacetyláza 3 (HDAC3), produkovaného črevnými bunkami. Tieto bunky fungujú ako medziprodukty medzi baktériami, ktoré pomáhajú tráviť jedlo a bielkoviny, ktoré umožňujú vstrebávanie živín.
Štúdia uskutočnená na laboratórnych myšiach preukázala, že HDAC3 aktivuje gény zapojené do absorpcie tuku a že HDAC3 interaguje s biologickými hodinami v čreve, aby reguloval rytmický pokles a tok proteínov, ktoré zvyšujú absorpciu tukov. Táto úprava sa uskutočňuje počas dňa v prípade ľudí, ktorí jedia cez deň, a v prípade myší, ktoré jedia v noci.
„Mikrobióm dokonca komunikuje s metabolickým mechanizmom, aby sa zefektívnilo vstrebávanie tuku. Ale keď je tukov nadbytok, táto komunikácia môže vyústiť do obezity, “uviedol hlavný autor Dr. Zheng Kuang, postdoktorand v Lekárskom ústave Howarda Hughesa, citovaný sciencedaily.com.
Histonické zmeny produkované enzýmami, ako je HDAC3, riadia expresiu génov, ktoré zase tvoria proteíny zodpovedné za bunkovú aktivitu. Vedci sa rozhodli uskutočniť štúdiu na myšiach súvisiacich so zmenami histónu, ktoré boli podľa všetkého ovplyvnené cirkadiánnymi rytmami.
Pri porovnaní normálnych myší s myšami bez zárodkov, ktoré sú chované v prostredí bez mikrobov, vedci zistili, že niektoré zmeny histónov, vrátane zmien spôsobených HDAC3, boli u normálnych, ale stacionárnych myší u baktérií bez zárodkov cirkadiánne.
Po štúdii vedci vyvinuli laboratórne myši, ktorým v čreve chýbal proteín HDAC3.
Myši, ktoré generovali, sa správali prirodzene, keď jedli normálnu stravu, ale keď im vedci nasadili stravu s vysokým obsahom tukov a sacharidov, podobnú tej v USA, zistili, že obézni.
„Väčšina myší s touto diétou trpí obezitou. Prekvapivo, tí, ktorí nemali HDAC3 v črevách, boli schopní konzumovať stravu s vysokým obsahom tukov a sacharidov a zostať v norme. Naše výsledky naznačujú, že mikrobióm a cirkadiánne hodiny sa vyvinuli tak, aby spolupracovali na regulácii metabolizmu, “vysvetlili vedci.
Potom porovnali myši bez HDAC3 s myšami bez zárodkov. Zistili, že obe skupiny myší vykazovali rovnaké ploché, nerytmické histonické zmeny, čo potvrdilo dôležitosť HDAC3 v cirkadiánnych rytmoch.
Každá bunka v tele má molekulárne hodiny, ktoré riadia procesy v tele. Štúdia ukázala, že HDAC3 sa viaže na bunkové hodiny, aby sa zabezpečilo, že absorpcia tuku je najvyššia, keď sú cicavce bdelé a jedia.
„Táto regulačná interakcia sa pravdepodobne nevyvinula, aby sme boli obéznejšími, ale v kombinácii s dnešnou vysokokalorickou stravou sa objavuje obezita. Výsledky tiež naznačujú, že narušenie interakcií medzi mikrobiotou a biologickými hodinami by nás mohlo viac viesť k obezite. Tieto prerušenia sa vyskytujú často v každodennom živote, keď užívame antibiotiká, pracujeme v nočných zmenách alebo cestujeme do zahraničia. Ale škrty by nakoniec mohli viesť k novej liečbe obezity a možnej podvýžive zmenou črevných baktérií, “dodal Dr. Hooper.