Ново проучване върху мишки предполага, че диетите с ниско съдържание на фибри предизвикват реакция на чревни бактерии, което може да остави дебелото черво уязвимо към инфекция.

съдържание

Звучи като сюжет на научно-фантастичен филм от 50-те години: нормални, полезни бактерии, които започват да ядат своя домакин отвътре, защото не получават това, което искат.

Ново изследване показва, че точно това се случва, когато на микробите в храносмилателната система им липсват естествените фибри, на които разчитат за храна.

Изгладнели, те започват да похапват естествената слуз, която подрежда червата, като я ерозира до точката, в която опасните нахлуващи бактерии могат да заразят стената на дебелото черво.

В нова статия в Cell международен изследователски екип показва въздействието на лишаването от фибри върху червата на специално отгледани мишки.

Мишките са родени и отгледани без собствени чревни микроби, след което са получили трансплантация на 14 бактерии, които обикновено растат в човешките черва. Учените знаят пълния генетичен подпис на всеки един, което прави възможно проследяването на тяхната активност във времето.

Констатациите имат последици за разбирането не само на ролята на фибрите в нормалната диета, но и на потенциала й да противодейства на ефектите от нарушения на храносмилателния тракт.

„Урокът, който научаваме от изучаването на взаимодействието на фибри, чревни микроби и чревната бариерна система, е, че ако не ги храните, те могат да ви изядат“, казва д-р Ерик Мартенс, доцент на микробиология в Университета в Мичиган, който ръководи изследването заедно с бившия си докторант, д-р Махеш Десай, сега главен изследовател в Люксембургския здравен институт.

Сравняване на съдържанието на фибри

Използвайки специалния гнотобиотик на U-M или без микроби, съоръжение за мишки и усъвършенствани генетични техники, за да определят кои бактерии присъстват и са активни при различни условия, изследователите изучават въздействието на диетите с различно съдържание на фибри - и тези без фибри.

Те също така заразиха някои от мишките с бактериален щам, който прави мишки това, което някои щамове на Escherichia coli могат да направят на хората: причиняват чревни инфекции, които водят до дразнене, възпаление, диария и др.

Резултатът: При мишки, които са получили диета с около 15 процента фибри от минимално обработени зърна и растения, слузният слой остава дебел и инфекцията не се задържа напълно. Но когато изследователите замениха диета без фибри, дори само за няколко дни, някои от микробите в червата започнаха да разяждат слузта.

Изследователите също са опитали диета, богата на пребиотични фибри - пречистени форми на разтворими фибри, подобни на това, което съдържат някои преработени храни и добавки. Тази диета доведе до подобна ерозия на слузния слой, както се наблюдава при условия без влакна.

Изследователите също така видяха, че бактериалната смес се променя в зависимост от това с какво са хранени мишките, дори ден след ден. Някои видове бактерии в трансплантирания микробиом са по-чести - което означава, че се размножават повече - в условия с ниско съдържание на фибри, докато други се възпроизвеждат повече в условия с високо съдържание на фибри.

Четирите бактериални щама, които процъфтяват най-много в условия с ниско съдържание на фибри и без влакна, са единствените, които правят ензимите способни да разграждат дългите молекули, наречени гликопротеини, които съставят слузния слой.

В допълнение към разглеждането на бактериите въз основа на генетична информация, изследователите могат да видят кои храносмилателни ензими бактериите произвеждат. Те откриха повече от 1600 ензима, способни да разграждат въглехидратите - подобно на сложността в нормалните човешки черва.

Точно както сместа от бактерии, сместа от ензими се променя в зависимост от това с какво са хранени мишките, като дори от време на време липсата на фибри води до по-голямо производство на ензими, разграждащи слузта.

Изображенията на слузния слой и „бокаловите“ клетки на стената на дебелото черво, които постоянно произвеждат слуз, показват, че слоят е по-тънък, колкото по-малко фибри получават мишките. Докато слузът непрекъснато се произвежда и разгражда в нормални черва, промяната в активността на бактериите при най-ниско съдържание на фибри означава, че бактериите изяждат слузта по-бързо, отколкото се произвеждат - почти като прекомерно събиране на дървета, изпреварвайки засаждането на новите.

Когато изследователите заразиха мишките с Citrobacter rodentium - бактериите, подобни на Е. coli - те забелязаха, че тези опасни бактерии процъфтяват повече в червата на мишките, хранени с диета без фибри. Много от тези мишки започнаха да показват тежки признаци на заболяване и отслабнаха.

Когато учените разглеждат проби от чревната тъкан от тези мишки, те виждат много по-тънък или дори неравен слой слуз и възпаление в широка област. Мишките, които са приемали богата на фибри диета преди инфекция, също са имали известно възпаление, но на много по-малка площ.