ПУБЛИКУВАНО на 13 май 2013 г.

слузта

Когато Боб Пейн хвърли морска звезда в Тихия океан през 1963 г., той също хвърля бомби в сърцето на екологията. Тогава преобладаваше мнението, че общностите от животни и растения са доста стабилни, при условие че съдържат разнообразен набор от членове. Но Пейн показа, че някои видове имат непропорционално голямо влияние. Вземете охра. Когато Пейн ги оцени от брега на Вашингтон и ги насочи към прибоя, мидите, които ядяха морските звезди, напреднаха над брега като черен ледник. Те изтласкаха други същества и радикално преустроиха бреговата линия.

Пейн описа важни видове като морската звезда като „камъни“, след централния камък, който спира дъгата да се срути. Цялата общност има значение, но някои видове са особено важни. Или да вземем назаем от Оруел, „Всички животни са равни, но някои животни са по-равни от други“.

Сега се учат същите уроци в екосистема, която е много различна от скалистото тихоокеанско крайбрежие - червата. Червата на хората и други бозайници съдържат процъфтяващи трилиони бактерии и други микроби. Това „микробиота“ превъзхожда броя на клетките, които изграждат действителните ни тела. Те са толкова многобройни, че обикновено се изучават масово. Учените събират проби - да речем, от фекалиите - и секвенират цялата ДНК в тях, като съчетават идентичността на обитаващите видове и семейства.

Това е мощен подход, който вече ни научи много за нашите пътници в червата. Проучванията показват как тези общности се променят, когато остаряваме, ядем различни диети или приемаме курсове на антибиотици. Неприятните, но впечатляващи проучвания показват, че хората могат да бъдат излекувани от животозастрашаващи чревни инфекции, като имплантират с изпражненията на някой друг. И много учени са открили връзки между нашите чревни бактерии и затлъстяването.

Например през 2007 г. Рут Лей, Питър Търнбоу и Джефри Гордън показаха, че група бактерии, наречени Bacteroidetes, са по-редки в червата на затлъстелите мишки и хората, докато съперничеща група - „Firmicutes“ - са по-чести. И преди няколко месеца, Turnbaugh и Lee Kaplan показаха, че операцията за стомашен байпас (поне при мишки) може да доведе до загуба на тегло, тъй като променя обществото на чревния микроб на индивида. Антибиотиците могат да доведат до затлъстяване, като създават подобни сътресения.

Цялата общност има значение, но отново някои видове са особено важни. Нарича се един от тези много важни прокариоти Akkermansia muciniphila. Вилем де Вос от Университета Вагининген го открива за първи път през 2004 г., но хората го носят много по-дълго. Akkermansia представлява 3 до 5 процента от бактериите в нормалното черво, което го прави един от най-често срещаните чревни микроби. И изглежда, че оказва силно влияние върху телесното ни тегло.

Амандин Еверард и Патрис Кани от Католическия университет в Лувен работят с де Вос, за да разберат как този микроб дава на своя домакин смелостта да отблъсква килограмите.

Те откриха това Акермансия е 3300 пъти по-рядко срещано в червата на мишки, които са генетично предразположени към затлъстяване, отколкото при нормални гризачи. Освен това броят му намалява със 100 пъти, когато всяка мишка се храни с високо съдържание на мазнини. Това отразява резултатите от проучвания при хора - ако хората имат много Акерманзия в червата си, те са склонни да бъдат по-тънки.

Но увеличете колебливите числа на микробите и можете да обърнете няколко от проблемите, свързани със затлъстяването. Когато екипът нахрани мишките си с доза от Акермансия, те слагат по-малко тегло и телесни мазнини, след като ядат диета с високо съдържание на мазнини. Те също така показаха по-малко признаци на диабет тип 2. Например, нивата им на покачване на захар в кръвта им се обърнаха напълно и те станаха по-малко устойчиви на инсулин - хормонът, който контролира кръвната захар.

Когато екипът нахрани мишките си с мъртви бактерии, нищо не се случи, което доказва, че бактериите трябва да са живи, за да упражнят своето влияние върху контрола на теглото. Те обаче не се нуждаят от помощ. Everard установи, че диетата с високо съдържание на мазнини променя цялата общност от бактерии в червата на мишката, но добавянето на Акермансия не. Каквото и да прави, то го прави от само себе си. Цялата общност има значение, но някои видове са особено важни.

Акермансия храни се с прекрасната слуз, която покрива червата ни - името на видовете, muciniphila, е латински за „любовник на слуз“. Тази слуз се предлага на два слоя. Вътрешната е бариера, която предпазва вредните микроби навън. Външният е зала за срещи, където нашите клетки общуват с полезни видове като Акермансия.

С напълняването на мишките, слузният им слой става по-тънък, но Akkermansia изглежда предотвратява тази ерозия. Чрез скъсяване на слузта може да попречи на други микроби да възпалят червата и да предизвикат други промени, които причиняват заболяване. И вероятно има и повече. Екипът на Еверард също намери доказателства, че Акермансия също може да повлияе на разделянето на чревните клетки на своя гостоприемник. Той също така убеждава своя домакин да освободи молекули, които убиват конкурентни бактерии и намаляват възпалението.

Кани вижда връзката между микроба и неговия гостоприемник като взаимноизгодна. „Домакинът осигурява енергия и местообитание за Акермансия и от своя страна, Акермансия предпазва гостоприемника си от нахлуване на микроби. ”

Акермансия в крайна сметка може да ни помогне да контролираме теглото си или да намалим риска от диабет, но това ще отнеме много повече изследвания. Това проучване е направено при мишки и Кани иска да провери дали същите връзки се случват в човешките черва. Но тъй като този микроб всъщност живее в слузния слой, той има много по-голям потенциал да повлияе на телата ни, отколкото много други „пробиотици“. Всъщност, когато екипът на Everard повтори експериментите си с Lactobacillus plantarum- „полезен“ микроб, често използван в пробиотични храни - той не е направил нищо за мастните мишки.

Това напомня, че нашите чревни бактерии не са пътници. Те са интимна част от живота ни. Те допринасят за огромната мрежа от протеини и хормони, която контролира колко гладни сме, когато не ядем или колко сити се чувстваме, когато го правим. Те влияят върху това колко мазнини съхраняваме и колко захар се натрупва в кръвта ни. Те влияят на нашата имунна система и как решаваме кои микроби да понасяме и кои да атакуваме.

Ние едва започваме да разбираме разговорите, които се случват между нашите черва и микробите в тях. И ние едва започваме да идентифицираме най-важните видове сред огромните орди - еквивалентите на червата на морските звезди на Пейн. Роб Найт от Университета в Боулдър в Колорадо, който изучава микробиотата, смята, че изследванията в бъдеще - вероятно ще се изместват напред и назад между изследвания на отделни микроби, като това, и проучвания на цялата общност, които ни позволяват да генерираме хипотези, относно които други ключови играчи в червата, с които си взаимодействат. “

Справка: Everard, Belzer, Geurts, Ouwerkerk, Druart, Bindels, Guiot, Derrien, Muccioli, Delzenne, de Vos & Cani. 2013. Кръстосан разговор между Akkermansia muciniphila и чревният епител контролира затлъстяването, предизвикано от диета.