Используя рыбу для исследования клеток, которые обычно сообщают мозгу и остальному телу, что происходит в кишечнике после еды, группа исследователей Duke обнаружила, что еда с высоким содержанием жиров полностью отключает это общение на несколько часов.
Клетки, на которые они смотрели, – это энтероэндокринные клетки, которые редко встречаются в слизистой оболочке кишечника, но играют ключевую роль в передаче телу сигналов о чрезвычайно важном пищеварительном канале. Помимо высвобождающих гормонов, клетки также имеют недавно обнаруженную прямую связь с нервной системой и мозгом.
Эти клетки производят не менее 15 различных гормонов, чтобы посылать сигналы остальному телу о движении кишечника, ощущении сытости, пищеварении, усвоении питательных веществ, чувствительности к инсулину и хранении энергии.
«Но они засыпают на работе на несколько часов после еды с высоким содержанием жиров, и мы еще не знаем, хорошо это или плохо», – сказал Джон Ролз, доцент молекулярной генетики и микробиологии в Школе Герцога. Медицина.
Поскольку энтероэндокринные клетки играют ключевую роль в пищеварении, ощущении сытости и последующем поведении при кормлении, это подавление может быть механизмом, который каким-то образом заставляет людей, придерживающихся диеты с высоким содержанием жиров, есть еще больше.
«Это ранее недооцененная часть постпрандиального (после еды) цикла», – сказал Ролз. «Если это происходит каждый раз, когда мы едим нездоровую пищу с высоким содержанием жиров, это может вызвать изменение сигналов инсулина, что, в свою очередь, может способствовать развитию инсулинорезистентности и диабета 2 типа."
Чтобы лучше понять подавление звука, исследователи попытались поэтапно разбить этот процесс на рыбках данио.
После того, как они впервые почувствовали еду, энтероэндокринные клетки в течение нескольких секунд запускают выброс кальция, инициируя процесс передачи сигналов. Но после этого первоначального сигнала наступает отсроченный эффект позже, в период после еды. По словам Ролза, который также руководит Центром микробиома Duke’s Microbiome Center, именно во время этого более позднего ответа происходит отключение звука.
Молчащие клетки меняют форму и испытывают стресс в своем эндоплазматическом ретикулуме, структуре, которая собирает новые белки.
Похоже, что эти энтероэндокринные клетки, которые специализируются на синтезе и секреции белков, таких как гормоны и нейротрансмиттеры, на время становятся чрезмерно стимулированными и истощаются.
Команда опробовала диету с высоким содержанием жиров на линии стерильных рыбок данио, выращенных в отсутствие каких-либо микробов, и обнаружила, что они не испытывали такого же подавляющего эффекта.
Поэтому они начали искать кишечные микробы, которые могли быть вовлечены в этот процесс.
После скрининга всех видов бактерий, обнаруженных в кишечнике, они увидели, что подавление звука, по-видимому, является работой одного типа кишечных бактерий, называемых Acinetobacter. Эти ошибки обычно меньше 0.1 процент от общего микробиома кишечника, но они увеличились в 100 раз после приема пищи с высоким содержанием жиров и были единственными бактериями, способными вызывать эффект молчания.
«Далее мы хотим понять, как Acinetobacter вызывает этот интересный отклик», – сказал Лихуа Йе, научный сотрудник и ведущий автор этой статьи. "Мы также подозреваем, что другие бактерии тоже могут обладать этой способностью."
Ролз сказал, что они не уверены, почему происходит молчание и оказывает ли оно какое-либо положительное влияние на рыбу. Это может быть способ предотвратить чрезмерную передачу сигналов о жире, но, если полностью замолчать таким образом, клетки также не будут общаться ни с чем другим.
«Мы еще не понимаем, какое долгосрочное влияние подавление энтероэндокринной функции может оказать на метаболическое здоровье», – сказал Ролз. «Это может быть дезадаптивный ответ на кормление с высоким содержанием жиров, который нарушает нормальные регуляторные функции этих клеток, что приводит к метаболическим нарушениям, таким как резистентность к инсулину. Но также возможно, что подавление звука является полезной адаптацией для защиты животного от чрезмерной стимуляции клеток кишечника."