Почти 180 миллионов детей в мире плохо растут из-за постоянного недоедания и частых детских инфекций. Истощение негативно сказывается на процессе формирования организма человека и может привести к различным когнитивным нарушениям и болезням. Новые исследования выявили важного "игрока", влияющего на рост человека, — это микробиота кишечника.
Эксперт по инфекционным заболеваниям из Университета Вирджинии Уильям Петри (William Petri) узнав, что кишечные бактерии могут влиять на ожирение, посчитал, что они могут и бороться с последствиями голода. Он совместно с коллегами из Международного центра исследования желудочно-кишечных заболеваний и микробиологом Джеффри Гордоном (Jeffrey Gordon) из Университета Вашингтона изучал кишечные бактерии здоровых и голодающих детей в Бангладеш.
Петри и Гордон обнаружили, что как только дети вырастали, их сообщества кишечных бактерий также изменялись. Но так было только у здоровых детей. Те дети, которые постоянно недоедали, не имели таких бактериальных сообществ, которые были у их сверстников.
Аналогичное исследование, проведённое под руководством Гордона, показало, что такая же картина наблюдалась и у грудных детей в Малавии. Это доказывает, что микробные сообщества влияют на развитие человека.
В итоге учёные решили проверить свою гипотезу с помощью эксперимента. Они вывели мышей, у которых не было собственных кишечных микробов. Затем животных кормили едой, которой обычно питаются дети из Малави.
Отдельно одной группе "безмикробных" мышей подсадили "незрелые" микробы детей с признаками недоедания. Животные этой группы росли плохо, в то время как грызуны, получившие "зрелые" кишечные бактерии здоровых детей росли хорошо, наращивали мышцы и формировали более плотные ткани. Отметим, что во время эксперимента животные питались одинаковой едой.
Учёные обнаружили, что микробы влияют на работу генов животных. У здоровых грызунов гормон роста стимулирует увеличение содержания второго гормона, инсулиноподобного фактора роста-1 (ИФР-1), который, в свою очередь, способствует росту тканей.
"Безмикробные" мыши имели одинаковое количество гормона роста по сравнению со здоровыми животными, но активность ИФР-1 в крови, печени и мышцах была у них слабее. Биологи пока не понимают, как именно микробы влияют на гормоны. Но те "безмикробные" мыши, которым вводили ИФР-1, росли наравне с другими мышами. Исследователи считают, что анализ этого "кишечного гормона" поможет объяснить плохой рост голодающих детей.
Другое исследование показало, что грудное вскармливание может помочь правильным микробам сформировать необходимые условия роста ребёнка. Здоровые матери обычно производят изменённые молекулы сахаров, которые называются сиалированные олигосахариды человеческого молока. Организмы младенцев не используют эти питательные вещества, но исследование показало, что они "улучшают" жизнь кишечных микробов ребёнка. Когда биологи добавили олигосахариды в еду мышам с микробами сильно истощённых младенцев, животные росли лучше.
Учёные приходят к выводу, что проблему плохого роста можно решить с помощью регулирования микрофлоры в кишечнике. Сейчас специалисты намерены проверить эту гипотезу.
Конечно, успешный эксперимент на мышах не означает, что была найдена панацея и для человека. Кроме того, исследователи должны быть уверены, что направленное регулирование состава микробного сообщества не вызовет негативных эффектов. Но одно можно сказать наверняка, оздоровляющее воздействие этих микробов является удивительным, заключает Эрик Памер (Eric Pamer), эксперт из Мемориального онкологического центра им. Слоуна-Кеттеринга в Нью-Йорке.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
