Живущие в кишечнике бактерии (микробиота) выделяют антимикробные белки не все время, а в ритме питания организма. Это выяснили исследователи из Техасского университета. Свои выводы они опубликовали в журнале Cell.
Кишечная микробиота создает своего рода суточные ритмы работы иммунитета организма и синхронизирует их с ритмом питания. Всё это, судя по всему, помогает предотвратить вероятные атаки микробов, которые могут попасть в организм с пищей.
"Исследование показывает, что наши иммунные системы включены не все время, и это неожиданный факт, – объясняет руководитель исследования Джон Ф. Брукс II ( John F. Brooks). – Наши результаты показывают, что есть пиковые периоды, когда организм более подготовлен к борьбе с инфекциями".
Исследователям давно известно, что практически все живые организмы живут согласно циркадным циклам, связанным с восходом и заходом солнца. Эти циклы позволяют предвидеть изменения окружающей среды и готовиться к ним. Нарушение циркадных ритмов может иметь серьезные последствия для здоровья. К примеру, хроническое нарушение сна связано с усилением кишечных инфекций у людей. И чем была обусловлена эта связь, до сих пор было неясно.
Брукс с коллегами предположили, что антибактериальный иммунитет кишечника может изменяться в соответствии с циркадными циклами. Свою идею они проверили на мышах.
Оказалось, что в кишечнике лабораторных грызунов одна из антимикробных молекул – так называемый регенерирующий островковый белок III-гамма (REG3G) – присутствовала в большем изобилии ночью, чем днем. Напомним, что мыши ведут ночной образ жизни, а спят днем.
В то же время у контрольной группы грызунов, кишечники которых были стерильны (их специально вырастили без кишечных бактерий), REG3G практически отсутствовал и днем, и ночью.
В поисках кишечных микробов, которые могли бы управлять ритмом иммунитета, биологи обнаружили, что у мышей с циклической выработкой REG3G жили в кишечнике большие популяции сегментированных нитевидных бактерий. Эти интересные микроорганизмы обладают уникальной способностью прикрепляться к слизистой оболочке кишечника и изменять активность генов организма, в котором живут.
Эксперименты ученых из Техаса показали, что нитевидные бактерии прикрепляются к слизистой оболочке кишечника животных во время приёма пищи. Вероятно, бактерии желают получить во время обеда животного и свою порцию питательных веществ.
Когда же нитевидные бактерии прикреплялись к кишечнику, в нем увеличивалось производство REG3G.
Также выяснилось, что цикл питания нитевидных бактерий и повышенной выработки антимикробных молекул REG3G влияет на способность лабораторных мышей бороться с инфекцией.
Когда исследователи вечером заражали болезнетворными бактериями мышей с нормальной кишечной микрофлорой, то в кишечнике у животных выявлялось больше болезнетворных микробов, чем у таких же мышей, но зараженных утром. И смертность от кишечной инфекции у животных, зараженных вечером, была выше, чем у грызунов, зараженных утром.
Это означает, что вечером (после дневного сна) у мышей в кишечнике было меньше антимикробных молекул, чем утром. Во время ночного бодрствования антимикробных молекул в кишечнике появлялось больше, и они подавляли опасную для жизни инфекцию.
У контрольной группы мышей без кишечной микрофлоры были одинаковые показатели смертности от кишечной инфекции и для вечернего, и для утреннего заражения.
Если дальнейшие исследования покажут, что и у людей кишечник вырабатывает антибактериальную флору в соответствии с циркадными ритмами, можно будет эффективнее лечить кишечные инфекции, задавая время введения лекарств против них. Возможно, учёные и вовсе найдут способ избежать кишечных инфекций.
"Эти результаты заставляют меня дважды подумать, стоит ли совершать набег на холодильник ночью, – добавляет соавтор работы Лора Хупер (Lora Hooper). – Может быть опасно есть кишащий бактериями картофельный салат, когда защитные силы кишечника находятся на самом низком уровне".
Ранее мы писали о том, как нейрофизиологи раскопали в кишечнике корни пессимизма.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
