Hideg mikrobiota a fogyáshoz

  • Facebook
  • Retweet
  • WhatsApp
  • LinkedIn
  • Nyomtatni
  • Küld

Egy mechanizmus révén, amely a mikrobiotában a hideg hatásának eredményeként bekövetkező változásokat foglalja magában, a fehér zsír átalakulása következik be, amely barnulásnak nevezett folyamaton megy keresztül. Ez a zsírtömeg, a hőveszteséghez és az egerek súlyának csökkenéséhez vezet, ami növeli az inzulinérzékenység szintjét. Ezek a hőmérsékleti viszonyok megváltoztatják a bél mikroorganizmusainak összetételét és sokféleségét, ami jelentősen megnöveli a táplálék felszívódását, és közvetlenül elősegíti a fehér zsír megbarnulását. Ezek a megállapítások azt mutatják, hogy a zsírszövet átalakítása és a bélszerkezet módosítása összehangolva van a hideg hatásának kitéve, amelyet elősegítenek a bélben lévő baktériumfajok dinamikus egyensúlyának változásai. A jövőben, tekintettel ennek a szervnek a hozzáférhetőségére, az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség elleni terápiás megközelítések a zsírszövet modulációjára irányulhatnak, a hideghez igazodó mikrobiota konzisztenciájától függően.

előrehaladás

A zsírszövet átalakítása

Sokan élünk egy olyan világban, ahol a táplálékbőség és a fizikai inaktivitás a norma. Ilyen állapotok az elhízás, a 2-es típusú cukorbetegség és a dyslipidaemia előzményei. Ezeknek a rendellenességeknek a magas előfordulása és a fizikai, érzelmi és gazdasági egészségünkre gyakorolt ​​hatása nagy érdeklődést váltott ki, és intenzív kutatáshoz vezetett az anyagcsere alapjául szolgáló élettani mechanizmusokról. A közelmúltban két olyan terület hívta fel magára a figyelmet, amelyek az emberi barna zsírszövet azonosítását és manipulálását jelentik, valamint a bél mikrobiomjának az energiamérlegben betöltött szerepét. Bár ezt a két területet külön vizsgálták, az új tanulmányok szerint szoros összefüggés van a bél mikrobiota és a zsírraktáraink azon képessége között, hogy módosítsák működésüket, a kalóriatárolástól az energiaégetésig.

Az emlősöknek legalább kétféle zsírszövetük van: a jól ismert (és nagyon bőséges) fehér szövet, amely extra kalóriákat tárol, és a barna zsírszövet, amely a mitokondriális szétkapcsolás és a hőtermelés révén eloszlatja az energiát. A zsírsejtek harmadik típusa, a "bézs" zsírsejtek képesek átmenni az energiatároló és a disszipációs állapotok között. Ezek a sejtek nagy kutatási érdeklődés tárgyát képezik bennük rejlő indukciós képességük miatt, valamint azért, mert nemrégiben fedezték fel őket az emberekben. Egereken végzett vizsgálatok a bézs zsírsejtek fehér zsírcsoportokban való megjelenésének különféle modulátorait azonosították, ezt a folyamatot "barnulásnak" nevezik. E moduláló tényezők közül a legkiemelkedőbb a hidegnek való kitettség, amely részben a szimpatikus utak központi aktiválásán keresztül, valamint a katekolaminok makrofágok általi helyi termelésén keresztül működik.

A hideg okozta barnulás elősegítheti az egerek lenyűgöző fogyását, valamint javíthatja az inzulinérzékenységet és csökkentheti a hiperlipidémiát. A hideg okozta barnulás metabolikus előnyei emberben is bizonyítottak. Az emberek azonban nem élvezik különösebben az alacsony hőmérsékletet. Másrészt "a hidegnek való kitettség szükségességének gátlása a katekolaminok beadásával ugyanolyan hatástalan, mint potenciálisan káros. Ezért a lendület felfogható olyan új mechanizmusok azonosítására, amelyek felhasználhatók a biztonságos megbarnulás előidézésére. és hatékony módon.

Egy nemrégiben készült tanulmányban Claire Chevalier és munkatársai (Cell. 2015 Dec 3; 163 (6): 1360-74) olyan váratlan új utat azonosítottak, amely összekapcsolja a bél mikrobiomját a fehér zsír megbarnulásával. Az emberi test milliárdnyi kolonizáló baktériumot tartalmaz, különösen nagy sűrűséggel a vastag- és a vékonybélben. A nagy léptékű szekvenálási technológia fejlődése lehetővé tette a baktériumfajok bélben való eloszlásának számszerűsítését és annak meghatározását, hogy az étrend hogyan változtatja meg. Ennél is fontosabb, hogy egyre inkább tudatában van annak, hogy a mikrobiota összetétele nemcsak az étrend változását tükrözi, hanem közvetlenül modulálja a gazda metabolikus funkcióját is. Ezért a mikrobiális környezet megváltoztatása antibiotikus kezelésekkel vagy specifikus baktérium nemzetségek átadásával más anyagcsere-intézkedések mellett befolyásolhatja a testtömeget, valamint az inzulinérzékenységet. Nem világos azonban, hogy ez hogyan fordul elő.

Ez az új munka azt mutatja, hogy a hidegnek való kitettség, valamint az étrend módosulása megváltoztatja az egerek bél mikroorganizmusait. Másrészt, amikor a hidegre adaptált mikrobiotát egy másik csíra nélküli egérbe helyezik, ez a befogadó állat elveszíti a zsír tömegét és javítja az inzulinérzékenységét, amelyet egy olyan folyamat okoz, amely a barnulás fokozásával jár (1. ábra). . Ennek a megfigyelésnek megfelelő megállapítás szerint azok az egerek, amelyek hidegre adaptált baktériumokat kapnak (szemben a "normális" mikrobiotával), hatékonyabban védik testüket, ha alacsony hőmérsékletű környezetbe kerülnek. Ezért a diéta nem az egyetlen környezeti tényező, amelyet a mikrobiom figyelemmel kísér. Ezen túlmenően ezek az eredmények azt sugallják, hogy a hideg hatása a bézs zsír felvételére részben a bél mikrobiotájának módosításával jelentkezhet.

1. ábra Jön a hideg.

A hidegnek való kitettség a fehér zsír megbarnulását okozza egerekben, növeli az inzulinérzékenységet és a hőtermelést, valamint elősegíti a fogyást. Claire Chevalier és munkatársai arról számoltak be, hogy az expozíció megváltoztatja a bél mikrobiota összetételét is, és nagy mértékben megnöveli a bél abszorpciós felületét. A hidegre adaptált mikrobiota egerekből történő átültetése ilyen hőmérsékleti körülmények között elegendő a barnulás elősegítésére, az inzulinérzékenység fokozására és a bélfelület növelésére a befogadó egerekben normál hőmérsékleti körülmények között.

A folyamatos hidegnek való kitettség nem pazarolja az energiát az állatok számára. Új egyensúly alakul ki a zsírgyarapodás és a veszteség között. A rendkívül termogén barna zsír tüzelőanyagának biztosítása érdekében a dinamikus egyensúlyi állapotot a megnövekedett táplálékbevitel jellemzi - ami bizonyosan megtörténik - és a tápanyagok hatékonyabb felszívódása. Ez a kutatás azt mutatja, hogy ezekre a hideg állapotokra való megnyúlás a bél felszívódási felületének masszív növekedését idézi elő, a mikrovillusokat alkotó sejtek apoptózisának csökkenésével párhuzamosan. Mint említettük, ezt a hatást egyszerűen úgy lehet elérni, hogy egy hidegre adaptált mikrobiotát átültetünk bél mikroorganizmusoktól mentes állatokba. Ennek figyelembevételével a bél és a zsírszövet átalakulása összehangolt az expozíció során, és mindkét folyamatot elősegítik a mikrobiota változásai. Ezért a fehér zsír intenzívebb sötétedése, amely először bekövetkezik, majd utat enged a bél felszívódási felületének növekedésére, olyan folyamat, amely állandó üzemanyag-forrás fenntartását igényli.

A mikrobiota milyen specifikus komponensei közvetítik ezt a hatást? A szerzők kimutatták, hogy a megfázás a Firmicutes és a Bacteroidetes arányának mély növekedését, valamint a Verrucomicrobia fajok, köztük az Akkermansia muciniphila szinte teljes elvesztését okozza. Ezeket a változásokat korábban bizonyították az elhízás egérmodelljeiben, és összefüggésben vannak az étkezésből származó fokozott energiatermeléssel. Amikor A. muciniphila-t adunk a hideghez adaptált mikrobiotához, a bél felszívódásának fokozására gyakorolt ​​hatás gátolt. A barnulást és az inzulinérzékenységet azonban nem változtatja meg e faj pótlása. Korábbi munkák azt is kimutatták, hogy az A. muciniphila elősegíti a fogyást és növeli az egerek energiafogyasztását, és a zsírszövetben nagyobb zsírsav-oxidációra utaló génexpressziós mintát indukál (ami a barnulás esetén előfordulhat). Ezért az akkermansia pontos szerepe az energiamérlegben összetett, és a hidegen aktivált barnulást elősegítő baktériumok specifikus azonossága továbbra sem tisztázott.

Más szempontokat is figyelembe kell venni, mielőtt az elhízás és az inzulinrezisztencia felkerülne azoknak a betegségeknek a listájára, amelyek hajlamosak lehetnek a probiotikus terápiára vagy a székletátültetésre. Ugyanezen kutatók publikációja azt sugallja, hogy az antibiotikus kezelés, amely megszünteti a bél mikrobiotáját, barnulást és fogyást is indukál (Nat Med. 2015 Dec; 21 (12): 1497-501). Ez a megállapítás nagyban hozzájárulhat annak a megfigyelésnek a magyarázatához, hogy a csíra nélküli egerek soványak és rendkívül ellenállnak az étrend okozta elhízásnak. Nem könnyű azonban ezeket az eredményeket integrálni azokkal, amelyek azt mutatják, hogy a hidegre adaptált mikrobiota elősegíti a barnulást. Ezenkívül az antibiotikum-terápia az állatok és az emberek megnövekedett testtömegével jár, bár a kutatók által alkalmazott kezelés nem befolyásolhatja a baktériumok által elősegített barnulást a tesztállatokban.

Alternatív megoldásként a kezelés ideje és időtartama alapvető fontosságú lehet az antibiotikum-terápia végeredményének meghatározásában, az adipozitással kapcsolatban. Azt is megfontolják, hogy vajon életképes terápiás stratégia-e az emberben a barnulás fokozása. A korai erőfeszítések ezen a területen vegyes eredményeket hoztak, amelyek nem voltak olyan homogének, mint a rágcsálóknál.

Ennek ellenére ez a munka azt mutatja, hogy még sok mindent meg kell tanulni a bél mikrobiómájáról, és arról, hogyan lehet ezt beépíteni a szervezet anyagcseréjének elképzelésébe. Ezenkívül bemutattak egy példát arra, hogy több szerv és rendszer (ebben az esetben a zsírszövet és a belek) hogyan tartja fenn az általános homeosztázist a környezeti kihívásokkal szemben. A bél hozzáférhetősége vonzóvá teszi az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség leküzdésére irányuló kísérleti megközelítéseket. A jövőbeni tanulmányoknak azonban fel kell tárniuk, hogyan kezelhetők valójában ezek az állapotok.

Bibliográfiai forrás

Zsírégetés a rendszer hibáival

Evan D. Rosen, MD, Ph.D.

Endokrinológiai, cukorbetegség- és anyagcsere-osztály, Beth Israel Deaconess Medical Center és Harvard Medical School - Boston.