Jak białko współpracuje z bakteriami jelitowymi, aby zapobiegać otyłości
Otyłość jest związana z wyższym poziomem stanu zapalnego w organizmie, ale mechanizmy leżące u jej podstaw pozostają niejasne. Jednak ostatnio zespół naukowców dowiedział się, jak jedno białko przeciwzapalne wpływa na przyrost masy ciała.
Artykuł do studium opublikowany niedawno w czasopiśmie Komórka gospodarz i mikrob mówi, że NLRP12, białko przeciwzapalne, chroni myszy przed otyłością i insulinoopornością.
Badanie zostało przeprowadzone przez naukowców z University of North Carolina w Chapel Hill, wraz z kolegami z innych instytucji badawczych na całym świecie.
W swoim artykule naukowcy podają również, że plik NLRP12 gen - który koduje białko przeciwzapalne o tej samej nazwie - wydaje się być nieaktywny u osób z otyłością.
Również, NLRP12 aktywność sprzyja rozwojowi pewnych szczepów „dobrych” bakterii jelitowych, które dodatkowo chronią przed otyłością i insulinoopornością.
„Na otyłość wpływa stan zapalny, a nie tylko przejadanie się i brak ruchu, a badanie to sugeruje, że zmniejszenie stanu zapalnego sprzyja„ dobrym ”bakteriom, które mogą pomóc w utrzymaniu prawidłowej wagi” - wyjaśnia starszy autor badania Jenny P-Y Ting.
Aktywność genów wpływa na stan zapalny
W nowym badaniu naukowcy chcieli ustalić, w jaki sposób NLRP12 gen wpłynąłby na prawdopodobieństwo wystąpienia otyłości u danej osoby.
Aby to zrobić, pracowali z myszami, które genetycznie zmodyfikowali tak, aby nie wyrażały tego genu (myszy knockout). Ting i jego zespół przez kilka miesięcy karmili myszy z nokautem i zwykłe myszy dietą wysokotłuszczową.
Chociaż myszy w obu grupach stosowały ten sam rodzaj diety, myszy z nokautem łatwiej gromadziły więcej tłuszczu i zaczęły wykazywać oznaki insulinooporności, które wszystkie wskazują na rozwój otyłości.
Ponadto myszy bez rozszerzenia NLRP12 gen wykazał więcej stanów zapalnych zarówno w jelitach, jak iw obszarach ciała, w których odkładał tłuszcz.
Jednak aby zrozumieć, w jaki sposób stan zapalny wiąże się z przyrostem masy ciała, naukowcy zrobili dodatkowy krok; przenieśli część myszy z nokautem do innej placówki i - aby zapobiec rozprzestrzenianiu się patogenów - podali myszom antybiotyki.
„Zauważyliśmy, że myszy leczone antybiotykami przybrały na wadze mniej niż myszy, które przebywały w starej placówce” - wyjaśnia współautorka badania, Agnieszka Truax.
„To doprowadziło nas do podejrzenia, że bakterie jelitowe są zaangażowane w promowanie otyłości” - kontynuuje.
Bakterie jelitowe mogą odgrywać kluczową rolę
Następnie Ting i zespół zbadali myszy z nokautem trzymane w środowisku wolnym od bakterii i zauważyli, że nie przybrały na wadze.Wywnioskowali, że jest to spowodowane tym, że na układy zwierząt nie miała wpływu aktywność bakterii.
W tym przypadku fakt, że myszy nie miały rozszerzenia NLRP12 gen nie wydawał się wpływać na przyrost masy ciała, co sugeruje, że ekspozycja na niektóre rodzaje bakterii może być kluczem do ostatecznego rozwoju otyłości.
Naukowcy zauważyli również inny interesujący fakt: myszy z nokautem, które dzieliły przestrzeń życiową ze zdrowymi gryzoniami, które wyrażały NLRP12 gen również nie przytył.
Sugeruje to, że były narażone na działanie dobrych bakterii pochodzących od myszy kontrolnych, co chroniło je przed nadwagą.
Takie odkrycia są wymowne w kontekście, w którym badania wykazały, że otyłość koreluje z utratą różnorodności bakteryjnej w jelitach.
W otyłości niektóre szczepy bakterii są tłumione, co pozwala innym bakteriom rozmnażać się bez współzawodnictwa.
Ryzyko utraty bakterii
W nowym badaniu naukowcy zauważyli myszy z nokautem, którym brakowało NLRP12 gen wykazał znaczną utratę różnorodności bakteryjnej.
W ich przypadku dieta wysokotłuszczowa połączona ze wzrostem stanów zapalnych sprzyjających brakowi NLRP12 spowodowało wysoki poziom rodziny bakterii Erysipelotrichaceae. Naukowcy odkryli również, że bakterie te nasilają szkody wyrządzone przez dietę wysokotłuszczową.
W tym samym czasie myszy z nokautem straciły liczbę Lachnospiraceae, który jest rodzajem pożytecznych bakterii jelitowych, które pomagają przeciwdziałać stanom zapalnym i współzawodniczą Erysipelotrichaceaeograniczając ich rozprzestrzenianie się.
LachnospiraceaeJak wyjaśniają naukowcy, wydaje się, że ma również działanie ochronne przeciwko insulinooporności i otyłości u myszy.
„Wszystkie zmiany zapalne i metaboliczne, które widzieliśmy w NLRP12Myszy z knockoutem podczas diety wysokotłuszczowej zostały zasadniczo odwrócone po uzupełnieniu zapasów Lachnospiraceae- wyjaśnia Truax.
Naukowcy dodają, że wyniki mogą przełożyć się na lepsze sposoby radzenia sobie z otyłością; Lachnospiraceae wytwarzają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, rodzaj cząsteczek, które odgrywają ważną rolę w procesach metabolicznych. Dwa z nich to maślan i propionian, które mają również ważne właściwości przeciwzapalne.
Kiedy naukowcy próbowali podawać maślan i propionian myszom z nokautem, zauważyli, że to podejście zrównoważyło efekt braku NLRP12.
Pojawiające się możliwości terapeutyczne
Wyniki te są szczególnie zachęcające; maślan i propionian są już łatwo dostępne jako suplementy.
Co więcej, naukowcy mają uzasadnione powody, by sądzić, że te same reakcje miałyby miejsce również u ludzi - nie tylko u myszy.
Dzieje się tak, ponieważ dalsze analizy przeprowadzone na próbkach komórek tłuszczowych pobranych od osób z otyłością wskazały, że im wyższy wskaźnik masy ciała (BMI) danej osoby, tym mniej aktywny NLRP12 wydaje się być.
„U myszy wykazaliśmy, że NLRP12 zmniejsza stan zapalny jelit i tkanki tłuszczowej. Chociaż bezpośredni efekt przyczynowy jest trudny do wykazania u ludzi, nasi współpracownicy pomogli nam wykazać, że u osób uważanych za otyłych występują obniżone poziomy ekspresji NLRP12. ”
Jenny P-Y Ting
