Микробы кишечника могут помочь жителям низин покорить большие высоты
Бесчисленное множество бактерий, которые естественным образом населяют человеческое тело, похоже, помогают нам во многих отношениях, от помощи нашему пищеварению до формирования развития тканей и управления иммунными реакциями. Одна группа становится особенно полезной: род кишечных бактерий, известный как Blautia. Некоторые исследования предполагают, что Blautia может способствовать когнитивному развитию у младенцев и снижать риск ожирения и диабета у взрослых. Теперь исследователи замечают еще одно потенциальное преимущество этих микробов: помощь людям в адаптации к большой высоте.
Blautia «в последнее время попала в заголовки, потому что, похоже, оказывает действительно замечательные эффекты. Это исследование добавляет еще один», — говорит Кристоф Тайсс, микробиолог из Пенсильванского университета, который не участвовал в исследовании высоты, опубликованном в прошлом месяце в Genome Biology. Открытие также может иметь практическое значение: исследователи предполагают, что дозы Blautia могут помочь альпинистам и другим людям лучше функционировать на больших высотах.
В некоторых более ранних работах предполагалось, что бактериальное сообщество кишечника, или микробиом, может играть определенную роль в адаптации к большой высоте. Чтобы установить связь с микробами, Цин-Пэн Конг, генетик из Института зоологии Куньмина Китайской академии наук, объединился с Чжиган Чжаном, генетиком из Университета Юньнань. Их лабораторией стала «крыша мира»: Цинхай-Тибетское нагорье, средняя высота которого составляет 4500 метров над уровнем моря.
Исследователи набрали 45 мужчин для переезда на 108 дней из своих домов на высоте 250 метров над уровнем моря в город на высоте около 3700 метров. На большой высоте мужчины ели ту же пищу в то же время, что и дома, сводя к минимуму влияние изменений в рационе и образе жизни на их кишечные микробы. Семь раз в ходе исследования команда собирала образцы фекалий у мужчин и анализировала содержащуюся в них ДНК, чтобы отслеживать, как менялся их кишечный микробиом.
После 2 дней на большой высоте образцы мужчин содержали меньше видов микробов. Но несколько, например, несколько из 20 известных видов Blautia, превратились из редких в очень многочисленные, как обнаружила команда. Тот же подвид Blautia, включая вид под названием B. wexlerae, также был особенно распространен у жителей плато, которые жили на высоте более 4000 метров в течение как минимум 5 месяцев до 60 месяцев. «Мы знаем, что диета и лекарства могут изменить состав нашего микробиома», — говорит микробиолог Хилари Браун из Университетского колледжа Корка, которая не принимала участия в исследовании. «Это исследование показывает, что перемещение с низких на большие высоты может оказывать аналогичный эффект».
Следуя этим человеческим подсказкам, команда затем подвергла мышей условиям с низким содержанием кислорода, эквивалентным высоте 4000 метров, в течение месяца, давая B. wexlerae половине из них через день. Гипоксия может заставить иммунные клетки высвобождать воспалительные факторы, которые могут вызывать накопление жидкости в легких, мозге и кишечнике. Накопление может привести к высотной болезни — головным болям, тошноте, усталости и нарушениям сна, которые Конг и некоторые из его коллег испытали на себе во время своего пребывания в Тибете. Но у мышей, обработанных Blautia, было гораздо меньше таких повреждений легких и кишечника, сообщает команда.
«Похоже, что этот вид имеет очень широкое воздействие» как на кишечник, так и на другие части тела, говорит Тайсс. «Это открывает дверь… в вопрос о том, можно ли лечить горную болезнь через кишечник». Он и команда Конга считают, что короткоцепочечные жирные кислоты, вырабатываемые в кишечнике Blautia, могут управлять этими эффектами, изменяя метаболизм и подавляя воспаление.
Эти преимущества также могут объяснить, как Blautia может защищать от диабета и ожирения. В исследованиях с участием почти 400 японцев исследователь микробиома кишечника Джун Кунисава из Национальных институтов биомедицинских инноваций, здравоохранения и питания Японии обнаружил, что чем больше Blautia у человека в кишечнике, тем меньше вероятность того, что у него будет какое-либо из этих состояний. Более того, как его команда сообщила 2 года назад в Nature Communications, кормление мышами этими микробами защитило их от ожирения, когда им давали диету с высоким содержанием жиров. Другое недавнее исследование на людях показало, что Blautia может сдерживать развитие аппендицита, заболевания, обусловленного иммунитетом.
Эффекты бактерий могут распространяться даже на мозг. «Его суперсила исходит от посредничества оси кишечник-мозг», — говорит Ваня Клепач-Серай, микробный эколог из колледжа Уэллсли. Например, некоторые из жирных кислот, которые он производит, как известно, активируют рецепторы на блуждающем нерве, который соединяет пищеварительную систему, сердце и мозг.
Этот механизм может помочь объяснить удивительную корреляцию, о которой Клепак-Серак и ее коллеги сообщили в прошлом году в журнале Science Advances: младенцы более склонны лепетать и смеяться, когда в их кишечнике больше B. wexlerae. «Между нашими микробами и нашим мозгом происходит много болтовни, и мы только начинаем открывать, какие услуги микробы оказывают нам», — отмечает Клепак-Серак.
Очевидные сверхспособности Blautia подсказывают Конгу и его коллегам, что она может служить пробиотиком — микробной добавкой, — которая может принести пользу людям независимо от того, планируют ли они поездку в Тибет. Но сначала, говорит Конг, он хочет выяснить, является ли Blautia «соло»-игроком или оказывает эти защитные эффекты только как часть более крупной группы микробов. Пока еще слишком рано объявлять ее панацеей, добавляет Браун. «Роль Blautia wexlerae и, в более общем плане, видов Blautia в здоровье и болезнях человека все еще плохо изучена».
Обсудим?
Смотрите также:
