Чревните паразити също променят начина, по който храната влияе върху имунната система на техния гостоприемник

позволяват

Този кръгъл червей, Heligmosomoides polygyrus, е извлечена от червата на дървесна мишка. Ново изследване показва, че заразяването от такива паразити може да попречи на животните да напълнеят, дори когато ядат храна за угояване.

Naldo-Crocoduck/Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

Споделя това:

  • Facebook
  • Twitter
  • Reddit
  • Google Classroom
  • електронна поща
  • Печат

13 юни 2018 г. в 5:45 ч. Сутринта

Докато човек ходи бос на открито, несъзнателно краката му срещат много мънички червеи. Тайно един или повече от паразитите пълзят по кожата му - и след това през нея. Веднъж попаднали вътре, тези анкилостоми се движат наоколо, докато не попаднат в червата на жертвата си. Те се захващат за червата на гостоприемника си и оттам пируват с кръвта му.

Това не е сценарият за някой филм на ужасите. Това е, което вече се е случило с приблизително един на всеки четирима души на Земята. Това са около 1,9 милиарда души. Но ново проучване върху гризачи предполага, че приемането на тези анкилостоми може да има някои предимства: контрол на теглото и по-здрава имунна система.

Възпитатели и родители, запишете се за мамят

Седмични актуализации, които да ви помогнат да използвате Научни новини за ученици в учебната среда

Нека не омаловажаваме факта, че анкилостомите могат да донесат нещастие. Те ядат част от кръвта на домакините си, оставяйки ги с по-ниски нива на желязо. Това може да затрудни кръвообращението да пренася нормално натоварване с кислород през тялото, състояние, известно като анемия (Uh-NEE-mee-uh). Червеите също могат да причинят болезнени обриви и да забавят растежа и развитието на детето. Тогава малко лекари биха предписвали глистите на своите пациенти. Но новите данни посочват как бозайниците може да са еволюирали, за да се справят - всъщност, да се настанят - някои често срещани, неприятни инфекции. И хората отдавна са имали работа с анкилостомите. Дори древните мумии показват признаци на заразяване.

През последния век обаче инфекциите с анкилостоми са станали рядкост в развитите страни, като САЩ.

В страни, които не са толкова индустриализирани, „има много инфекциозни заболявания, включително глистни инфекции“, отбелязва Хайнинг Ши. Той изучава болести при деца в Харвардското медицинско училище в Бостън, Масачузетс. Хората, които живеят в такива страни, добавя той, също имат по-ниски нива на някои хронични (дългосрочни) заболявания, отколкото хората в индустриалните държави. Това подтикна екипа на Ши да тества идея: Може паразитите да помогнат за предотвратяване на някои сериозни хронични заболявания?

Обяснител: Всичко за калориите

Групата реши да се съсредоточи върху затлъстяването. Една трета от възрастните в САЩ са със затлъстяване. Почти едно на всеки шест деца също са с наднормено тегло или затлъстяване. Пренасянето на твърде много телесни мазнини може да доведе до множество други сериозни здравословни проблеми, включително сърдечни заболявания и диабет тип 2.

Затлъстяването идва от консумацията на повече енергия под формата на храна, отколкото тялото използва. Но не всички тела използват енергия с еднаква ефективност. И екипът на Ши сега показва, че паразитните червеи променят доколко ефективно тялото използва енергия - поне при мишки.

Как откриха това

Изследователите избраха мишки като модел за това, което може да се очаква да се случи при хората. Подобно на хората, мишките, които ядат храни с високо съдържание на мазнини, обикновено се напълняват. Тези животни също могат да приемат паразитни червеи. Паразитът, с който Ши избра да работи, Heligmosomoides polygyrus (Heh-LIG-moh-soh-MOY-ih-dees Pah-lee-GY-rus), не е анкилостома. И не живее в хората. Но анкилостомите са вид нематода (NEE-muh-toad). И този червей е нематода, подобна на анкилостомите, които заразяват хората.

Учените разделиха мишките на четири групи. Две групи бяха хранени с нормална диета. Останалите ядоха чау с високо съдържание на мазнини. Изследователите заразиха по една група мишки на всяка от двете диети с ларви на нематоди. След това групата на Ши измерва растежа на животните до 105 дни.

Неинфектираните мишки, които ядат храна с високо съдържание на мазнини, почти удвоиха размера си. Но те бяха единствената група, която го направи. Всички животни с обикновена храна растат с нормалната скорост. Както и заразените с червеи мишки, които ядат храна с високо съдържание на мазнини.

Ако загубата на тегло се е случила, защото заразените мишки губят кръв от червеите, защо хората на нормална диета не са отслабнали в сравнение с незаразените мишки? Отговорът, показа групата на Ши, беше малко сложен. Червеите променят начина, по който заразените мишки обработват ястия с високо съдържание на мазнини.

Когато незаразените мишки се угояват, кръвната им захар се повишава. Също така нивата на мазнини в кръвта, като холестерол (Koh-LES-tur-awl) и триглицериди (Try-GLIH-sur-eydz). Дори черен дроб им стана по-дебел. И това не беше всичко. При тези животни се включват различни гени, свързани с мазнините.

Нито една мишка, която се храни нормално, не показва такива промени. Нито заразените с червеи мишки ядат храна с високо съдържание на мазнини.

Червеите дори повлияват какъв тип мазнини се съхраняват. Подобно на хората, мишките имат два вида. Бялата мазнина е богат на енергия тип, който може да бъде изгорен на някоя бъдеща дата. Мислете за това като за гориво, складирано в килерите на тялото. Кафявата мазнина е обогатена със специална молекула, известна като разединяващ протеин. Този протеин включва енергийните машини на тялото.

Затлъстелите мишки са имали предимно бяла мазнина. Червивите гризачи, които ядат диета с високо съдържание на мазнини, имат бонус кафява мазнина.

Всъщност Ши сега съобщава: „Открихме, че червеят има благоприятен ефект“ - особено при мишки, които се хранят с мазни храни. Неговият екип публикува резултатите си онлайн на 15 март в Scientific Reports.

Какво стои зад всички тези промени?

Как червеите могат да променят кръвта, черния дроб, генната активност и нивата на кафяви мазнини? Сега Ши подозира, че клетките в имунната система са предизвикали тези промени.

Други проучвания показват, че паразитните червеи могат да действат върху няколко специфични клетки. Ши тества един вид имунна клетка, известна като макрофаг (MAK-roh-fayj).

Това са големи клетки. Те ядат вируси и бактерии - микроби, от които човек може да се разболее. Те също могат да предизвикат възпаление. Може да сте забелязали един вид възпаление в собственото си тяло. Когато разрез или остъргване се зарази, той става червен, подут и горещ. Това възпаление е един от начините, по който имунната система се бори с инфекциите. Но хроничното (дългосрочно) възпаление не е здравословно. И нискостепенно, дългосрочно възпаление се наблюдава при животни и хора със затлъстяване.

Животните затлъстяват, тъй като произвеждат повече бяла мазнина. Тази мазнина събира макрофаги. Има различни видове. Типът M1 предизвиква възпаление. М2 макрофагите спират възпалението. Дебелите мишки без червеи са имали повече M1 макрофаги. Червивите мишки са имали повече от типа М2.

Изследователите смятат, че макрофагът M2 може да е ключът към това как инфекциите с червеи променят мишките. За да тестват това, те прехвърлят макрофаги от мишки със и без червеите в неинфектирани затлъстели мишки.

Тези мастни мишки, получаващи макрофаги от мишки без червеи, все повече напълняваха. Но тези, които са получили макрофаги от заразени с червеи мишки, са спечелили по-малко. Те също така имаха по-здравословни нива на захар, мазнини и холестерол в кръвта. Те дори имаха повече отделящи протеини в мазнините си, което го прави по-кафяв.

Сега екипът на Shi заключава, че хостващите червеи променят начина, по който мишките обработват диети с високо съдържание на мазнини, само като променят своите макрофаги.

По-рано изследователите са показали, че паразитните червеи влияят върху това кои микроби живеят в червата на мишките (микробите живеят във вътрешностите на всички бозайници). Други изследователи установяват, че червеите предпазват мишките от различни заболявания, причинени от дефектна имунна система. Марк Хюбнер е един от тези учени.

Хюбнер изследва как паразитите влияят на диабета. Работи в Института по медицинска микробиология в Бон, Германия. Проучването на екипа от Харвард потвърждава това, което учените подозираха за това как червеите сменят мишките, казва той. Той добавя, че в хода на подобни проучвания „това е наистина добро [едно]“.

Ши предупреждава, че историята винаги има две страни. Добре е червеите да намалят хроничното възпаление. Но какво се случва, когато някой с паразит срещне и зародиш, който причинява заболяване? Ши подозира, че имунната им система няма да може да се бори много добре с новата инфекция. Следователно паразитните червеи могат да направят други често срещани инфекции по-опасни. Това, казва той, е голям проблем за децата с глисти.

„При хората все още имаме да свършим работа“, казва Ши. „Виждаме, че червеят е наистина важен и полезен. Но в действителност ... никой няма да вземе жив червей. " Той се надява да разбере повече за това как червеите променят имунната система. Тогава учените може да са в състояние да измислят как да се отнасят към хората по такъв начин, че да получат тези ползи, без да се налага да се заразяват с червеите.

Силови думи

анемия Болест, причинена от липсата на достатъчно червени кръвни клетки. Това намалява способността на организма да пренася ефективно кислород до всички тъкани.

бактерии (единствено число: бактерия) Едноклетъчни организми. Те обитават почти навсякъде по Земята, от дъното на морето до вътрешността на други живи организми (като растения и животни).

кръвна захар Тялото циркулира глюкоза, вид проста захар, в кръвта в тъканите на тялото, където тя ще се използва като гориво. Тялото извлича тази проста захар от разграждането на захари и нишесте. Въпреки това, някои заболявания, най-вече диабетът, могат да позволят в кръвта да се натрупа нездравословна концентрация на тази захар.

кафява мазнина Вид натрупана мазнина, която тялото изгаря, когато усети силна нужда да загрее тялото (поради това, че е в студена среда). Той носи името си от действителния цвят на мазнината, който не е светло оцветен, както е по-често срещаната „бяла“ телесна мазнина. Съхранението на излишните калории като този вид мазнини и по-нататъшното им използване от организма се контролират от нервната система.

калории Количеството енергия, необходимо за повишаване на температурата на 1 грам вода с 1 градус по Целзий. Обикновено се използва като измерване на енергията, съдържаща се в определено количество храна.

клетка Най-малката структурна и функционална единица на организма. Обикновено твърде малък, за да се види с невъоръжено око, той се състои от водниста течност, заобиколена от мембрана или стена.

холестерол Мастен материал при животни, който образува част от клетъчните стени. При гръбначните животни той пътува през кръвта в малки съдове, известни като липопротеини. Прекомерните нива в кръвта могат да сигнализират за рисковете за кръвоносните съдове и сърцето.

хронична Състояние като заболяване (или неговите симптоми, включително болка), което продължава дълго време.

развитие (в биологията) Растежът на организма от зачеването до зряла възраст, често претърпява промени в химията, размера и понякога дори формата. (в икономиката и социалните науки) Преобразуването на земята от нейното естествено състояние в друго, така че тя да може да се използва за жилища, земеделие или развитие на ресурси.

диабет Болест, при която тялото произвежда твърде малко от хормона инсулин (известен като болест от тип 1) или игнорира наличието на твърде много инсулин, когато той присъства (известен като диабет тип 2).

диета Храните и течностите, погълнати от животно, за да осигурят нужното му хранене за отглеждане и поддържане на здравето. (глагол) Да се ​​приеме специфичен план за прием на храна с цел контрол на телесното тегло.

дебел Естествено маслено или мазно вещество, срещащо се в растенията и в животинските тела, особено когато се отлага като слой под кожата или около определени органи. Основната роля на мазнините е като енергиен резерв. Мазнините също са жизненоважни хранителни вещества, макар че могат да бъдат вредни, ако се консумират в прекомерни количества.

гориво Всеки материал, който ще отделя енергия по време на контролирана химическа или ядрена реакция. Изкопаемите горива (въглища, природен газ и нефт) са често срещан тип, които освобождават енергията си чрез химични реакции, протичащи при нагряване (обикновено до точката на изгаряне).

ген (прил. генетично) Сегмент от ДНК, който кодира или съдържа инструкции за клетъчното производство на протеин. Потомството наследява гени от родителите си. Гените влияят върху това как даден организъм изглежда и се държи.

зародиш Всеки едноклетъчен микроорганизъм, като бактерия или гъбичен вид, или вирусна частица. Някои микроби причиняват заболяване. Други могат да насърчават здравето на по-сложни организми, включително птици и бозайници. Ефектите върху здравето на повечето микроби обаче остават неизвестни.

червата Неформален термин за стомашно-чревния тракт, особено за червата.

анкилостома Вид кръвосмучещ нематод (малък червей), който живее в червата на хора и други животни. С подобни на кука апарати за уста той се прикрепя към стената на червата. Този паразит пробива кръвоносните съдове там, за да достигне кръвта, която търси.

домакин (в биологията и медицината) Организмът (или средата), в който живее някакво друго нещо. Хората могат да бъдат временен приемник на хранителни отравящи микроби или други инфекциозни агенти.

имунни (прил.) Свързано с имунитета. (v.) Способен да предпази от определена инфекция. Алтернативно, този термин може да се използва, за да означава, че организмът не показва въздействие от излагане на определена отрова или процес. По-общо терминът може да сигнализира, че нещо не може да бъде наранено от определено лекарство, болест или химикал.

имунна система Събирането на клетки и техните реакции, които помагат на организма да се бори с инфекциите и да се справи с чужди вещества, които могат да провокират алергии.

заразява За разпространение на болест от един организъм в друг. Това обикновено включва въвеждане на някакъв вид болестотворни зародиши или паразити на индивида.

инфекция Болест, която може да се разпространи от един организъм в друг. Обикновено се причинява от някакъв вид микроби.

възпаление (прил. възпалителен) Реакцията на тялото към клетъчно увреждане и затлъстяване; често включва подуване, зачервяване, топлина и болка. Това също е основна характеристика, отговорна за развитието и влошаването на много заболявания, особено сърдечни заболявания и диабет.

желязо Метален елемент, който е често срещан в минералите в земната кора и в нейната гореща сърцевина. Този метал също се намира в космическия прах и в много метеорити.

ларви (множествено число: ларви) Незрял етап на живот на насекомо, което често има значително различна форма като възрастен. (Понякога се използва за описване на такъв етап от развитието на риби, жаби и други животни.)

черен дроб Орган от тялото на животни с гръбначен стълб, който изпълнява редица важни функции. Той може да съхранява мазнини и захар като енергия, да разгражда вредните вещества за отделяне от организма и да отделя жлъчка, зеленикава течност, отделена в червата, където помага за смилането на мазнините и неутрализирането на киселините.

макрофаг Вид бели кръвни клетки, изпратени от имунната система. Подобно на портиерите на тялото, те поглъщат микроби, отпадъци и отломки, за да ги изхвърлят. Тези клетки стимулират и други имунни клетки, като ги излагат на малки парченца от нашествениците.

бозайник Топлокръвно животно, отличаващо се с притежание на коса или козина, секреция на мляко от женски за хранене на малките си и (обикновено) раждане на живи малки.

микроб Съкращение от микроорганизъм. Живо същество, което е твърде малко, за да се види с невъоръжено око, включително бактерии, някои гъбички и много други организми като амеби. Повечето се състоят от една клетка.

микробиология Изследване на микроби, главно бактерии, гъбички и вируси. Учените, които изучават микробите и инфекциите, които могат да причинят, или начините, по които могат да взаимодействат със заобикалящата ги среда, са известни като микробиолози.

модел Симулация на събитие от реалния свят (обикновено с помощта на компютър), разработена за прогнозиране на един или повече вероятни резултати. Или човек, който има за цел да покаже как нещо би работило или да изглежда върху другите.

молекула Електрически неутрална група атоми, която представлява възможно най-малкото количество химично съединение. Молекулите могат да бъдат направени от единични видове атоми или от различни видове. Например кислородът във въздуха е направен от два кислородни атома (O2), но водата е направена от два водородни атома и един кислороден атом (H2O).

нематода Тип кръгли червеи, които обикновено се срещат в почвата, които също могат да живеят в други същества като паразити. Обикновено е доста малък, без очи, уши или нос. Въпреки това, отделните видове могат да растат с дължина до метър.

затлъстяване (прил. затлъстяване) Екстремно наднормено тегло. Затлъстяването е свързано с широк спектър от здравословни проблеми, включително диабет тип 2 и високо кръвно налягане.

наднормено тегло Медицинско състояние, при което тялото е натрупало твърде много телесни мазнини. Хората не се считат за наднормено тегло, ако тежат повече от нормалното за тяхната възраст и ръст, но това допълнително тегло идва от костите или мускулите.

кислород Газ, който съставлява около 21 процента от земната атмосфера. Всички животни и много микроорганизми се нуждаят от кислород, за да подхранват растежа си (и метаболизма).

паразит Организъм, който получава ползи от друг вид, наречен гостоприемник, но не предоставя на този гостоприемник никакви ползи. Класическите примери за паразити включват кърлежи, бълхи и тении.

протеин Съединение, направено от една или повече дълги вериги аминокиселини. Протеините са съществена част от всички живи организми. Те формират основата на живите клетки, мускулите и тъканите; те също вършат работата вътре в клетките. Сред по-известните, самостоятелни протеини са хемоглобинът (в кръвта) и антителата (също в кръвта), които се опитват да се борят с инфекциите. Лекарствата често действат, като се прихващат към протеините.

гризач Бозайник от рода Родентия, група, включваща мишки, плъхове, катерици, морски свинчета, хамстери и дикобрази.

триглицериди Основната съставка на много животински мазнини и масла. Високото ниво на триглицериди в кръвта излага човек на риск от сърдечни заболявания или инсулт.