• Намерете този автор в Google Scholar
  • Намерете този автор в PubMed
  • Потърсете този автор на този сайт
  • За кореспонденция: [email protected]

Редактирано * от Тод Р. Клаенхамър, Държавен университет в Северна Каролина, Роли, Северна Каролина, и одобрено на 28 март 2013 г. (получено за преглед на 8 ноември 2012 г.)

кръстосан

Резюме

Някога чревната микробиота е била характеризирана като страничен наблюдател в чревния тракт, но сега тяхната активна роля в чревната физиология е широко изследвана. По-специално, мутуализмът, който съществува между чревната микробиота и гостоприемника, е получил много внимание. Затлъстяването и диабет тип 2 се характеризират с променена чревна микробиота (1), възпаление (2) и нарушаване на чревната бариера (3 ⇓ –5). Наскоро демонстрирахме връзка на затлъстяването и диабет тип 2 с повишена чревна пропускливост, която индуцира метаболитна ендотоксемия и метаболитно възпаление (3 ⇓ –5). Недвусмислени доказателства показват, че чревната микробиота влияе върху метаболизма на цялото тяло (1, 6), като влияе върху енергийния баланс (6), пропускливостта на червата (4, 5), серумните липополизахариди [т.е. метаболитна ендотоксемия (7)] и метаболитно възпаление (3 ⇓ –5, 7), които са свързани със затлъстяването и свързаните с него разстройства. Въпреки това, микробният състав и точните механизми на взаимодействие между тези двама партньори, които влияят върху функцията и метаболизма на гостоприемника и червата остават неясни.

Чревният епител е интерфейсът за взаимодействие между чревната микробиота и тъканите на гостоприемника (8). Тази бариера се засилва от наличието на слузен слой и имунни фактори, които се произвеждат от гостоприемника (9). Антимикробните пептиди за вроден имунитет се произвеждат от клетките на Paneth (напр. А-дефензини, лизозим С, фосфолипази и С-тип лектин, предимно регенериращ получени от островчета 3-гама, RegIIIγ) или ентероцити (RegIIIγ) (10 ⇓ –12) . Адаптивните ефектори на имунната система, които се секретират в чревния лумен, като IgA, също могат да ограничат проникването на бактериите в слузта и лигавицата на гостоприемника (13). Тези имунни фактори позволяват на гостоприемника да контролира своите взаимодействия с чревната микробиота и да оформя своите микробни общности (11).

Ендоканабиноидната система също е замесена в контрола на чревната бариера и възпалението (5, 14). Един липид в тази система, 2-арахидоноилглицерол (2-AG), намалява метаболитната ендотоксемия и системното възпаление (15). Друг ацилглицерол, 2-палмитоилглицерол (2-PG), усилва противовъзпалителните ефекти на 2-AG (16). Важно е, че 2-олеоилглицерол (2-OG) стимулира отделянето на чревни пептиди, като глюкагон-подобен пептид-1 (GLP-1) и глюкагон-подобен пептид-2 (GLP-2), от чревни L-клетки (17 ). Тези пептиди участват в контрола на хомеостазата на глюкозата и функцията на чревната бариера, съответно (4).

Наскоро Akkermansia muciniphila е идентифицирана като бактерия, разграждаща муцин, която се намира в слузния слой (18) и именно доминиращата човешка бактерия обилно колонизира тази богата на хранителни вещества среда (18). A. muciniphila може да представлява 3-5% от микробната общност (18, 19) при здрави индивиди и нейното изобилие обратно корелира с телесното тегло (20 ⇓ ⇓ –23) и диабет тип 1 (24) при мишки и хора, въпреки че скорошно метагеномно проучване установи, че някои от гените, принадлежащи на A. muciniphila, са обогатени при пациенти с диабет тип 2 (25).

Наскоро открихме, че прилагането на пребиотици (олигофруктоза) на генетично затлъстели мишки увеличава изобилието на A. muciniphila с by100 пъти (23). Въпреки това, прякото въздействие на A. muciniphila върху затлъстяването и диабет тип 2 не е определено и точните физиологични роли, които играе по време на тези процеси, не са известни.

Нашите предишни резултати и непосредствената близост на тази бактерия до човешкия чревен епител подкрепят хипотезата, че A. muciniphila играе решаваща роля в мутуализма между чревната микробиота и гостоприемника, който контролира чревната бариерна функция и други физиологични и хомеостатични функции по време на затлъстяването и вида 2 диабет. Приложихме жива или убита от топлина A. muciniphila на мишки, хранени с диета с високо съдържание на мазнини, и изследвахме чревната бариера, глюкозната хомеостаза и метаболизма на мастната тъкан, за да проверим тази хипотеза.

Резултати

Наличието на изобилие от A. muciniphila при затлъстели и диабетни мишки тип 2.

Забелязахме, че изобилието на A. muciniphila е 3300 пъти по-ниско при затлъстели мишки с дефицит на лептин, отколкото в техните постни кученца (фиг. 1А). Също така наблюдавахме 100-кратно намаляване на тази бактерия при мишки с високо съдържание на мазнини (HF) (фиг. 1В).