Микробиом кишечника взаимодействует с потерей женских половых гормонов, усугубляя метаболические заболевания, включая увеличение веса, накопление жира в печени и экспрессию генов, связанных с воспалением, как обнаружили исследователи в новом исследовании на грызунах.
Результаты, опубликованные в журнале Gut Microbes, могут пролить свет на то, почему женщины подвергаются значительно большему риску метаболических заболеваний, таких как ожирение и диабет 2 типа, после менопаузы, когда выработка женских половых гормонов яичниками снижается.
«В совокупности результаты показывают, что удаление яичников и женских гормонов привело к повышенной проницаемости и воспалению кишечника и метаболических органов, а диета с высоким содержанием жиров усугубляла эти состояния», — сказала Келли С. Свонсон, директор отдела Науки о питании и профессор кафедры питания человека Университета Иллинойса Урбана-Шампейн, награжденный Фондом Крафта Хайнца, который является автором-корреспондентом статьи. «Результаты показали, что микробиом кишечника реагирует на изменения женских гормонов и ухудшает метаболическую дисфункцию».
«Это первый раз, когда было показано, что реакция микробиома на потерю выработки гормонов яичниками может усилить метаболическую дисфункцию », — сказал первый автор Цзы-Вэнь Л. Кросс, профессор диетологии и директор Gnotobiotic Animal. Объект в Университете Пердью. Кросс была докторантом Университета Иллинойса, когда начала исследования.
«Микробиом кишечника чувствителен к изменениям половых гормонов и может еще больше повлиять на риск развития заболеваний», — добавила она.
Кросс сказал, что ранние исследования микробиома, начавшиеся примерно в 2005 году, изучали, как микробиом способствует развитию ожирения, но большинство этих исследований были сосредоточены на мужчинах.
«Метаболическая дисфункция, вызванная потерей функции яичников у женщин в период менопаузы, и то, насколько этому способствует кишечный микробиом, не изучалась. Очевидно, что этиология очень сложна, но факторы, связанные с кишечным микробиомом, безусловно, являются компонентами, которые мы предположили, что это играет определенную роль», — сказала она.
Ученые создали у самок мышей ожирение, вызванное диетой , и смоделировали потерю женских половых гормонов, удалив яичники у половины популяции, чтобы изучить любые метаболические и воспалительные изменения, в том числе изменения в ферментах в кишечнике. Рационы для обеих групп мышей были идентичны, за исключением доли жиров, которые составляли 60% или 10% калорий для групп с высоким и низким содержанием жиров соответственно.
На втором этапе исследования образцы фекалий были собраны у мышей с яичниками или без них и имплантированы стерильным мышам для изучения влияния на увеличение веса , а также метаболическую и воспалительную активность в кишечнике, печени и жировой ткани.
«Мыши, которые были реципиентами кишечного микробиома мышей с удаленными яичниками, набрали больший вес и жировую массу, и у них была более высокая экспрессия генов в печени, связанных с воспалением, ожирением, диабетом 2 типа, жировой болезнью печени и атеросклерозом, по сравнению с таковыми в контрольной группе. контрольная группа», — сказал Суонсон.
Оценивая тяжесть жировой ткани и концентрацию триглицеридов в печени, ученые обнаружили, что уровни триглицеридов были значительно выше, а жировые отложения в печени и паху были больше у мышей, которые потребляли диету с высоким содержанием жиров, по сравнению со всеми другими группами лечения. , согласно исследованию.
У тех, кто придерживался диеты с высоким содержанием жиров, и у тех, у кого нет яичников, жировые клетки были значительно крупнее , что связано с гибелью клеток и инфильтрацией макрофагов — типа лейкоцитов, которые разрушают мертвые клетки и микроорганизмы и выделяют провоспалительные белки. Наряду с повышенной экспрессией генов, связанных с воспалением и маркерами макрофагов, у этих мышей наблюдалась более низкая экспрессия генов, участвующих в метаболизме глюкозы и липидов.
У мышей-доноров без яичников, которые придерживались диеты с низким содержанием жиров, ученые обнаружили повышенный уровень бета-глюкуронидазы, фермента, вырабатываемого толстой кишкой и некоторыми кишечными бактериями, который расщепляет и перерабатывает стероидные метаболиты, такие как эстроген, и различные токсины, включая канцерогены. .
Ученые также изучили экспрессию генов, кодирующих белки плотных соединений, которые влияют на проницаемость клеточных мембран. Они обнаружили, что мыши без яичников и те, кто питался диетой с высоким содержанием жиров , имели более низкие уровни этих белков в печени и толстой кишке, что позволяет предположить, что их кишечные барьеры были более проницаемыми, что было нарушено либо их диетой, либо отсутствием женских гормонов.
В печени мышей-реципиентов, получивших трансплантаты от доноров без яичников, ученые обнаружили повышенный уровень экспрессии гена аргиназы-1, который играет решающую роль в выведении азотистых отходов. Согласно исследованию, высокие уровни этого белка связаны с сердечно-сосудистыми проблемами, такими как гипертония и атеросклероз.
