Ретельні експерименти на безмікробних мишах показують важливість вживання натуральної клітковини для захисту життєво важливого бар'єру слизу шлунково-кишкового тракту, запобігання потраплянню мікробіоти в слизову оболонку товстої кишки та захисту від інфекції, про що детально йдеться у статті, опублікованій у "Клітинці".

виявлено

Коли мікроби в травній системі не отримують природних волокон, від яких вони залежать для їжі, вони починають пережовувати природний шар слизу, що вистилає кишечник, розмиваючи його до такої міри, що небезпечні вторгнення бактерій можуть інфікувати стінку товстої кишки.

Міжнародна група дослідників це показує вплив дефіциту клітковини на кишечник спеціально виведених мишей. Миші народилися і виросли без власних кишкових мікробів, а потім отримали трансплантацію 14 бактерій, які зазвичай ростуть в кишечнику людини.

Вчені знають повний генетичний підпис кожного з них, що дає змогу відстежувати їх активність з часом. Результати мають значення для розуміння не тільки ролі клітковини у звичайному харчуванні, але й потенціал використання клітковини для протидії наслідкам розладів травного тракту.

"Урок, який ми вивчаємо, вивчаючи взаємодію клітковини, кишкових мікробів та системи кишкових бар'єрів, полягає в тому, що якщо ви не годуєте їх, вони можуть вас з'їсти", - говорить він. Ерік Мартенс, Доцент кафедри мікробіології в Медичній школі Університету Мічигану (УМ), який керував дослідженням разом зі своїм екс-кандидатом в доктори Махешем Десаї, нині в Люксембурзькому інституті охорони здоров'я.

За допомогою спеціальних гнотобіотиків UM або мишей, що не містять мікробів, та передових генетичних методів, щоб визначити, які бактерії були присутні та активні в різних умовах, авторкаs вивчали вплив дієт з різним вмістом клітковини та інших без клітковини. Вони також заразили деяких гризунів бактеріальним штамом, який робить для мишей те, що певні штами 'Escherichia coli' можуть зробити для людини: вони викликають кишкові інфекції, що призводять до подразнення, запалення, діареї та інших розладів.

Шар слизу залишався товстим, а зараження не було повноцінним у мишей, які отримували дієту, яка складала приблизно 15 відсотків клітковини з мінімально оброблених зерен і рослин. Але коли дослідники перейшли на дієта без клітковини, навіть протягом декількох днів деякі мікроби в кишечнику почали пережовувати слиз.

ЧОТИРИ БАКТЕРІАЛЬНІ ШТАМИ ПРОЛІФИРУЮТЬСЯ НИЗКИМ ВОЛОКНОМ

Вони також тестували дієта, багата на пребіотичну клітковину --очищені форми розчинної клітковини, подібні до того, що в даний час містять деякі оброблені харчові продукти та добавки, що призвело до та ж ерозія слизового шару спостерігається при нестачі клітковини. Дослідники виявили, що суміш бактерій змінювалася залежно від того, чим годували мишей, навіть з дня на день. Деякі види бактерій у трансплантованому мікробіомі були більш поширеними - це означає, що вони більше розмножувались - в умовах з низьким вмістом клітковини, інші в ситуаціях з високим вмістом клітковини.

Чотири штами бактерій, які найбільше процвітали в умовах Росії низький вміст клітковини і відсутність клітковини були єдиними, хто виробляв ферменти, здатні розщеплювати довгі молекули, звані глікопротеїнами які утворюють шар слизу. На додаток до дослідження бактерій за допомогою генетичної інформації, дослідники змогли побачити, які ферменти, що перетравлюють клітковину, бактерії, виявивши понад 1600 різних ферментів, здатних розщеплювати вуглеводи, подібно до складності, яка спостерігається в нормальному кишечнику людини.

Як суміш бактерій, ферментна суміш змінювалася залежно від того, чим годували мишей, навіть з випадковим позбавленням клітковини, що призводить до збільшення виробництва ферментів, що руйнують слиз, що вистилають кишечник.

Зображення шару слизу, і клітини «чашечки» стінки товстої кишки які постійно виробляють слиз, показали це шар був тоншим, чим менше волокон отримували миші. Хоча слиз постійно руйнується і виробляється в нормальному кишечнику, зміна активності бактерій в умовах нижчих клітковин означало, що швидкість деградації була швидшою, ніж швидкість продукування.

Коли дослідники заразили мишей 'Citrobacter rodentium' - бактеріями, подібними до 'E. Coli '- зауважив це ці небезпечні бактерії більше процвітали в кишечнику мишей, які харчувалися без клітковини. Багато з цих гризунів почали проявляти ознаки хвороби та втрати ваги.

Коли вчені досліджували зразки кишкової тканини, вони не тільки бачили значно тоншу або навіть нерегулярну слизову, але вони також виявляли запалення на широкій ділянці. Миші, яких до зараження годували дієтою з високим вмістом клітковини, також мали певне запалення, але на значно меншій площі.