4 Minuten
Kanados mokslininkų komanda nustatė netikėtą mechanizmą, galintį pagerinti gliukozės kontrolę ir sumažinti kepenų pažeidimą nutukimo atveju: sugaudyti žarnyne susidarantį mikrobinį metabolitą prieš jam patekant į kraują. Cell Metabolism paskelbtame tyrime rodomas D‑laktatas — laktozės forma, daugiausia gaminama žarnyno bakterijų — kuri verčia kepenis pernelyg gaminti gliukozę ir riebalus. Sukūrę biologiškai skaidomą „substrato gaudyklę“, kuri žarnyne suriša D‑laktatą, tyrėjai atstatė insulino atsparumo ir riebalinės kepenų ligos žymenis nutukusių pelių modelyje, siūlydami prototipinį sprendimą naujoms metabolinių ligų terapijoms.
Mikrobinis D‑laktatas ir metabolinis sutrikimas
Cori ciklas, aprašytas Carl ir Gerty Cori XX a. viduryje, paaiškina, kaip raumenų susidarantis L‑laktatas yra pervežamas į kepenis ir paverčiamas atgal gliukoze, kad aprūpintų audinius. Nauji tyrimai išplečia šį metabolinį dialogą, įtraukdami žarnyno mikrobiomą. Skirtingai nuo raumenų gaminamo L‑laktato, D‑laktatas daugiausia kyla iš žarnyno bakterijų. Kanados tyrėjų grupė — iš McMaster universiteto, Université Laval ir Otavos universiteto — nustatė padidėjusius D‑laktato lygius nutukusiose pelėse ir panašius tendencingus pokyčius žmonėms, sergantiems nutukimu.
Eksperimentiniai duomenys parodė, kad cirkuliuojantis D‑laktatas skatina kepenų kelius, didinančius gliukozės gamybą ir lipidų kaupimąsi. Iš esmės mikrobinis D‑laktatas veikia kaip alternatyvus kuro signalas, skatinantis kepenis link gliukoneogenezės ir steatozės (riebalinės kepenų ligos). Šis atradimas peržiūrėjo tyrėjų požiūrį į šeimininko ir mikrobiomos metabolinius tarpusavio ryšius ir identifikavo D‑laktatą kaip mikrobinį metabolitą, turintį sisteminių metabolinių pasekmių.
Žarnyno substrato gaudyklė: projektavimas, mechanizmas ir rezultatai
Norėdami užkirsti kelią D‑laktato patekimui į cirkuliaciją, tyrėjai sukūrė žarnyno substrato gaudyklę: saugų, biologiškai skaidomą polimerą, kuris selektyviai suriša D‑laktatą žarnyno liumene ir blokuoja jo įsisavinimą. Pelės, kurioms buvo duodamas šis polimeras, patyrė reikšmingą metabolinį pagerėjimą be dietos ar kūno svorio pokyčių. Svarbiausi rezultatai apėmė mažesnį nevalgius gliukozės kiekį kraujyje, sumažėjusį insulino atsparumą ir sumažėjusią kepenų uždegimą bei fibrozę.
Kaip veikia gaudyklė
Polimeras veikia vietiškai žarnyne, surišdamas D‑laktato molekules, kad jos būtų pašalintos su išmatomis, o ne perneštos per žarnyno barjerą. Kadangi intervencija taiko mikrobinį kuro šaltinį, o ne tiesiogiai šeimininko hormonus ar kepenų fermentus, ji siūlo naują terapinį kampą su potencialiai mažiau nepageidaujamų poveikių.
Pasekmės 2 tipo diabetui ir nealkoholinei riebalinei kepenų ligai
D‑laktato interceptavimas gali papildyti esamus metabolinių ligų gydymo būdus. Mažindama mikrobinį veiksnį, skatinantį kepenų gliukozės gamybą ir lipidų kaupimąsi, substrato gaudyklė gali sulėtinti insulino atsparumo, 2 tipo diabeto ir nealkoholinės riebalinės kepenų ligos (NAFLD) progresavimą. Reikalingi tolesni tyrimai, kad šį požiūrį pritaikytume žmonėms, optimizuotume dozes ir patvirtintume ilgalaikį saugumą.
Mokslinis kontekstas ir tolesni žingsniai
Šis tyrimas integruoja mikrobiomos mokslą su klasikine metaboline fiziologija. Jis parodo, kaip mikrobiniai metabolitai gali veikti kaip sisteminiai signaliniai molekuliai, pertvarkantys šeimininko medžiagų apykaitą. Tolimesni žingsniai apima polimero patvirtinimą didesniuose gyvūnų modeliuose, poveikio žmogaus žarnyno mikrobiomai tyrimus ir galimybę ištirti, ar mitybos ar probiotikų strategijos panašiai gali reguliuoti D‑laktato gamybą.
Ekspertės įžvalga
Dr. Elena Morales, metabolizmo tyrėja, nedalyvavusi tyrime, komentavo: „Taikyti mikrobinio kilmės metabolitus yra elegantiška strategija. Vietoj tiesioginio šeimininko kelių slopinimo, šis metodas neutralizuoja žalingą įtaką prie jos šaltinio. Jei pritaikoma žmonėms, substrato gaudyklė galėtų tapti naudingu papildymu gyvenimo būdo ir farmakologinėms terapijoms cukriniam diabetui ir riebalinei kepenų ligai.“
Išvada
Atrasta, kad žarnyno kilmės D‑laktatas skatina kepenų gliukozės ir riebalų gamybą, atskleidžia naują mikrobo‑šeimininko metabolinę ašį. Biologiškai skaidoma žarnyno substrato gaudyklė, surišusi D‑laktatą, pagerino gliukozės reguliavimą ir kepenų patologiją nutukusių pelių modelyje, nurodydama perspektyvų kelią terapijoms, skirtoms 2 tipo diabetui ir riebalinei kepenų ligai. Tolesni tyrimai nurodys, ar ši mikrobinė taktika gali būti saugiai ir veiksmingai pritaikyta klinikiniam naudojimui.
Quelle: scitechdaily
Kommentare