Jelita z bakteriami Firmicutes i Bacteroidetes. Źródło:© CMFI/Leon Kokkoliadis
Niskokaloryczna dieta zmienia mikrobiom jelit i opóźnia starzenie odpornościowe
Dieta o obniżonej kaloryczności nie tylko opóźnia rozwój chorób metabolicznych, ale ma również pozytywny wpływ na układ odpornościowy. Naukowcy wykazali teraz po raz pierwszy, że efekt ten jest powodowany przez zmieniony mikrobiom jelitowy, który spowalnia degradację układu odpornościowego w starszym wieku (starzenie odpornościowe). Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Mikrobiom.
Około 2 miliardów ludzi na całym świecie ma nadwagę. Otyłość zwiększa ryzyko rozwoju wysokiego ciśnienia krwi, zawału serca lub cukrzycy typu 2. Może również powodować stany zapalne w organizmie, które osłabiają układ odpornościowy poprzez akumulację specyficznych komórek pamięci T i B. Ten proces nazywa się starzeniem odpornościowym, związaną z wiekiem zmianą w układzie odpornościowym.
U osób otyłych dieta niskokaloryczna może opóźnić rozwój chorób metabolicznych, takich jak cukrzyca typu 2. Ponadto taka dieta jest korzystna dla układu odpornościowego. Nie jest jednak jasne, w jaki sposób przynoszą pozytywne efekty i jaką funkcję odgrywa w tym procesie mikrobiota jelitowa. W nowym badaniu naukowcy zbadali teraz związki między dietami o obniżonej kaloryczności, mikrobiomem, metabolizmem i układem odpornościowym.
Dieta o obniżonej kaloryczności zmienia mikrobiom jelitowy
W tym celu najpierw przeanalizowali, jak bardzo niskokaloryczna dieta (800 kcal/dzień przez 8 tygodni) wpływa na mikrobiom jelit otyłych kobiet. W kolejnym kroku naukowcy przeszczepili mikroflorę jelitową przed i po interwencji dietetycznej myszom wolnym od zarazków, aby stworzyć mysi model gnotobiotyczny. „W ten sposób byliśmy w stanie określić jedyny wpływ mikrobiomu jelitowego w kształcie diety na metabolizm i układ odpornościowy” – powiedział Reiner Jumpertz-von Schwartzenberg, ostatni autor badania i naukowiec z Institute of Diabetes Research i Choroby Metaboliczne Helmholtza Monachium na Uniwersytecie w Tybindze, partner Niemieckiego Centrum Badań nad Cukrzycą (DZD). Prowadził badanie razem z Hansem-Dieterem Volkiem i Joachimem Sprangerem z Charité.
Zmieniony dietą mikrobiom jelitowy poprawia metabolizm i opóźnia starzenie się układu odpornościowego
Dzięki przeszczepieniu mikroflory zmienionej dietą poprawił się metabolizm glukozy i zmniejszyło się odkładanie tłuszczu. Ponadto cytometria masowa wykazała, że poziom specyficznych komórek pamięci T i B również uległ obniżeniu. „Wskazuje to na opóźnione starzenie odpornościowe” – powiedziała Julia Sbierski-Kind, pierwsza autorka badania.
„Te odkrycia sugerują, że pozytywny wpływ diety niskokalorycznej na metabolizm i układ odpornościowy jest mediowany przez mikrobiom jelitowy” – powiedział Sbierski-Kind. Autorzy badania podkreślają jednak, że do tej pory badania były prowadzone tylko z mikrobiomem jednej osoby i eksperymenty będą musiały zostać powtórzone z dodatkowymi osobami, aby potwierdzić wyniki. Nowe odkrycia mogą być również interesujące dla praktyki medycznej w dłuższej perspektywie. „Lepsze zrozumienie złożonej zależności między dietą, mikrobiomem i układem odpornościowym może przygotować grunt pod rozwój nowych metod terapeutycznych opartych na mikrobiomie w leczeniu chorób metabolicznych i immunologicznych” – powiedział Jumpertz-von Schwartzenberg.
Odniesienie:„Skutki ograniczenia kalorii na mikrobiom jelitowy są powiązane ze starzeniem się układu odpornościowego” autorstwa Julii Sbierski-Kind, Sophii Grenkowitz, Stephana Schlickeisera, Arvida Sandfortha, Marie Friedrich, Désirée Kunkel, Rainera Glauben, Sebastiana Brachsa, Knut Mai, Andrei Thürmer, Aleksandar Radonic, Oliver Drechsel, Peter J. Turnbaugh, Jordan E. Bisanz, Hans-Dieter Volk, Joachim Spranger i Reiner Jumpertz von Schwartzenberg, 4 kwietnia 2022, Microbiome.
DOI:10.1186/s40168-022-01249-4
O badaniu:
Celem badania było określenie interakcji pomiędzy dietą niskokaloryczną, mikrobiomem a układem odpornościowym. W tym celu badanie interwencji dietetycznej na ludziach połączono z eksperymentami gnotobiotycznymi, w których immunofenotypowanie określano za pomocą wielowymiarowej cytometrii masy pojedynczej komórki. Zaangażowane były następujące instytuty i placówki badawcze:
- Niemieckie Centrum Badań nad Cukrzycą (DZD)
- Instytut Badań nad Cukrzycą i Chorób Metabolicznych (IDM) Helmholtz Monachium na Uniwersytecie w Tybindze
- Oddział Chorób Wewnętrznych IV (kierownik:prof. Andreas Birkenfeld), Szpital Uniwersytecki w Tybindze
- Cluster of Excellence EXC 2124 „Kontrolowanie drobnoustrojów w celu zwalczania infekcji” (CMFI), Uniwersytet w Tybindze
- Instytut Immunologii Medycznej Charité – Universitätsmedizin Berlin, członek korporacyjny Freie Universität Berlin, Uniwersytet Humboldta w Berlinie
- Katedra Endokrynologii i Metabolizmu Charité – Universitätsmedizin Berlin, członek korporacji Freie Universität Berlin, Uniwersytet Humboldta w Berlinie
- Berlin Institute of Health at Charité – Universitätsmedizin Berlin, Flow &Mass Cytometry Core Facility, Berlin
