Диета с высоким содержанием жиров и использованием антибиотиков связана с воспалением кишечника

Сочетание западной диеты и приема антибиотиков является фактором риска развития ВЗК до начала заболевания

Диета с высоким содержанием жиров и антибиотики совместно ухудшают митохондриальную биоэнергетику, вызывая дисбактериоз, который усугубляет предвоспалительные заболевания кишечника

Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружили, что сочетание диеты с высоким содержанием жиров в западном стиле с использованием антибиотиков значительно повышает риск развития предвоспалительных заболеваний кишечника (пре-ВЗК). Исследование, опубликованное 14 июля в журнале Cell Host and Microbe, предполагает, что эта комбинация отключает энергетические фабрики (митохондрии) в клетках слизистой оболочки толстой кишки, что приводит к воспалению кишечника.

Синдром раздраженного кишечника (СРК) поражает примерно 11% людей во всем мире. Он характеризуется повторяющимися эпизодами боли в животе, вздутием живота и изменениями в привычках кишечника (частоте дефекации). Пациенты с СРК с воспалением слизистой оболочки и изменениями микробного состава кишечника считаются пациентами с пре-ВЗК.

Использование антибиотиков при диете с высоким содержанием жиров является фактором риска

В исследование были включены 43 здоровых взрослых человека и 49 взрослых пациентов с диагнозом СРК. Исследователи измерили фекальный кальпротектин, биомаркер воспаления кишечника, у участников эксперимента. Повышенный уровень кальпротектина в кале указывает на состояние, предшествующее ВЗК. В ходе исследования было выявлено 19 пациентов с СРК как пре-ВЗК.

Исследователи обнаружили, что все участники, которые потребляли диету с высоким содержанием жиров и использовали антибиотики, имели в 8,6 раза более высокий риск развития пре-ВЗК, чем те, кто сидел на диете с низким содержанием жиров и не имел недавней истории использования антибиотиков. Участники с самым высоким потреблением жиров имели примерно в 2,8 раза больше шансов заболеть ВЗК, чем участники с самым низким потреблением жиров. Только недавнее применение антибиотиков в анамнезе ассоциировалось с более высокой вероятностью развития пре-ВЗК в 3,9 раза.

«Наше исследование показало, что анамнез антибиотиков у людей, потребляющих диету с высоким содержанием жиров, был связан с наибольшим риском развития пре-ВЗК», - сказал Андреас Баумлер (Andreas J. Bäumler), профессор медицинской микробиологии и иммунологии и ведущий автор исследования. «До сих пор мы не понимали, как различные факторы риска окружающей среды могут объединяться, чтобы вызвать болезнь».

Закрытие «электростанции» клетки способствует росту потенциально вредных микробов кишечника

Используя мышиные модели, исследование также проверило влияние диеты с высоким содержанием жиров и использования антибиотиков на клетки в слизистой оболочке кишечника. Оказалось, что диета с высоким содержанием жиров и антибиотики совместно нарушают работу митохондрий клетки, лишая ее способности сжигать кислород. Это нарушение вызывает снижение потребления кислорода клеткой и приводит к утечке кислорода в кишечник.

Полезные (анаэробные) бактерии организма процветают в условиях недостатка кислорода, таких как толстый кишечник. Более высокие уровни кислорода в кишечнике способствуют бактериальному дисбалансу и воспалению. С нарушением в кишечнике окружающей среды начинается порочный круг замены хороших бактерий потенциально вредными провоспалительными микробами, которые более устойчивы к кислороду. Это, в свою очередь, приводит к воспалению слизистой оболочки, связанному с пред-ВЗК-состояниями.

Рис.1. Изображение изменений в срезах слизистой оболочки слепой кишки на основе комбинаций диеты с низким содержанием жиров (LFD), диеты с высоким содержанием жиров (HFD) и лечения стрептомицином (Strep).

Исследование также выявило 5-аминосалицилат (месалазин), препарат, который перезапускает энергетические фабрики (митохондрии – ред.) в слизистой оболочке кишечника, в качестве потенциального лечения пре-ВЗК.

«Лучший подход к здоровому кишечнику - это избавиться от предпочтительной пищи вредных микробов», - сказал соавтор исследования Ли. «Наше исследование подчеркнуло важность отказа от жирной пищи и злоупотребления антибиотиками, чтобы избежать воспаления кишечника».

Краткое описание основных моментов исследования по материалам журнала Cell Host & Microbe

Основные моменты

• Сочетание антибиотиков и диеты с высоким содержанием жиров повышает риск развития пре-ВЗК

• Антибиотики и диета с высоким содержанием жиров совместно ухудшают функцию эпителиальных митохондрий.

• Нарушенная митохондриальная биоэнергетика стимулирует экспансию энтеробактерий (Enterobacteriaceae)

• Расширение энтеробактерий усугубляет воспаление слизистой оболочки при пре-ВЗК

Клинические спектры синдрома раздраженного кишечника (СРК) и воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) пересекаются, образуя скудно определенный синдром перекрытия, называемый пре-ВЗК. Показано, что повышенное количество энтеробактерий (Enterobacteriaceae) и пониженное количество клостридий (Clostridia) отличают фекальную микробиоту пациентов с пре-ВЗК от больных СРК.

Анамнез антибиотиков у лиц, потребляющих диету с высоким содержанием жиров, был связан с наибольшим риском развития пре-ВЗК. Воздействие на мышей этих факторов риска приводило к возникновению состояний, напоминающих пре-ВЗК, и нарушению митохондриальной биоэнергетики в эпителии толстой кишки, что вызывало дисбактериоз.

Восстановление митохондриальной биоэнергетики в эпителии толстой кишки с помощью 5-аминосалициловой кислоты (Месалазина), агониста PPAR-γ (активируемого пероксисомными пролифераторами рецептора гамма), стимулирующего митохондриальную активность, улучшило симптомы пре-ВЗК. Как и у пациентов, мыши с пре-ВЗК демонстрировали заметное расширение энтеробактерий, что усугубляло низкосортное воспаление слизистой оболочки, предполагая, что ремедиация дисбактериоза может облегчить воспаление.

Таким образом, факторы риска окружающей среды взаимодействуют, чтобы нарушить биоэнергетику эпителиальных митохондрий, тем самым вызывая нарушения микробиоты, которые усугубляют воспаление и отличают пре-ВЗК от СРК.

Источники:

Материалы предоставлены University of California - Davis Health.

Статья в журнале: Andreas J. Bäumler et al. High-Fat Diet and Antibiotics Cooperatively Impair Mitochondrial Bioenergetics to Trigger Dysbiosis that Exacerbates Pre-inflammatory Bowel Disease. Cell Host & Microbe, 2020

См. дополнительно:

Микробиом, метаболом и воспалительное заболевание кишечника