Режим питания опосредует кишечную иммунную реакцию против патогенов

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ПИТАНИЯ НА ИММУНИТЕТ

Реакция кишечника: На GIF показана нервная сеть (красн.) внутри тонкой кишки, выделяющая гормон VIP (зелен.) вокруг группы иммунных клеток (син.).

Кишечная реакция - как иммунитет усиливается против входящих угроз

Новое исследование показало, как защитные механизмы кишечника значительно повышаются при приеме пищи, а также в то время дня, когда ожидаются обеды, основанные на регулярных привычках к еде.

Исследователи из Института Уолтера и Элизы Холл (Walter and Eliza Hall Institute) обнаружили на лабораторных моделях, что прием пищи запускает гормональную «цепную реакцию» в кишечнике.

Ученые обнаружили, что прием пищи вызывает гормон под названием VIP, который запускает активность иммунных клеток в ответ на потенциально поступающие патогены или «плохие» бактерии.  Исследователи также обнаружили, что иммунитет повышается во время ожидаемого приема пищи, что указывает на то, что поддержание регулярного режима питания может быть более важным, чем считалось ранее.

С ростом условий, связанных с хроническим воспалением в кишечнике, таких как раздраженный кишечник или болезнь Крона, лучшее понимание ранних защитных механизмов, регулирующих здоровье кишечника, может помочь исследователям разработать стратегии профилактики нежелательных воспалений и заболеваний.

Исследование, проведенное профессором Габриэль Белз (Gabrielle T. Belz) и доктором Сирилом Сейлетом (Cyril Seillet) из Института Уолтера и Элизы Холл, было опубликовано в журнале Nature Immunology.

С первого взгляда

Прием пищи активизирует иммунные клетки в кишечнике, которые защищают от патогенов и сохраняют здоровье кишечника.

Иммунитет в кишечнике также повышается во время регулярных приемов пищи в ожидании еды и потенциально повышенного риска инфекции.

Понимание сложных взаимосвязей между питанием, здоровьем кишечника и воспалением может помочь в разработке стратегий профилактики и лечения хронических воспалительных заболеваний.

Вооружены против захватчиков

Так как же это работает?

При употреблении пищи нервы в кишечнике вырабатывают гормон под названием вазоактивный кишечный пептид (VIP) для "включения" защитной реакции в кишечнике.

Вазоактивный интестинальный пептид, сокращенно ВИП (vasoactive intestinal peptide; общепринятая аббревиатура в медицинской литературе – VIP) – нейропептид, определяемый во многих структурах головного и спинного мозга, органах желудочно-кишечного тракта. Значительные концентрации VIP присутствуют в сердце, легких, щитовидной железе, почках, мочевом пузыре, половых органах. Вазоактивный интестинальный пептид по своим функциональным показателям является истинным нейромодулятором и нейротрансмиттером. Как химический мессенджер, он действует как нейрогормональный и паракринный медиатор, высвобождаясь из нервных окончаний и воздействуя локально на клетки, несущие рецептор. ВИП выполняет огромный спектр биологических функций, одна из которых – регуляция основных поведенческих реакций. Оказываемые эффекты способствуют широкому спектру физиологических и патологических процессов, связанных с развитием, ростом и контролем функции нейрональных, эпителиальных и эндокринных клеток. ВИП также участвует в регуляции канцерогенеза, иммунных реакций и циркадных ритмов. Вещество оказывает мощное вазодилататорное действие (вызывающее расширение кровеносных русел). На молярной основе VIP в 50-100 раз более эффективен, чем ацетилхолин в качестве вазодилататора.

Профессор Белз сказала, что его команда впервые показала, что пищевая индуцированная активация VIP в доклинических моделях была жизненно важна для подмножества иммунных клеток, называемых ILC3s (врожденные лимфоидные клетки типа 3), чтобы установить защитный ответ в кишечнике.

«Прием пищи "включает" VIP, который играет важную роль в предупреждении армии иммунных клеток ILC3 кишечника. В ответ ILC3s секретируют интерлейкин-22 (IL-22), который переходит в защитное действие для защиты от патогенов и поддержания целостности тканей.

«Мы также показали, что дефицит VIP ограничивает продукцию IL-22, что в свою очередь негативно влияет на способность иммунной системы предотвращать нежелательное воспаление», - сказала она.

Исследователи использовали передовые методы визуализации для выявления «игроков», являющихся неотъемлемой частью защитного иммунитета в кишечнике. Используя новый метод визуализации, который делает ткани полупрозрачными, исследователи смогли захватить 3D-изображения с высоким разрешением, как VIP и ILC3 иммунные клетки взаимодействуют для защиты кишечника. Результаты показали их тесную близость, что подтвердило их взаимозависимость.

Регулярное питание - залог здоровья кишечника

Исследователи также показали, что гены «циркадных часов» могут позволить кишечнику наращивать иммунитет в ожидании регулярного приема пищи.

Доктор Сейлет сказал, что базовый иммунитет кишечника колебался в течение всего дня, основываясь на циркадных ритмах и упреждающей реакции на регулярные модели питания.

«Мы видели, что иммунитет кишечника не только повышается при приеме пищи. Он также поднимается и падает из-за встроенных клеточных механизмов, регулируемых циркадным часовым геном Bmal1, который, по-видимому, активирует иммунные клетки, когда предполагается еда», - сказал д-р Сейлет.

«Несмотря на то, что необходимо проделать дополнительную работу, чтобы лучше понять этот опережающий механизм, результаты очень интересны и могут помочь объяснить, почему нарушения циркадных ритмов и регулярных моделей питания могут усилить хроническое воспаление в кишечнике».

Защитный эффект

Д-р Сейлет сказал, что детальные знания о механизмах защиты кишечника и восстановления тканей могут быть полезны для предотвращения ранних стадий воспаления кишечника, прежде чем произойдет полномасштабное заболевание.

«Следующие шаги наших исследований включают в себя получение молекулярного понимания того, какие свойства пищи отвечают за запуск процесса защитного иммунитета», - сказал он.

«Например, существуют ли определенные диеты, которые вызывают более защитную реакцию, чем другие?»

Источник: Материал предоставлен Walter and Eliza Hall Institute.

Статья в журнале: Cyril Seillet, Gabrielle T. Belz et al. The neuropeptide VIP confers anticipatory mucosal immunity by regulating ILC3 activity. Nature Immunology, 2019; 21 (2):168