Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе выявили изменения в микробиоме кишечника, которые могут привести к неспособности переваривать сорбит. Сорбитол, сахарный спирт, используется в жевательной резинке без сахара, мятных конфетах, конфетах и других продуктах. Он также содержится в абрикосах, яблоках, грушах, авокадо и других продуктах. В высоких дозах сорбит может вызвать вздутие живота, судороги и диарею. У некоторых людей даже небольшое количество вызывает расстройство пищеварения — состояние, известное как непереносимость сорбита.
Новое исследование на мышах показало, что прием антибиотиков в сочетании с диетой с высоким содержанием жиров снижает количество кишечных микробов Clostridia , которые могут расщеплять сорбит. Результаты были опубликованы в журнале Cell .
«Наше исследование показывает, что микробная деградация сорбита обычно защищает хозяина от непереносимости сорбита. Однако нарушение способности микробов расщеплять сорбит вызывает непереносимость сорбита», — сказал Джи-Йон Ли, первый автор исследования. Ли — научный сотрудник кафедры медицинской микробиологии и иммунологии Калифорнийского университета в Дэвисе.
Как уровень кислорода в кишечнике влияет на микробы
Исследователи использовали метагеномный анализ, чтобы определить, какие кишечные бактерии имеют гены, вырабатывающие фермент, расщепляющий сорбит. Они также определили, каких из этих кишечных бактерий было много до, но не после лечения антибиотиками.
Этот анализ позволил им сосредоточиться на кишечных микробах, принадлежащих к классу Clostridium. Клостридии анаэробны, то есть им не нравится среда с кислородом.
Исследователи обнаружили, что после того, как мышам давали антибиотики и кормили диетой с высоким содержанием насыщенных жиров, клетки, выстилающие кишечник, использовали меньше кислорода. Это создало более высокий уровень кислорода в кишечнике, уменьшая количество клостридий. Без достаточного количества клостридий сорбит не расщеплялся в кишечнике.
Исследователи провели несколько экспериментов, чтобы попытаться восстановить кишечные бактерии, чтобы они могли снова расщеплять сорбит.
В одном из них они кормили мышей Anaerostipes caccae, кишечной бактерией, вырабатывающей бутират. Бутират — это жирная кислота с короткой цепью, вырабатываемая в ходе нормального процесса ферментации в кишечнике. Он увеличивает использование кислорода клетками, выстилающими кишечник, эпителиальной выстилкой, что снижает уровень кислорода в толстой кишке .
Регулирование уровня кислорода с помощью Anaerostipes caccae восстанавливало нормальный уровень клостридий, которые защищали мышей от диареи, вызванной сорбитом, даже после того, как бактерии, продуцирующие бутират, были удалены из пищеварительной системы мышей.
Исследователи предполагают, что препарат, используемый для лечения язвенного колита , болезни Крона и других воспалительных заболеваний кишечника, месалазин (5-аминосалицилат), может использоваться для лечения непереносимости сорбита у людей. Месалазин, также известный как месаламин , действует аналогично бактериям, продуцирующим бутират, восстанавливая низкий уровень кислорода в кишечнике, предпочитаемый клостридиями.
«Это открытие имеет решающее значение, учитывая широкое использование сорбита и подобных сахарных спиртов в производстве кето-дружественных диетических продуктов с высоким содержанием жира», — сказал Ли. «Это также подчеркивает важность потребления кислорода эпителиальной оболочкой кишечника для поддержания здорового баланса кишечных бактерий, особенно клостридий, для правильного переваривания определенных сахаров».
Важным ограничением исследования является то, что мыши могут переносить гораздо более высокие уровни сорбита, чем люди. У мышей есть слепая кишка — мешочек в пищеварительной системе, который замедляет поток кишечного содержимого и помогает переваривать углеводы, что может способствовать лучшей переносимости сорбита. Клинические исследования потребуются для проверки гипотезы о том, что месалазин может лечить непереносимость сорбита у людей.
«Наше исследование обеспечивает совершенно новую отправную точку для подходов к диагностике, профилактике и лечению непереносимости сорбита», — сказал Андреас Боймлер, старший автор исследования. Боймлер — выдающийся профессор и заместитель руководителя исследований кафедры медицинской микробиологии и иммунологии Калифорнийского университета в Дэвисе.
