4 Minutės
Kanados mokslininkų grupė nustatė netikėtą mechanizmą, kuris gerina cukraus kiekio kraujyje kontrolę ir mažina kepenų pažeidimus esant nutukimui: prietraukti mikrobinį metabolitą, susidarantį žarnyne, kol jis pasiekia kraują. Paskelbtame leidinyje Cell Metabolism rodomas D‑laktatas — laktato forma, kuri daugiausia gaminama žarnyno bakterijų — skatinanti kepenis perprodukuoti gliukozę ir kaupti riebalus. Sukūrę biologiškai skaidomą „substrato gaudyklę“, kuri žarnyne suriša D‑laktatą, tyrėjai atstatė insulino atsparumo ir riebalinės kepenų ligos žymenis nutukusiems pelėms, siūlydami prototipo sprendimą naujoms metabolinių ligų terapijoms.
Mikrobinis D‑laktatas ir metabolinis sutrikimas
Cori ciklas, aprašytas Carl ir Gerty Cori XX a. viduryje, paaiškina, kaip raumenų gaminamas L‑laktatas pernešamas į kepenis ir paverčiamas atgal gliukoze, tiekiant energiją audiniams. Šis naujas darbas išplečia tą metabolinį dialogą į žarnyno mikrobiomą. Skirtingai nuo raumenų gaminamo L‑laktato, D‑laktatas dažniausiai kyla iš žarnyno bakterijų. Kanados komanda — iš McMaster universiteto, Université Laval ir Otavos universiteto — nustatė padidėjusias D‑laktato koncentracijas nutukusioms pelėms ir pastebėjo panašias tendencijas žmonėms, turintiems nutukimą.
Eksperimentiniai duomenys parodė, kad cirkuliuojantis D‑laktatas stimuliuoja kepenų keliuose procesus, didinančius gliukozės gamybą ir lipidų kaupimą. Iš esmės, mikrobinis D‑laktatas veikia kaip alternatyvus kuro signalas, stumiantis kepenis link gliukoneogenezės ir steatozės (riebalinės kepenų ligos). Šis atradimas persvarsto mokslininkų požiūrį į šeimininko ir mikrobiomo medžiagų apykaitos sąveikas bei identifikuoja D‑laktatą kaip mikrobinį metabolitą, turintį sisteminių metabolinių pasekmių.
Žarnyno substrato gaudyklė: konstrukcija, mechanizmas ir rezultatai
Norėdami užkirsti kelią D‑laktato patekimui į kraują, tyrėjai sukūrė žarnyno substrato gaudyklę: saugų, biologiškai skaidomą polimerą, kuris selektyviai suriša D‑laktatą žarnyno spindyje ir blokuoja jo absorbciją. Pelės, kurioms buvo šeriama šis polimeras, patyrė reikšmingą metabolinį pagerėjimą neprisitaikant dietai ar kūno svoriui. Pagrindiniai rezultatai apėmė mažesnį nevalgius gliukozės kiekį kraujyje, sumažėjusią insulino atsparumą bei sumažėjusią kepenų uždegimą ir fibrozę.
Kaip veikia gaudyklė
Polimeras veikia lokaliai žarnyne, surišdamas D‑laktato molekules, kad jos būtų pašalintos su išmatomis, o ne perneštos per žarnyno barjerą. Kadangi intervencija taikoma mikrobinio kuro šaltiniui, o ne šeimininko hormonams ar kepenų fermentams, tai suteikia naują terapinį požiūrį su potencialiai mažesniais netyčiniais poveikiais.
Pasekmės 2 tipo diabetui ir riebalinei kepenų ligai
D‑laktato pertraukimas gali papildyti esamas metabolinių ligų gydymo strategijas. Mažindama mikrobinį veiksnį, skatinantį kepenų gliukozės gamybą ir lipidų kaupimą, substrato gaudykla gali sulėtinti insulino atsparumo, 2 tipo diabeto ir nealkoholinės riebalinės kepenų ligos (NAFLD) progresavimą. Reikalingi tolesni tyrimai, kad šį metodą pritaikytų žmonėms, optimizuotų dozę ir įvertintų ilgalaikį saugumą.
Mokslinis kontekstas ir tolesni žingsniai
Šie tyrimai integruoja mikrobiomos mokslą su klasikinėmis metabolizmo fiziologijos žiniomis. Jie pabrėžia, kad mikrobiniai metabolitai gali veikti kaip sisteminiai signaliniai molekuliai, pertvarkantys šeimininko medžiagų apykaitą. Tolimesni žingsniai apima polimero patvirtinimą didesniuose gyvūnų modeliuose, poveikio žmonių žarnyno mikrobiomui tyrinėjimą ir galimybių nagrinėjimą, ar mitybos ar probiotikų strategijos gali panašiai moduliuoti D‑laktato gamybą.
Eksperto įžvalga
Dr. Elena Morales, metabolizmo tyrėja, kuri nedalyvavo šiame tyrime, komentavo: „Taikyti mikrobinėms medžiagoms yra elegantiška strategija. Vietoj tiesioginio šeimininko kelių slopinimo, šis požiūris neutralizuoja žalingą įnašą jo šaltinyje. Jei tai bus pritaikoma žmonėms, substrato gaudykla gali tapti naudingu papildymu gyvenimo būdo ir farmakologinėms diabetui bei riebalinei kepenų ligai gydyti.“
Išvados
Atrasta, kad žarnyno kilmės D‑laktatas skatina kepenų gliukozės ir riebalų gamybą, atveria naują mikrobo–šeimininko metabolinį ašį. Biologiškai skaidoma žarnyno substrato gaudykla, kuri suriša D‑laktatą, pagerino gliukozės reguliavimą ir kepenų patologiją nutukusioms pelėms, nurodydama perspektyvų naują kryptį 2 tipo diabeto ir riebalinės kepenų ligos terapijoms. Tolimesni tyrimai nustatys, ar ši mikrobinėms taiklams skirta taktika gali būti saugiai ir efektyviai pritaikyta klinikinėje praktikoje.
Šaltinis: scitechdaily
Komentarai