Бактерии кишечника обитают в среде, которая меняется в зависимости от питания, состояния здоровья, суточных циклов хозяина, и взаимно влияют на иммунную систему хозяина через синергетические и дублирующие друг друга механизмы.
Штаммы одного и того же вида бактерий могут регулировать иммунную систему различными способами, иногда с противоречивыми эффектами (например, противо- и провоспалительными эффектами). Более того, один и тот же штамм бактерий может оказывать различное воздействие на иммунную систему в зависимости от среды его обитания, что предполагает, что соседние микробы, бактериофаги, диета, физиологическое состояние хозяина и т.д. являются ключевыми факторами, определяющими иммуномодулирующую функциональность тех или иных штаммов бактерий.
На сегодняшний день доказано, что диета хозяина влияет на состав микроорганизмов, в то время как ее влияние на иммуномодулирующую активность бактерий на уровне штаммов практически не изучено. Диетические вмешательства, направленные на изменение состава бактерий кишечника, показали противоречивые эффекты на людях. Эти несоответствия в значительной степени объясняются формирующейся сложной взаимосвязью между диетой, хозяином и микробиотой, что обусловливает необходимость дальнейших исследований специфических эффектов штаммов и питательных веществ на хозяина.
Результаты исследования, проведенного учеными Израильского технологического института и недавно опубликованные в журнале Nature Communications, показали, что одним из способов адаптации кишечных бактерий к изменениям окружающей среды являются инверсии ДНК - быстрые генетические переключения, которые помогают им реагировать и защищать себя. В данном исследовании изучалось, как эти инверсии ДНК происходят в ответ на диетические факторы. Авторы обнаружили, что употребление безалкогольных напитков, содержащих рафинированный сахар, может изменять ДНК кишечных бактерий и, в свою очередь, влиять на иммунную систему хозяина.
Значимым членом микробиоты кишечника человека является Bacteroides thetaiotaomicron, грамотрицательный облигатный анаэроб, который, как было показано ранее, оказывает противовоспалительное действие, повышает барьерную функцию слизистой оболочки и защищает хозяина от патогенной инвазии. Исследователи изучили влияние употребления различных пищевых компонентов на профиль инверсии ДНК этих бактерий in vitro, на мышах и людях. Они обнаружили, что потребление рафинированного сахара вызывает инверсии ДНК в Bacteroides thetaiotaomicron, что приводит к изменению маркеров воспаления иммунной системы, включая изменения в популяции Т-клеток, секреции цитокинов и проницаемости кишечника.
Хорошая новость в том, что эти эффекты обратимы: как только мыши перестали употреблять рафинированный сахар, инверсии бактериальной ДНК прекратились и состояние иммунной системы вернулось к норме. Данное исследование подчеркивает важность изучения функциональности бактериальных штаммов в различных условиях и потенциального влияния диетических углеводов на иммуномодулирующую функциональность бактерий. По мнению исследователей, это позволит разрабатывать индивидуальные диетические рекомендации для людей, чтобы улучшить состояние их иммунной системы и здоровья в целом.
