В обзоре, опубликованном в журнале Trends in Endocrinology and Metabolism, обсуждаются последние данные, связывающие чувство сытости с микробиомом кишечника.
Растущее число доказательств свидетельствует о роли микробиоты кишечника в регуляции метаболического фенотипа. Более того, ряд исследований указывает на ключевую роль микробиоты кишечника в регуляции потребления энергии и формировании чувства сытости. Микробные метаболиты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), вырабатываемые микробиотой кишечника, могут влиять на чувство сытости. В настоящем обзоре ученые обобщили текущее понимание взаимодействия между микробными метаболитами и сигнализацией сытости.
КЦЖК в основном образуются в результате ферментации пищевых волокон. Ацетат, пропионат и бутират являются наиболее распространенными КЦЖК и составляют около 95% всех КЦЖК, синтезируемых в организме человека. Эти КЦЖК вызывают секрецию гормонов, связанных с насыщением, таких как пептид YY (PYY) и глюкагоноподобный пептид 1 (GLP-1). Было показано, что введение КЦЖК через толстую кишку повышает уровень GLP-1 и PYY в крови. Исследования in vivo на людях показывают, что дистальное, но не проксимальное введение КЦЖК приводит к повышению уровня PYY. Кроме того, КЦЖК влияют на секрецию GLP-2, холецистокинина (CCK) и желудочного ингибирующего пептида (GIP).
Резкое повышение уровня КЦЖК в сыворотке крови сопровождалось снижением системных концентраций грелина у людей с ожирением и избыточным весом, что указывает на возможность влияния КЦЖК на чувство голода. Более того, КЦЖК были связаны с регулированием лептиновой сигнализации. В обзоре сделан вывод, что КЦЖК усиливают секрецию лептина в белой жировой ткани. КЦЖК также могут влиять на нервную сигнализацию в кишечнике, так как одно исследование на мышах показало роль блуждающего нерва в КЦЖК-зависимой сигнализации.
КЦЖК также способны in vitro проникать через модельный гематоэнцефалический барьер. Кроме того, при внутрикишечном и внутривенном введении радиомеченного ацетата мышам было обнаружено поглощение КЦЖК в гипоталамусе. Тем не менее, исследования на людях не выявили такого поглощения меченых КЦЖК в мозге.
Потребление пищевых волокон, как было показано, снижает субъективное ощущение аппетита и потребление энергии. Тем не менее, исследований, посвященных изучению связи между потреблением пищевых волокон, микробиотой кишечника и эффектами, связанными с сытостью, мало. Авторы нашли 18 краткосрочных и девять долгосрочных исследований, посвященных изучению связи между зависимым от клетчатки/пребиотиков изменением микробиоты кишечника, сигнализацией сытости и потреблением энергии.
Среди краткосрочных исследований шесть показали, что употребление клетчатки снижает потребление энергии ad libitum. В девяти исследованиях сообщалось о влиянии воздействия потребления на субъективную оценку аппетита, причем в восьми из них отмечалось повышение уровня водорода в выдыхаемом воздухе, что свидетельствует о микробной ферментации. Примечательно, что о повышении уровня водорода в выдыхаемом воздухе сообщалось и в исследованиях, в которых не было выявлено никакого эффекта от употребления клетчатки.
В семи исследованиях сообщалось о повышении секреции гормонов сытости в ответ на употребление клетчатки/пребиотиков. Два долгосрочных исследования показали снижение потребления энергии ad libitum после 12-недельного приема клетчатки и 8-недельного приема олигофруктозы у людей с ожирением и избыточным весом. Только два исследования выявили повышение уровня гормонов сытости при употреблении клетчатки. В семи исследованиях наблюдалось положительное влияние употребления на показатели сытости.
Последние данные свидетельствуют о том, что микробиота кишечника синтезирует нейротрансмиттеры, регулирующие потребление пищи. До 95% серотонина вырабатывается энтероэндокринными клетками в кишечнике человека, а остальные 5% синтезируются центральной нервной системой. Более того, исследования in vitro продемонстрировали выработку серотонина определенными бактериями, включая Escherichia coli, Streptococcus thermophilus и Lactiplantibacillus plantarum. Было показано, что микробиота кишечника производит около 49% циркулирующего серотонина и 64% серотонина толстой кишки у мышей. У людей серотонин, вырабатываемый микробиотой кишечника, связан с процессами, способствующими насыщению и регулированию потребления энергии.
Было обнаружено, что у людей серотонин регулирует сытость в гипоталамусе и внегипоталамических участках. Различные бактерии могут синтезировать γ-аминомасляную кислоту (ГАМК). Комменсалы из родов Lactobacillus и Bifidobacterium могут производить ГАМК in vitro. В одном из исследований на мышах наблюдалось снижение фекального и системного уровня ГАМК у безмикробных мышей. Взаимодействие рецепторов ГАМК в энтероэндокринных клетках, по-видимому, стимулирует высвобождение серотонина. Кроме того, ГАМК может регулировать вагальную и спинальную афферентную чувствительность. Сообщалось, что периферически синтезированная ГАМК регулирует секрецию гормонов в процессе сигнализации сытости.
Таким образом, последние данные, большинство из которых были доклиническими, подтверждают связь между функциональностью микробиоты кишечника и регуляцией насыщения, чувства сытости и потребления энергии. Примечательно, что большинство работ по изучению оси кишечник-мозг было проведено на животных или моделях in vitro, тогда как исследования на людях и in vivo немногочисленны. В частности, отсутствуют исследования состава и функциональности микробиоты кишечника в контексте потребления энергии и сытости.
