Становится всё более очевидным, что комменсальные бактерии кишечника играют важную роль в регуляции многих физиологических процессов организма человека.
Кишечные бактерии способны метаболизировать соединения, поступающие с пищей, лекарственные препараты и эндогенные вещества с образованием химических соединений, обладающих биологической активностью, которая может оказывать как вредное, так и благотворное воздействие на организм человека. Более глубокое понимание этих процессов позволит выяснить, как конкретные пищевые добавки и диеты влияют на здоровье.
Исследователи из Каролинского института (Швеция) обнаружили, что кишечные бактерии способны преобразовывать нитраты и железо, поступающие с пищей, в защитные молекулы, которые могут снижать риск сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний. Исследование, опубликованное в журнале Cell, раскрывает новый механизм, с помощью которого кишечная микробиота способствует защите жизненно важных функций организма.
Нитраты естественным образом содержатся во многих овощах, в частности в свекле и листовых зеленых овощах, таких как шпинат, руккола и салат. Негемовое железо — форма железа, содержащаяся в растительных продуктах, таких как бобы, цельнозерновые и зеленые овощи, — также естественным образом присутствует в рационе. Исследователи показали, что кишечные бактерии могут преобразовывать нитраты и негемовое железо из пищи в так называемые динитрозил-железосодержащие комплексы (DNIC), биологически-активные молекулы, которые усваиваются организмом и транспортируются в различные органы, в первую очередь в печень и почки.
Исследование основано на экспериментах с мышами, клеточными и бактериальными культурами и образцами человеческих тканей. Используя передовые аналитические методы, исследователи смогли выявить DNIC в различных тканях и продемонстрировали, что эти молекулы полностью отсутствуют у безмикробных мышей, что позволяет предположить, что микробиота кишечника играет решающую роль в их образовании. «Наши результаты показывают, что кишечные бактерии могут преобразовывать компоненты пищи в биологически активные молекулы, влияющие на важные функции организма», — говорит Андрей Клещев, первый автор статьи.
Когда исследователи повышали уровни DNIC — либо с помощью пищевых добавок, содержащих нитраты и железо, либо путем введения синтетически полученного DNIC, — у животных, служивших моделью сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний, улучшались показатели здоровья. «Среди прочего мы наблюдали снижение артериального давления и улучшение функции сосудов, лучший контроль уровня сахара в крови и уменьшение накопления жира в печени. Эти результаты помогают объяснить, почему рацион, богатый овощами, содержащими как нитраты, так и железо, связан со снижением риска развития ряда заболеваний», — рассказал Клещев.
По мнению исследователей, полученные данные указывают на ранее неизвестный механизм, благодаря которому определенный рацион питания во взаимодействии с некоторыми кишечными бактериями может способствовать укреплению здоровья. В то же время они подчеркивают, что эта работа в значительной степени основана на экспериментальных моделях и что необходимы дальнейшие исследования для выяснения того, как этот процесс протекает у людей. Следующим шагом станет разработка методов измерения уровня DNIC у людей, а также изучение того, как эти молекулы образуются, транспортируются в организме и влияют на различные физиологические функции. Исследователи также намерены изучить, можно ли с помощью диеты или изменения кишечной микробиоты влиять на уровень DNIC и тем самым предотвращать заболевания.
