Американські дослідники вирішили подивитися як раціон з надлишком моносахаридів впливає на - коментсального симбіонта, який живе в кишечнику у людей і багатьох тварин. Виявилося, що при надлишку фруктози і глюкози він погано зростає, оскільки ці цукру блокують виробництво необхідного для колонізації кишечника білка. Результати дослідження опубліковані в журналі.
В останні десятиліття споживання цукру на душу населення сильно зросло. Велика кількість солодощів сильно змінює наше життя (в тому числі на гірше), і вчені продовжують знаходити цьому нові підтвердження. У багатьох продуктах міститься багато простих цукрів - коротких швидкозасвоюваних молекул, до яких зокрема відносяться цукрозу (звичайний магазинний цукор) і глюкоза з фруктозою. Останні потрапляють до нас в організм як в чистому вигляді, так і виходять при перетравлюванні цукрів-попередників.
У лабораторії Едуардо Гройсмана (Eduardo A. Groisman) в Єльському університеті вирішили подивитися як надлишок простих цукрів в їжі відбивається на мікробіомі кишечника. В якості піддослідних тварин взяли мишей, а модельною бактерією обрали - типову для здорового кишечника бактерію. Ці бактерії спеціалізуються на переробці довгих складних полісахаридів, недоступних для перетравлювання господарем. Вони живуть у товстій кишці, куди прості моносахариди на кшталт глюкози або фруктози «доїжджають» в залишкових кількостях, засвоюючись в основному ще в тонкому кишечнику. Тим не менш, враховуючи зростаюче споживання високоуглеводної їжі західними популяціями дослідники припустили, що прості цукру все-таки можуть вплинути на життя цієї бактерії.
Для початку дослідники порівняли вміст сліпої кишки мишей, що сидять на дієтах з переважанням глюкози/цукрози і полісахаридів. Виявилося, що при дотриманні першої дієти рівень фруктози в сліпій кишці був приблизно в три рази вище. Глюкози не виявилося в обох випадках, але на солодкій дієті виявилися її цукру-попередники. Це свідчить на користь того факту, що дієта може впливати на кількість простих цукрів, що потрапляють у товстий кишечник.
У мишах для успішної колонізації кишечника необхідний білок Roc (regulator of colonisation). Відомо, що у дефектних за цим геном бактерій не виходить заселити стерильний кишечник мишей, що сидять на багатій полісахаридами дієті. Водночас, якщо в дієті переважають прості цукри, подібної проблеми у бактерії не виникає. У цій роботі дослідники з'ясували, що кількість білка Roc сильно знижується якщо вирощувати бактерій на середовищах з глюкозою і фруктозою, тоді як у присутності інших моносахарів (наприклад маннози) цього не відбувається. При цьому ген активний в обох випадках, тобто блокування синтезу відбувається вже після початку транскрипції. З'ясувалося, що за специфічну реакцію на глюкозу і фруктозу відповідає невелика ділянка синтезованої РНК, розташована між місцем посадки рибосоми і стартовим кодоном. Як заключний доказ дослідники зробили штам бактерії, де ця ділянка була замінена, і спробували заселити їм кишечник мишей. Мутантний успішно його колонізував незалежно від того на якій дієті сиділи миші - легко- або складновугдівничій.
Таким чином вчені показали, що велика кількість цукру і його похідних в їжі може позначитися на мікробіомі кишечника і розібрали як саме це відбувається на прикладі. Про те, як ще дієти з неправильним співвідношенням простих і складних вуглеводів впливають на наше життя можна прочитати тут.