Как кишечные микроорганизмы помогают регулировать аппетит
Когда вы едите пищу с высоким содержанием жира, уровень воспалительных молекул в крови повышается. И это относится, разумеется, ко всему организму. Роль воспалительных молекул исполняют цитокины и вещество под названием липополисахарид (ЛПС), которое входит в состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий — части микробиоты ЖКТ. К грамотрицательным бактериям относятся многие болезнетворные микроорганизмы — кишечная палочка, сальмонелла и многие виды из доминирующих групп кишечной микробиоты, включая таксономические группы и протеобактерий, популяции которых растут при потреблении животных жиров. Когда кишечный микроорганизм приближается к клеткам, выстилающим внутреннюю поверхность кишечно-желудочного тракта, эти клетки распознают липополисахарид на поверхности микроорганизма и с помощью рецептора связывают его. ЛПС стимулирует эти клетки, и они начинают производить другие воспалительные молекулы (цитокины), из-за чего стенки кишечника становятся более проницаемыми и активизируют иммунные клетки пищеварительного тракта.
В нормальных условиях, как было показано в главе 6, организм не допускает изложенной выше последовательности событий, которые инициируют ЛПС и другие микробные сигналы воспаления. Однако по мере повышения уровня ЛПС (то есть при диете с большим содержанием животных жиров) воспалительные молекулы начинают пробивать барьеры защиты и активизируют иммунную систему пищеварительного тракта. Она начинает вырабатывать цитокины, и те достигают отдаленных участков организма, в том числе и головного мозга. Там цитокины получают доступ к иммунной системе мозга — глиальным клеткам, которые также начинают производить воспалительные молекулы, целями для которых служат близлежащие нейроны головного мозга. В гипоталамусе такие воспалительные изменения приводят к тому, что этот регулирующий аппетит центр становится менее чувствительным к сигналам сытости, отправляемым из ЖКТ и всего организма.
Есть и другие доказательства того, что микробиота ЖКТ играет центральную роль в возникновении системного воспаления при диете с высоким содержанием жиров. Несколько лет назад исследователь микробиома Эндрю Гевиртц из Университета штата Джорджия генетически удалил другой класс толл-подобных (сигнальных) рецепторов, участвующих в инициации врожденного иммунного ответа. Животные, не имеющие таких рецепторов, становятся тучными, у них развиваются признаки метаболического синдрома, снижается чувствительность периферических тканей к инсулину, увеличивается уровень сахара в крови и число триглицеридов. Увеличение веса у таких животных связано с неутолимым аппетитом, что указывает на сбои в работе механизмов достижения сытости.
Позже исследователи получили особенно интригующие результаты. Состав кишечной микробиоты жирных генетически модифицированных мышей отличался от микробиоты обычных мышей. Когда команда Гевиртца пересаживала их фекалии стерильным мышам, у худых животных обнаруживались такие же метаболические функции, как у мышей-доноров. Но главное — у них появлялось стремление больше есть, в конце концов приводившее к ожирению. Есть весомые основания считать, что изменение микробиоты и взаимодействия с кишечной иммунной системой привело животных к состоянию метаболического токсикоза — вялотекущему системному воспалению, суть которого обсуждалась выше. После того как сигналы воспаления достигают гипоталамуса, механизм контроля аппетита оказывается разбалансированным.
Диета с высоким содержанием жира не только влияет на функции гипоталамуса по регуляции уровня аппетита, скорее всего, она нарушает регулирование аппетита, изменив некоторые сенсоры в стенке пищеварительного тракта. руппа Хелен Рейбоулд из Калифорнийского университета искала ответ на вопрос, может ли диета с высоким содержанием жиров изменять чувствительность сенсорных окончаний блуждающего нерва к стимулирующим и подавляющим аппетит сигналам ЖКТ. И не связаны ли эти изменения с нарушениями пищевого поведения, проявляющимися во время еды? Ранее эти же исследователи доказали, что гормон сытости холецистокинин, выделяемый клетками при наличии жира в кишечнике, может переключить нервные окончания блуждающего нерва с «режима голода» в «режим сытости». Кормление крыс пищей с высоким содержанием жира за восемь недель эксперимента привело их к перееданию и повышению веса. Чрезмерное поедание жирной пищи мышами было связано с увеличением чувствительности рецепторов к сигналам, стимулирующим аппетит, и с развитием устойчивости к лептину, который аппетит снижает.
