Воздействие микробиома на метаболизм сравнили с ролью печени

Ученые из Корнеллского университета оценили влияние кишечной микрофлоры на метаболизм аминокислот. Эксперименты проводились на модельных мышах в образцах донорских фекалий. Идентификация генов, отвечающих за участие бактерий в метаболизме аминокислот, производилась с помощью CRISPR-Cas9.

Концентрации аминокислот в просвете кишечника значительно отличались у мышей с микробиотой и без нее, особенно аминокислот было меньше в нижних отделах, поэтому авторы предположили, что представители микрофлоры кишечника потребляют эти метаболиты.

Анализ жизнедеятельности около сотни видов микроорганизмов, наиболее часто встречающихся в желудочно-кишечном тракте здорового человека, показал ряд закономерностей. Например, оказалось, что штаммы бактерий одного рода обычно метаболизируют аминокислоты схожим образом. При этом одни аминокислоты быстро утилизируются многими видами бактерий, другие лишь отдельными микроорганизмами и с меньшей эффективностью.

Чем эффективнее проходил процесс утилизации, тем меньше аминокислот было в образце. Поэтому исследователи решили, что микрофлора активно задействована в поддержании гомеостаза аминокислот в организме человека.

От кишечных бактерий, утилизирующих аминокислоты, зависит содержание последних не только в кишечнике, но и в сыворотке крови. В свою очередь, концентрация циркулирующих аминокислот определяет гомеостаз в других органах тела и тканях. В частности, по словам авторов работы, метаболизм кишечных аминокислот влияет на гомеостаз глюкозы в организме из-за регуляции периферического синтеза серотонина. Речь идет о триптофане, от которого зависит синтез этого нейромедиатора.

С учетом этих результатов исследователи сравнили активность кишечной микробиоты с работой печени. Сейчас они разрабатывают подходы к управлению кишечными бактериями и регуляцией продуцируемых ими ферментов.

Препараты, мишенью которых станут отдельные штаммы бактерий или конкретные бактериальные гены, могут использоваться в качестве лекарства против целого ряда заболеваний ЖКТ и метаболических расстройств.