شواهد بدست آمده از مطالعه ی موشها ارتباط باکتری های روده را با چاقی تایید می کند

12 فوریه 2018- شواهد بدست آمده ازمطالعه ی جدید محققان دانشگاه جان هاپکینز درباره موشهایی با علایمی معادل با سندرم متابولیک، به شواهدی که درباره ی نقش میکروبیوم روده - باغی از ژنهای باکتریایی، ویروسی و قارچی - در توسعه ی چاقی و مقاومت به انسولین در پستانداران، از جمله انسان وجود دارد، افزوده شد.
گزارش یافته های این تحقیق که در 24 ژانویه در مجله ی Mucosal Immunology، منتشر گردید، نشان دهنده توانایی جلوگیری از چاقی و دیابت، با دستکاری میزان و نسبت باکتری های روده و یا تغییر مسیرهای شیمیایی و بیولوژیکی برای ژن های فعال کننده ی متابولیسم است.

پرفسورDavid Hackam مدیر مرکز کودکان جان هاپکینز و نویسنده ی ارشد این مطالعه گفت: این مطالعه، درک ما را از نقش باکتری ها در بروز چاقی افزایش داد، ما انواع خاصی از باکتری ها را در موش هایی یافتیم که به سندرم متابولیک شدید مبتلا بودند. با استفاده از این دانش جدید ما می توانیم راه هایی را برای کنترل باکتری های مسئول یا ژن های مرتبط بیابیم و امیدواریم که بتوانیم از چاقی کودکان و بزرگسالان جلوگیری کنیم.
سندرم متابولیک وضعیتی است که به داشتن حداقل سه عامل خطر: چاقی، فشار خون بالا، قند خون بالا، غلظت تری گلیسیرید بالا و یا کاهش کلسترولHDL ، اطلاق می شود، این وضعیتعامل خطری برای بیماری های قلبی، سکته مغزی و دیابت محسوب می گردد. در حاليکه علت دقيق سندرم متابوليک شناخته نشده است، در مطالعات قبلی از نقش پروتئین Toll-like receptor 4 (TLR4)، که سيگنالهای شيميايی را برای فعاليت التهابی دریافت می کند، صحبت شده  وTLR4 را مسئول توسعه ی آن می دانند.
پرفسور Hackam می گوید: این که چگونه و چراTLR4 ممکن است مسئول سندرم متابولیک باشد، هنوز مشخص نیست. ما تصور می کنیم کهسیگنالینگ TLR4 در سلول های مختلف و ارتباط آنها با محیط باکتریایی می تواند اثرات متفاوتی بر توسعه سندرم متابولیک برجا گذارد.
برای اولین بار محققان در این مطالعه، آزمایش های متعددی را بر روی موش های نرمال و موش هایی که با دستکاری ژنتیکی،TLR4  از اپیتلیوم روده ی آنها حذف شده بود، انجام دادند تا تعیین کنند که چگونه TLR4 به طور خاص در اپیتلیوم روده (لایه ای از سلول ها که داخل روده ی کوچک و بزرگ را می پوشاند) موجب ایجاد سندرم متابولیک می شود.

محققان هر دو گروه از موش ها را یا با چوی استاندارد و یا با غذایی که 22 درصد از کالری آن از چربیها تامین می شد، به مدت 21 هفته تغذیه کردند.در مقایسه با موش های نرمال، موشهای فاقد TLR4،مجموعه ای از علائم مربوط به سندرم متابولیک مانند افزایش وزن قابل توجه، افزایش چربی بدنی و چربی کبدی و مقاومت به انسولین را نشان دادند.
سپس محققان هر دو گروه از موش ها را با غذایی با چربی بالا که 60 درصد از کالری آن از چربی تامین می شد، برای 21 هفته ی دیگر تغذیه نمودند تا ببینند آیا رژیم غذایی بر توسعه ی سندرم متابولیک تأثیر می گذارد یا خیر.باز هم، موش های دستکاری شده ی ژنتیکی به میزان قابل توجهی دچار افزایش وزن شدند و چربی بدنی و کبدی بیشتری نسبت به موش های نرمال داشتند.
برای تأیید نقش بیان TLR4 در اپیتلیوم روده، محققان سه گروه دیگر از موشها را اصلاح ژنتیکی کردند: در یک گروه TLR4  فقط در اپیتلیوم روده بیان می شد، گروه دیگر که فاقد TLR4 در تمام سلول های بدن بود و گروه سوم که تنها فاقد TLR4 در گلبول های سفید خون خود بودند.
همه گروه ها با رژیم استاندارد غذایی موشها تغذیه شدند و همه گروه ها دارای وزن بدن، چربی بدنی و کبدی و میزان تحمل گلوکز مشابه ای نسبت به موش های نرمال بودند. در مقایسه با موش های نرمال، چربی شکمی و چربی انباشته شده در روده ی کوچک موش هایی که فقطTLR4 در اپیتلیوم روده ی آنها وجود نداشت، بیشتر بود.محققان گفتند: این نتایج نشان می دهد که حذفTLR4 به طور خاص از اپیتلیوم روده برای ایجاد سندرم متابولیک ضروری است.
برای بررسی نقش آرایش باکتریهای روده ی موش، Hackam  و تیمش به موش های نرمال و فاقدTLR4  در اپیتلیوم روده، آنتی بیوتیک دادند.آنتی بیوتیک ها به میزان قابل توجهی باکتری ها را در روده کاهش داد و مانع از بروز تمام علائم سندرم متابولیک در موش هایی گردید که فاقد TLR4در اپیتلیوم روده ی خود بودند. محققان می گویند این نشان می دهد که با دستکاری میزان باکتریهای روده ای می توان از توسعه ی سندرم متابولیک جلوگیری کرد.
محققان برای بررسی بیشتر نقش TLR4در سلولهایاپیتلیال روده در توسعه ی سندرم متابولیک، نمونه های مدفوع موش های نرمال و موشهای فاقد TLR4 در اپیتلیوم روده رامورد بررسی قرار دادند.آنها متوجه شدند که خوشه های خاصی از باکتری ها در ایجاد سندرم متابولیک نقش دارند، که در این دو گروه از موش ها با هم متفاوت هستند.آنها همچنین مشخص کردند که باکتریهای مذکور، ژن هایی را بیان می کنند که  از گرسنگی آنها می کاهد و سبب می شود که کمتر قادر به هضم مواد مغذی موجود در چو(غذای موشها) باشند.این امر منجر به فراوانی بیشتر غذا برای جذب توسط روده ی موش می گردد که به چاقی موشها منجر می شود.محققان سپس ژن هایی که در اپیتلیوم روده ی - محلی که در آن جذب مواد غذایی اتفاق می افتد - موشهای طبیعی و فاقد TLR4 بیان می شود را آنالیز کردند.

آنها متوجه شدند که ژن های مهمی در مسیر متابولیکی گیرندهی فعال‌کننده رشد پراکسیزوم(PPAR)  در موش های فاقد TLR4 به طور قابل توجهی سرکوب می شوند. تجویز آنتی بیوتیکها و همچنین داروهایی که مسیر سیگنالینگPPAR  را فعال می کنند، از اختلاف در تنظیم بیان ژن در بین دو گروه از موشها جلوگیری می کنند. این نتایج بیشتر توضیح می دهد که چرا باکتری های روده با ایجاد چاقی ارتباط دارند.

 پرفسور Hackam می گوید: همه آزمایشات ما نشان می دهد که سنسور باکتریاییTLR4 ، بیان ژنهای میزبان و باکتریها را تنظیم می کند که پیش از این نقش آنها در متابولیسم انرژی که منجر به توسعه ی سندرم متابولیک در موش ها می گردد، ناشناخته بود.

منبع و سایت خبر:

Mucosal Immunology, 2018; DOI: 10.1038/mi.2017.114

www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180212100618.htm