Uboga w błonnik „zachodnia dieta” powoduje uszkodzenie ochronnej bariery śluzowej w jelitach, a takie uszkodzenie może zwiększać ryzyko zapalenia i infekcji. Badając bakterie jelitowe osób, które zwiększyły spożycie błonnika pokarmowego, naukowcy z Uniwersytetu w Umeå odkryli, że bakteria jelitowa Blautia odgrywa kluczową rolę w ochronie bariery śluzowej. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.

Nasze wyniki przyczyniają się do lepszego zrozumienia współdziałania bakterii jelitowych i warstwy śluzu, co może ostatecznie doprowadzić do opracowania nowych strategii leczenia chorób związanych z zachodnią dietą, takich jak wrzodziejące zapalenie jelita grubego – choroba zapalna jelit”.

Sandra Holmberg, doktorantka na Wydziale Biologii Molekularnej Uniwersytetu w Umeå

Aby chronić się przed bilionami mikroorganizmów w naszych jelitach, nasz organizm potrzebuje skutecznych mechanizmów obronnych. Jedną z głównych zabezpieczeń jest warstwa śluzu pokrywająca ścianę jelita. Zwykle śluz ten jest nieprzepuszczalny dla bakterii, dzięki czemu utrzymuje zdrową odległość od bakterii jelitowych. W jelicie grubym, gdzie jest najwięcej bakterii, bariera ta zostaje zachowana poprzez ciągłe wydzielanie przez nasz organizm śluzu.

Dieta kształtuje skład bakterii jelitowych i barierę śluzową. Poprzednie badania wykazały, że jeśli myszom podaje się zachodnią dietę o wysokiej zawartości tłuszczu i cukru, a jednocześnie ubogą w błonnik pokarmowy, zmienia się skład społeczności bakterii jelitowych, wydzielane jest mniej śluzu, a pozostały śluz staje się przepuszczalny dla bakterii. Zwiększa to ryzyko infekcji i stanów zapalnych, ponieważ bakterie jelitowe mogą zbliżyć się do organizmu. Ponieważ infekcja i zapalenie są raczej wyjątkiem niż regułą, nie jest jasne, które bakterie jelitowe są ważne dla regulacji śluzu i jaki jest mechanizm.

We współpracy z badaczami z Niemiec i Finlandii pracownik naukowy Björn Schröder i jego grupa dokładnie to zbadali, obserwując osoby, które zmieniły dietę, a następnie wykorzystując modele mysie do badania wpływu bakterii jelitowych na funkcjonowanie śluzu.

W trzymiesięcznym badaniu zdrowi uczestnicy zwiększyli dzienne spożycie błonnika pokarmowego o 10 gramów, co odpowiada około czterem jabłkom lub 3 decylitrom płatków owsianych. Aby zbadać znaczenie zwiększonego spożycia błonnika, na początku i na końcu badania zebrano bakterie jelitowe. Te bakterie jelitowe następnie przeszczepiono myszom, które karmiono zachodnią dietą o niskiej zawartości błonnika. W grupie zwierząt, którym przeszczepiono bakterie jelitowe, od początku badań obserwowano uszkodzenie warstwy śluzu. Odwrotnie było w grupie ze zwiększonym spożyciem błonnika pokarmowego, gdzie warstwa śluzu wyglądała dobrze.

„Wynik podkreśla znaczącą rolę, jaką błonnik pokarmowy odgrywa dla naszych bakterii jelitowych, co z kolei przyczynia się do utrzymania ważnej bariery śluzowej” – mówi Rachel Feeney, doktorantka na Wydziale Biologii Molekularnej Uniwersytetu w Umeå.

Naukowcy dokładniej zbadali skład bakteryjny bakterii jelitowych i zaobserwowali między innymi, że ilość bakterii Blaucja była wyższa po okresie zwiększonego spożycia błonnika. Jego obecność korelowała również z funkcją śluzu mierzoną u myszy. W dodatkowych badaniach na myszach, gdzie tylko Blaucja dodano razem z zachodnią dietą, można było zauważyć podobną poprawę funkcji śluzu, jak zaobserwowano wcześniej podczas przeszczepiania ludzkich bakterii bogatych w błonnik.

Korzystając ze specjalistycznej techniki pomiaru śluzu, naukowcy odkryli, że nawet wydzielane przez niego cząsteczki Blaucja może bezpośrednio stymulować wydzielanie śluzu, wyjaśniając, w jaki sposób jego obecność może utrzymać funkcję śluzu w środowisku o niskiej zawartości błonnika. Podczas dalszych poszukiwań tożsamości tych Blaucja-wydzielane cząsteczki, naukowcy odkryli, że krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe to struktury, które wcześniej okazały się korzystne dla zdrowia jelit. Co zaskakujące, cząsteczki te były w stanie bezpośrednio poprawić działanie śluzu, co opisuje mechanizm działania bakterii.

Dodatek Blaucja zmniejszyło także nasilenie infekcji jelitowym mysim patogenem podobnym do ludzkiej bakterii chorobotwórczej E coli.

„Dlatego doszliśmy do wniosku, że Blaucja może również mieć działanie ochronne w przypadku infekcji” – mówi Vishnu Prasoodanan, doktorant na Wydziale Biologii Molekularnej Uniwersytetu w Umeå.