Kuinka proteiini toimii suolistobakteerien kanssa liikalihavuuden estämiseksi
Liikalihavuus liittyy korkeampaan tulehdustasoon kehossa, mutta taustalla olevat mekanismit ovat pysyneet epäselvinä. Viime aikoina tutkijaryhmä on kuitenkin oppinut, kuinka yksi anti-inflammatorinen proteiini vaikuttaa painonnousuun.
Äskettäin lehdessä julkaistu tutkimusartikkeli Solun isäntä ja mikrobi sanoo, että NLRP12, anti-inflammatorinen proteiini, suojaa liikalihavuutta ja insuliiniresistenssiä vastaan hiirissä.
Tutkimuksen tekivät Pohjois-Carolinan yliopiston tutkijat Chapel Hillissä yhdessä kollegoidensa kanssa muista tutkimuslaitoksista ympäri maailmaa.
Tutkijat kertovat paperissaan myös, että NLRP12 geeni - joka koodaa anti-inflammatorista proteiinia samalla nimellä - näyttää olevan aliaktiivinen liikalihavilla ihmisillä.
Myös, NLRP12 aktiivisuus edistää tiettyjen ”hyvien” suolistobakteerikantojen kasvua, joilla on ylimääräinen suojaava vaikutus liikalihavuutta ja insuliiniresistenssiä vastaan.
"Liikalihavuuteen vaikuttaa tulehdus, ei pelkästään liikaa syöminen ja liikunnan puute, ja tämä tutkimus viittaa siihen, että tulehduksen vähentäminen edistää" hyviä "bakteereja, jotka voivat auttaa ylläpitämään terveellistä painoa", kertoo vanhemman tutkimuksen kirjoittaja Jenny P-Y Ting.
Geeniaktiivisuus vaikuttaa tulehdukseen
Uudessa tutkimuksessa tutkijat halusivat selvittää, miten NLRP12 geeni vaikuttaisi ihmisen todennäköisyyteen kehittää liikalihavuutta.
Tätä varten he työskentelivät hiirien kanssa, jotka he olivat geneettisesti muokkaaneet olemaan ilmentämättä tätä geeniä (knockout-hiiret). Ting ja joukkue ruokkivat sekä tyrmäyshiiriä että tavallisia hiiriä rasvattomalla ruokavaliolla muutaman kuukauden ajan.
Vaikka molempien ryhmien hiiret noudattivat samanlaista ruokavaliota, tyrmäyshiiret keräsivät enemmän rasvaa helpommin ja alkoivat osoittaa insuliiniresistenssin merkkejä, jotka kaikki osoittavat liikalihavuuden kehittymistä.
Myös hiiret ilman NLRP12 geeni osoitti enemmän tulehdusta sekä suolistossa että kehon alueilla, joihin ne keräsivät rasvaa.
Kuitenkin ymmärtääkseen, miten tulehdus liittyy painonnousuun, tutkijat ottivat ylimääräisen askeleen; he siirtivät osan poistohiiristä toiseen laitokseen ja - patogeenien leviämisen estämiseksi - antoivat hiirille antibiootteja.
"Huomasimme, että antibiooteilla hoidetut hiiret painoivat vähemmän kuin hiiret, jotka jäivät vanhaan laitokseen", kertoo tutkimuksen tekijä Agnieszka Truax.
"Se sai meidät epäilemään, että suolistobakteerit olivat mukana liikalihavuuden edistämisessä", hän jatkaa.
Suolibakteereilla voi olla keskeinen rooli
Ting ja tiimi tutkivat sitten bakteereista vapaaseen ympäristöön sijoitettuja tyrmäyshiiriä ja huomasivat, etteivät ne painoi.He päättelivät tämän johtuen siitä, että bakteerien aktiivisuus ei vaikuttanut eläinten järjestelmiin.
Tässä tapauksessa se, että hiiriltä puuttui NLRP12 geeni ei näyttänyt vaikuttavan heidän painonnousuunsa, mikä viittaa siihen, että altistuminen tietyntyyppisille bakteereille voi olla avain liikalihavuuden mahdolliseen kehittymiseen.
Tutkijat panivat merkille myös toisen mielenkiintoisen tosiasian: tyrmäyshiiret, jotka jakoivat asuintilan terveiden jyrsijöiden kanssa, jotka ilmaisivat NLRP12 geeni ei myöskään nostanut ylipainoa.
Tämä viittaa siihen, että heidät altistettiin kontrollihiirien hyville bakteereille, jotka suojelivat niitä ylipainolta.
Tällaiset havainnot kertovat tilanteesta, jossa tutkimukset ovat osoittaneet, että liikalihavuus korreloi suoliston bakteerien monimuotoisuuden häviämisen kanssa.
Liikalihavuudessa tietyt bakteerikannat tukahdutetaan, jolloin muut bakteerit voivat lisääntyä ilman kilpailua.
Bakteerien häviämisen vaarat
Uudessa tutkimuksessa tutkijat näkivät, että tyrmäyshiiret puuttuivat NLRP12 geenillä oli merkittävä bakteerien monimuotoisuuden menetys.
Heidän tapauksessaan runsasrasvainen ruokavalio yhdistettynä tulehduksen lisääntymiseen, jota helpottaa niiden puute NLRP12 johti korkeaan bakteeriperheen tasoon Erysipelotrichaceae. Tutkijat havaitsivat myös näiden bakteerien pahentavan rasvaisen ruokavalion aiheuttamia vahinkoja.
Samanaikaisesti tyrmäyshiiret menettivät lukumäärän Lachnospiraceae, joka on eräänlainen hyvä suolistobakteeri, joka auttaa torjumaan tulehdusta ja kilpailee Erysipelotrichaceaehillitsemään niiden leviämistä.
LachnospiraceaeTutkijat selittävät, että niillä näyttää olevan myös suojaava vaikutus hiirien insuliiniresistenssiä ja liikalihavuutta vastaan.
"Kaikki tulehdukselliset ja metaboliset muutokset, jotka olimme nähneet NLRP12-kuukautushiiret rasvaisen ruokavalion aikana kääntyivät olennaisesti päinvastaisiksi, kun toimitimme uudelleen Lachnospiraceae”, Truax selittää.
Tulokset voivat johtaa parempiin tapoihin käsitellä liikalihavuutta, tutkijat lisäävät; Lachnospiraceae tuottaa lyhytketjuisia rasvahappoja, molekyylityyppiä, jolla on tärkeä rooli metabolisissa prosesseissa. Kaksi näistä on butyraatti ja propionaatti, joilla on myös tärkeitä tulehdusta estäviä ominaisuuksia.
Kun tutkijat yrittivät antaa butyraattia ja propionaattia tyrmäyshiirille, he huomasivat, että tämä lähestymistapa tasapainotti NLRP12.
Uusia terapeuttisia mahdollisuuksia
Nämä tulokset ovat erityisen rohkaisevia; butyraatti ja propionaatti ovat jo helposti saatavana lisäravinteina.
Lisäksi tutkijoilla on hyvä syy uskoa, että samat reaktiot tapahtuvat myös ihmisillä - ei pelkästään hiirillä.
Tämä johtuu siitä, että liikalihavilta ihmisiltä kerätyistä rasvasolujen näytteistä tehdyt lisäanalyysit osoittivat, että mitä korkeampi ihmisen painoindeksi (BMI), sitä vähemmän aktiivinen NLRP12 geeni näyttää olevan.
”Hiirillä osoitimme, että NLRP12 vähentää tulehdusta suolistossa ja rasvakudoksissa. Vaikka suoraa kausaalista vaikutusta on vaikea osoittaa ihmisillä, yhteistyökumppanimme auttoivat meitä osoittamaan, että NLRP12: n ilmentymistasot ovat vähentyneet lihaviksi katsotuissa henkilöissä. "
Jenny P-Y Ting
