Фиг. 1. Повърхността на червата - въси и криптите Lieberkühn

Вътрешната повърхност на червата и лигавица не е гладка, е сложен модел на издатините (VILLI) и вдлъбнатини - liberkyunovyh крипти (Фигура 1.). Броят на крипти, малка дължина каналчета на 0,25-0,5 мм и диаметър 0.07 mm, 80-100 мм до 1 2. Те са кръстени на германския анатом Йохан Lieberkühn Натаниел, който е описано крипти през 1754 година. Въпреки това, той е четвъртият, който го е направил, първенството принадлежи на италианските лекари и биолози Марчело Malpighi (1628-1694), откривателя на много други структури, много от които са получили името си.

Така чревния епител. Нейните клетки, покриващи въси абсорбират хранителни вещества и да извършват някаква друга функция. В епител се актуализира постоянно, благодарение на разделението на стволови и прогениторни клетки са разположени в долната част на криптите. (Наречен прогениторни клетки, които не са диференцирани, но е взел първите стъпки в определена посока.) Разделянето на клетките, насочване на тяхната диференциация, и дори броят на крипти под генетичен контрол. Въпреки това, в допълнение към гени, много аспекти на приемащата живот - метаболизъм, имунната система, развитието на съдове нервна система и кръвни - засягат бактерии, които живеят в лумена на това червата. Лице на около 100 трилиона долара. Известно е също, че микрофлора на чревния епител помага да се възстанови от щетите, причинени от нарушения на имунната система. Остава само да се определи дали микробни метаболити взаимодействат с чревните стволови клетки, и ако е така, как.

Изследователите са събрани списък с 92 молекули - метаболитни продукти на бактерии, обитаващи червата нормални мишки. Действието на тези молекули се изпитват за първична култура на епитела на дебелото черво. Културата съдържа различни видове клетки, включително стеблото. Скрининг оставя да се разпредели осем молекули, които потискат клетъчното делене при условия, благоприятни за растежа на стволови и потомствени клетки. Най-силен вещество се оказа бутират - анион маслена киселина; при концентрация от 1 тМ забавя пролиферацията на стволови клетки, докато при концентрации от 3-10 тМ неговия ефект става необратимо и може да доведе до апоптоза.

Бутират - продукт на бактериална ферментация на диетични фибри, един от най-честите микробни метаболити открити в червата на бозайници. По същество това е синтезиран от родовете Clostridium. Eubacterium и Butyrivibrio. концентрацията му е около 5 тМ в мишката, и около 70 тМ при хора. Тази сума бутират трябва да убие всичките стволови клетки и лиши чревния епител. Все пак, нека не забравяме, че това чревната лигавица, за разлика от клетъчната култура, релеф. Изследователите предполагат, че стволови клетки се съхраняват от бутират, в дупки, в дълбините на криптите. Но го проверите?

Как иначе да се покаже, че бутират крипта ограничи достъпа до стволовите клетки? Изследователите индуцирани в миши чревна язва, лечение на това декстран-сулфат. Локали реагент лигавица е счупен, повредени криптата стволови клетки са лишени от защита и язва лекува бавно. Когато се инжектира в мишки-язва metonidazol антибиотик, който убива бактериите, които произвеждат бутират, язва затегнат бързо. Ако мишките, които са получили на антибиотика, направете клизма с бутират, бавно зарастване на рани, дори и при липса на бактерии.

От клетъчни култури кръстосани с мишки. Когато животното влезе в червата бутират белязан въглероден изотоп 13 С, по-голямата част на етикета концентрира colonocytes на върха на криптите. За овладяване бутират необходимо ензима ацил-СоА дехидрогеназа. В мутантни мишки липсва този ензим, разделяне на зоната на стволови и потомствени клетки е значително по-малка от тази на див тип животни. Добавянето на екзогенен бутират изостря ситуацията. И на чревната лигавица язви по-зле в тези мишки са обрасли.

Следователно colonocytes, пазачите на вратите, охрана на входа на криптата и преминали бутират навътре на стволови клетки (Фиг. 2).

Фиг. 2. Стволовите клетки са защитени от вредното въздействие на бутират природен градиент концентрация и енергично активност на епителни клетки, които използват бутират като източник на енергия

Оказа се, че пролиферация бутират блок, повишаване на активността на транскрипционния фактор Foxo3. Този фактор работи в стволови и прогениторни клетки и регулира тяхната дивизия. Активният Foxo3 свързва с промоторите на няколко гени, които потискат деление увеличава тяхната експресия, пролиферация забавя. Стволови клетки от мутантни мишки липсват Foxo3, по-малко чувствителни към нивото на бутират в чревния лумен.

Изследователите отбелязват, че бутират оказа мощен инхибитор на пролиферация на стволови и потомствени клетки. Неговата действия в краткосрочен план не е страшно и обратими, дългосрочно може да доведе до сериозни последици. Все пак, това е по-дълбок смисъл. Когато повредени colonocytes, ако язви, например бутират блок делене на стволови клетки и не им позволяват да влезе в директен контакт с генотоксични съединения, които могат да бъдат в чревния лумен. Ако прогениторни клетки активно делящи поточно от малки, повредени крипти към мутагени, вероятността от развитие на рак ще бъде достатъчно висока.

Но както и да е, симбиозата между чревния епител и неговата микрофлора е много по-сложна, отколкото просто двупосочно взаимодействие. И разбира се, това е още по-трудно, отколкото е описано в статия, посветена на само един от аспектите на връзката им.

Интересното е, че другите мастни киселини с къса верига, които се образуват чрез бактериална ферментация, ацетати и пропионати не засягат деление на стволови клетки на червата и colonocytes те не консумират. От това, обаче, тя не означава, че тези вещества са безвредни. Ацетат, например, е сериозен проблем, и защита от него, за разлика от бутират, не.

Както микроби помогнат пухкавите

По повод на учените да изучават известни данни, че с преяждане, затлъстяване и метаболитен синдром променят състава на чревната микрофлора и увеличаване на микробен концентрацията на ацетат, пропионат и бутират. Но не е ясно дали това наистина киселина засяга затлъстяване или просто да го придружава, и ако сте засегнати, какъв е механизмът на тяхното действие. И ако знаете механизма, то е възможно да се повлияе на процеса. Gerald Shulman и колегите му са работили с мъжки плъхове, които са резистентни към инсулин и склонни към затлъстяване и са установили, че консумацията на мастни храна в кръвната плазма и животински изпражнения увеличи скоростта на образуване и концентрацията на ацетат, но не пропионат бутират. След три дни съдържанието на мастни диета ацетат увеличава плазмено ниво и половина пъти, четири седмици диета увеличава концентрацията му три пъти. Учените са доказали, че ацетатът е от микробен произход. За да направят това, те използват различни методи, всички ние няма да се изброят най-хуманен и естетически бяха промиване на червата с физиологичен разтвор и лечение с антибиотици. Всяка от анти-микробно действие намалява производството на ацетат 75-95%.

Всяко консумират храна стимулира секрецията на инсулин, който регулира разпределението на глюкоза от клетките. Ако се получи плъх въглехидрат пелети, нивата на глюкоза в кръвта си и увеличаване на бета-клетките на панкреаса да отделят съответното количество инсулин. Животните, лекувани с мазни храни, секрецията на инсулин няколко пъти по-висока, отколкото в контролите. Синтез на инсулин може да се стандартизира, ако антибиотици за лечение на плъхове. Получаване на антимикробни намалява секрецията на инсулин в отговор на глюкоза от 70%. Ако животинска храна, получено по конвенционален въведе синтез ацетат артерия инсулин, за да бъде по-висока, когато мастна диета.

За стимулиране на парасимпатиковата нервна система ацетат трябва да влезе в мозъка, и учени са доказали, че кръвта е имал наистина да проникне. За да се гарантира, че ацетатът се има командващ парасимпатиковата система, тя влезе директно в мозъка при същата концентрация, при които се оценява, трябва да се доставят на тялото от кръвната плазма. В резултат на това на инсулин отговор на глюкоза става три пъти по-силен. Следователно, ацетат наистина засяга синтеза на инсулин чрез централната нервна система.

Желаещи да се уверите, че отговорът на сигнала ацетат пътува от мозъка чрез вагус е, неговите изследователи режат. Тази процедура се нарича vagotomy. При плъхове вагото ацетат въвеждане причинява приблизително четири кратно намаляване на плазмените концентрации на инсулин в сравнение с контролата. Така че, учените са прави. Те носят много други доказателства, ние ги пропуснете тук, няма да роди на читателя.

Пръстен доказателства накрая стане изолиран (фиг. 3). Чревни бактерии хранителни мастни плъхове активно синтезирани ацетат, който навлиза в мозъка и активира парасимпатиковата система, което води до повишена секреция на инсулин и грелин. Един порочен кръг: колкото повече инсулин се освобождава, толкова по-бързо клетките да абсорбират глюкозата всички, неговата концентрация в плазмата Фолс, стои грелин, а тялото е гладен. Когато става дума за преяждане Накратко, положението бързо се връща към нормалното, но когато стане хронична, над усвояването на мазнините се отлагат в черния дроб и скелетните мускули, те стават устойчиви на инсулин, и там на прага на затлъстяване и метаболитен синдром.

Фиг. 3. Когато излишната мощност ацетат чревни бактерии стимулира развитието на затлъстяване

Както обикновено, в края на работата на изследователите пишат, че изучаването на всички възможни физиологични ефекти на ацетат и други микробни метаболити, са необходими допълнителни изследвания. И вече открили механизъм - увеличаването на производството на ацетати под влиянието на мазни храни, и последващо активиране на парасимпатиковата нервна система - може да служи като цел за лечение на затлъстяване.

Но ако е вярно, ацетат акт, как да бъдем последователи и любители на кисели краставички възстановяване ябълков оцет?