Hun bevindingen kunnen verstrekkende gevolgen hebben voor obesitas in welvarende landen en ondervoeding in verarmde landen.
In de studie, deze week gepubliceerd door Wetenschap , Dr. Lora Hooper en haar onderzoeksteam ontdekten dat de commensale, of goed, bacteriën die in de ingewanden van zoogdieren leven, programmeren de metabolische ritmes die de opname van voedingsvet door het lichaam regelen. Dr Hooper, voorzitter van de immunologie en een onderzoeker van het Howard Hughes Medical Institute, is senior auteur van de studie.
De studie toonde ook aan dat microben deze zogenaamde circadiane ritmes programmeren door een eiwit genaamd histon deacetylase 3 (HDAC3) te activeren, die wordt gemaakt door cellen die de darm bekleden. Die cellen fungeren als tussenpersoon tussen bacteriën die helpen bij de vertering van voedsel en eiwitten die de opname van voedingsstoffen mogelijk maken.
De studie, gedaan in muizen, onthulde dat HDAC3 genen aanzet die betrokken zijn bij de opname van vet. Ze ontdekten dat HDAC3 interageert met de biologische klokmachines in de darm om de ritmische eb en vloed van eiwitten te verfijnen die de opname van vet verbeteren. Deze regulatie vindt overdag plaats bij mensen, die overdag eten, en 's nachts in muizen, die 's avonds eten.
Het microbioom communiceert eigenlijk met onze metabole machinerie om de vetopname efficiënter te maken. Maar wanneer vet overvloedig is, deze communicatie kan leiden tot obesitas. Of hetzelfde gebeurt bij andere zoogdieren, inclusief mensen, is het onderwerp van toekomstige studies."
Dr. Zheng Kuang, postdoctoraal onderzoeker in het Hooper-laboratorium en hoofdauteur
Om terug te gaan in de tijd, het verhaal begint echt met een paar muizen en overspraak tussen twee laboratoria op UT Southwestern.
Dr Hooper, die de kolonie kiemvrije muizen van de universiteit runt, die zijn opgegroeid in omgevingen zonder microben, is ook hoogleraar immunologie en microbiologie en lid van het Center for the Genetics of Host Defense. Ze houdt de Jonathan W. Uhr, MD Distinguished Chair in Immunologie, en is een Nancy Cain en Jeffrey A. Marcus Scholar in Medical Research, ter ere van Bill S. Vowell.
Histon-modificaties - die worden gemaakt door enzymen zoals HDAC3 - regelen de expressie van genen die op hun beurt eiwitten maken die het werk van de cel uitvoeren. Niet lang geleden, het Hooper-laboratorium besloot een muisstudie te doen naar histon-modificaties die samen met circadiane ritmes leken te stijgen en dalen.
Bij het vergelijken van normaal, met bacteriën beladen muizen met kiemvrije, onderzoekers ontdekten dat sommige histon-modificaties - inclusief die gemaakt door HDAC3 - circadiane waren bij normale muizen, maar stabiel gehouden op een vlak niveau in kiemvrije muizen.
Toen nam Dr. Hooper contact op met Dr. Eric Olson, voorzitter van Molecular Biology en directeur van het Hamon Centre for Regenerative Science and Medicine, die onderzoeken hadden gedaan naar HDAC3 in een ander weefsel, het hart. De twee laboratoria werkten samen om een muis te ontwikkelen die alleen HDAC3 in de darmwand miste.
De muizen die ze voortbrachten leken onopvallend tijdens het eten van een normaal voer. Echter, toen de onderzoekers de muizen een hoog vetgehalte gaven, een dieet met veel suiker vergelijkbaar met een dieet dat veel wordt geconsumeerd in de Verenigde Staten - ze vonden iets heel anders.
"We noemen het het junkfood-dieet. Ik beschrijf het als rijden door een fastfoodrestaurant voor een hamburger en friet en dan stoppen bij de donutwinkel, " zei ze. "De meeste muizen op dat dieet worden zwaarlijvig. Tot onze verbazing, degenen die geen HDAC3 in hun darmwand hadden, konden een hoog vetgehalte eten, hoog suikerdieet en blijf slank."
Volgende, ze vergeleken de HDAC3-deficiënte muizen met de kiemvrije muizen. De onderzoekers ontdekten dat beide groepen muizen dezelfde platte, niet-ritmische histon-modificaties, bevestigt het belang van HDAC3 in circadiaanse ritmes.
Elke cel in het lichaam heeft een moleculaire klok die lichaamsprocessen regelt. De muisstudie onthulde dat HDAC3 zich hecht aan die cellulaire klokmachine om ervoor te zorgen dat de opname van vet het hoogst is wanneer zoogdieren wakker zijn en eten.
"Onze resultaten suggereren dat het microbioom en de circadiane klok zijn geëvolueerd om samen te werken om het metabolisme te reguleren, " ze zei.
Waarom zou een systeem evolueren om ons dik te maken? Dr. Hooper gelooft dat het zo geëvolueerd zou kunnen zijn dat zoogdieren energie efficiënt kunnen gebruiken om de immuniteit te verhogen in een omgeving met voedselschaarste.
"Deze regelgevende interactie is waarschijnlijk niet geëvolueerd om ons zwaarlijvig te maken, maar in combinatie met de huidige calorierijke diëten, obesitas ontstaat, " ze zei, eraan toevoegend dat dit speculatie is en dat het team nog steeds bezig is om alle componenten van het pad te begrijpen.
"Onze resultaten suggereren ook dat het verstoren van de interacties tussen de microbiota en de lichaamsklok ons meer kans zou kunnen geven om zwaarlijvig te worden. Deze verstoringen komen vaak voor in het moderne leven wanneer we antibiotica nemen, nachtdiensten werken, of internationaal reizen. Maar we denken dat onze bevindingen uiteindelijk kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor obesitas - en mogelijk ondervoeding - door de bacteriën in onze ingewanden te veranderen."
Maatregelen om overdracht van SARS-CoV-2 via afvalwater in arme regio's te voorkomen
Teken dragen nu meerdere ziekten,
Spijsverteringsverschijnselen komen vaak voor maar zijn mild bij gehospitaliseerde COVID-19-patiënten
Het is veilig om rauw voedsel aan huisdieren te geven,
Westers dieet kan het risico op ‘dodelijke sepsis’ verhogen,
Nieuwe strategie kan de darm-hersencommunicatie versterken
Dat Pepto je maagzweer waarschijnlijk niet zal helpen
Een maagzweer is een zweer of laesie die zich ontwikkelt in het slijmvlies van de slokdarm, maag, of twaalfvingerige darm. Niet lang geleden, er werd aangenomen dat zweren werden veroorzaakt door een
Wees niet bang voor de colonoscopie
Wortelkanalen en colonoscopieën hebben iets gemeen:ze worden algemeen gevreesd door het publiek. Maar op het gebied van tandheelkundige procedures en routine noodzakelijke onderzoeken, respectievelijk
Plantaardig dieet kan je reumatoïde artritis genezen
Volgens de laatste recensie, het aannemen van een plantaardig dieet zou de gezwollen gewrichten en pijn van reumatoïde artritis (RA) goed kunnen verlichten. RA is auto-immuun van oorsprong, een pijn