Исследователи из Медицинского колледжа Бэйлора обнаружили, что сбой циркадных ритмов у мыши может повлиять на функцию печени, реакцию организма на пищу, а также состав микробиоты пищеварительного тракта. В этом исследовании, опубликованном в American Journal of Obstetrics and Gynecology, исследователи впервые показали, что печеночные гены у мышей связаны с биологическими ритмами, микроорганизмами, обитающими в кишечнике, и метаболизмом.
«Организм способен изменять свой метаболизм разными способами. Мы изучили два из них. Один связан с циркадными ритмами – нашими внутренний часами, которые помогают организовать деятельность организма. А другой действует через микробиом – бактерии, живущие в желудочно-кишечном тракте», — объясняет ведущий автор исследования, доктор Дерек О’Нил (Derek O’Neil), постдокторант в области акушерства и гинекологии в Бэйлоре.
Для изучения взаимосвязи между биологическими часами и микробиомом ученые модифицировали гены мышей, убирая из печени только тот ген, который опосредует её синхронизацию с ритмами – ген Npas2. Затем они наблюдали эффект в тесте на циркадную активность, который чаще всего используется в науке. Это ограниченное кормление, при котором помимо всего ещё сорваны обычные часы кормления. И вместо того, чтобы иметь неограниченный доступ к пище в течение 12 часов в ночное время (обычное время кормления для мышей), мыши получали его всего лишь в течение четырёх дневных часов.
Две группы мышей (нокаутированные и контроль) жили в таком режиме в течение 17 дней. До, во время и после тестирования исследователи брали образцы кала, по которому определяли тип микробов, и измеряли, какое количество пищи животные не съедали и насколько у них менялась масса.
Результаты показали, что изменение биологических часов печени животных привело к изменениям в микробиоме кишечника. У мышей, лишённых гена Npas2, состав бактерий значительно модифицировался в сторону более патогенных микроорганизмов. Кроме того, хоть обе группы мышей и съедали примерно одинаковое количество полностью сбалансированной пищи, но в весе потеряли больше обычные мыши, чем нокаутные.
«Нокаута гена, который управляет циркадными ритмами в печени, было достаточно, чтобы не только изменить устойчивость мышей к потере веса при ограниченном кормлении, но повлиять на микроорганизмы кишечника. Это первое научное исследование, которое показывает чёткие доказательства сложного взаимодействия между системой биологических ритмов, кишечной флорой и обменом веществ хозяина в условиях пищевого стресса», — отметил старший автор – доктор Керсти Аагаард (Kjersti Aagaard), профессор акушерства и гинекологии в Бэйлоре.
Учёные отмечают, что их работа может иметь потенциальную пользу для клиники. Но к области их интересов всё-таки ближе беременность и неонатальный период жизни. Они предполагают, что их выводы могут привести к появлению большего количества исследований, направленных на углубление понимания сложных взаимодействий между нарушениями циркадных ритмов как матери, так и ребёнка в неонатальном периоде жизни, микробиомом и поддержанием обмена веществ и веса женщины.
Текст: Анна Хоружая
Conditional postnatal deletion of the neonatal murine hepatic circadian gene, Npas2, alters the gut microbiome following restricted feeding by Derek S. O’Neil, Christopher J. Stewart, Derrick M. Chu, Danielle M. Goodspeed, Pablo J. Gonzalez-Rodriguez, Cynthia D. Shope ,and Kjersti M. Aagaard in American Journal of Obstetrics and Gynecology. Published online March 2017
doi:10.1016/j.ajog.2017.03.024
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
