Группа физиологов из Женевского университета обнаружила, что длительное пребывание лабораторных мышей на холоде влияет на состав их микробиома и ведет к значительному снижению веса. И хотя в норме это снижение быстро приостанавливается, пересадка «холодового микробиома» другим мышам, живущим в нормальных условиях, совместно с одной из утраченных бактерий, приводит к сильному и продолжительному похуданию. Работа опубликована в журнале Cell.

В лабораторных условиях мыши живут в комфортной для них температуре 21 градус по Цельсию. Ученые перенесли их в специальные вольеры, где поддерживалась более холодная температура в 6 градусов по Цельсию. В них мыши прожили от 11 до 30 дней. На протяжении всего этого срока исследователи регулярно измеряли температуру тела подопытных животных, брали пробы стула, крови и жировой ткани.

Схема физиологических изменений при холодовом температурном режиме у мышей. Изображение: Mirko Trajkovski et als. / Cell

В целом в комфортных условиях мыши поддерживают постоянный вес тела и его температуру. Однако при переселении в холодные вольеры у них было отмечено небольшое понижение температуры тела, падение сахара в крови и повышение чувствительности к инсулину. Затем у мышей началась быстрая потеря веса за счет «сжигания» жировой прослойки. Пробы стула показали также значительные изменения в составе микробиома кишечника. Например, практически полностью исчезла такая бактерия как Akkermansia muciniphila, отвечающая за наиболее эффективное усвоение питательных веществ (ее часто связывают с возникновением таких заболеваний как ожирение и диабет).

Изменения в составе микробиома привели к ухудшению усвоения питательных веществ. Однако спустя всего неделю после исчезновения Akkermansia muciniphila потери веса у мышей прекратилась, а эффективность пищеварения начала восстанавливаться. Вскрытие показало,что у мышей произошло разрастание кишечника. Его площадь, длина и объем практически удвоились, что позволило повысить всасывание питательных веществ и компенсировать утрату Akkermansia muciniphila.

Далее физиологи пересадили микробиом живших на холоде мышей двум другим группам подопытных мышей, предварительно лишенных собственного микробиома и проживающих в нормальных температурных условиях. В обоих случаях в организмах экспериментальных животных начались такие же изменения, как если бы они были подвергнуты длительному воздействию холода: снижение сахара в крови, потеря веса, превращение белого жира в бурый, повышение чувствительности к инсулину и, в конечном счете, такое же увеличение размеров кишечника. Одновременная пересадка Akkermansia muciniphila вместе с «холодовым микробиомом», либо в условиях воздействия на животное холодом, предотвращает увеличение площади кишечника, позволяя значительно продлить эффект «похудения» во времени.

В целом пересаженный «холодовой микробиом» практически удваивает скорость метаболизма жиров у мышей, а также влечет серьезную перестройку тканей кишечника, за счет экспрессирования  ряда генов, отвечающих за прекращение, например, апоптоза клеток слизистой оболочки кишок. Все это позволяет предположить, что в будущем пересадка микробиома может использоваться и как терапевтическое средство для людей, заменяющее стандартную процедуру липосакции.

Микробиом – это сообщество симбиотических (в частности помогающих в пищеварении) и патогенных микроорганизмов населяющих тела животных и человека. Считается, что на десять живых клеток в организме людей приходится девять бактериальных, и лишь одна своя. В настоящий момент предметом особых дискуссий и исследований является так называемая ось «кишечная микробиота –мозг». Существуют данные, что бактерии способны вырабатывать химические вещества сходные с нейромедиаторами, которые могут воздействовать на нервную систему и поведение.

Автор: Даниил Кузнецов