Согласно новому исследованию, инулин, тип клетчатки, содержащийся в некоторых растительных продуктах и пищевых добавках, вызывает воспаление в кишечнике и усугубляет воспалительные заболевания кишечника. Результаты исследования помогут проложить путь к лечебным диетам, которые помогут облегчить симптомы и улучшить здоровье кишечника.
Научная работа, опубликованная в журнале Journal of Experimental Medicine, показывает, что инулин, который содержится в таких продуктах, как чеснок, лук-порей и т.д., а также в широко используемых добавках с клетчаткой и продуктах с добавлением клетчатки, стимулирует микроорганизмы кишечника высвобождать желчные кислоты, которые увеличивают выработку молекул, способствующих воспалению кишечника.
Один из таких белков, IL-33, приводит к активации иммунных клеток, называемых врожденными лимфоидными клетками группы 2 (ILC2), вызывая чрезмерный иммунный ответ, похожий на аллергическую реакцию. Этот чрезмерный иммунный ответ затем усугубляет повреждение кишечника и симптомы воспалительного заболевания кишечника на животной модели.
Пищевые волокна, включая инулин, считаются неотъемлемой частью здорового питания для большинства людей. Кишечные микроорганизмы превращают инулин и другие виды пищевых волокон в жирные кислоты с короткой цепью, которые активируют иммунные клетки, называемые регуляторными Т-клетками, которые помогают уменьшить воспаление и оказывают другие полезные эффекты на весь организм. Это привело к значительному росту использования пищевых волокон в качестве добавок как к продуктам питания, так и к добавкам, а очищенный инулин или богатый инулином корень цикория часто являются основным источником клетчатки.
«Инулин теперь используется повсюду, от клинических испытаний до пребиотических газированных напитков», — объясняет ведущий автор исследования Мохаммад Арифуззаман (Mohammad Arifuzzaman).
Учёные ожидали, что инулин также будет оказывать защитное действие при воспалительных заболеваниях кишечника, однако обнаружили прямо противоположное.
Кормление инулином мышей в контексте модели воспалительного заболевания кишечника увеличивало выработку определенных желчных кислот определенными группами кишечных бактерий. Повышенное количество желчных кислот увеличило выработку воспалительного белка под названием IL-5 с помощью ILC2. ILC2 также не смогли вырабатывать белок, защищающий ткани, под названием амфирегулин.
В ответ на эти изменения иммунная система стимулирует выработку иммунных клеток, называемых эозинофилами, которые еще больше усиливают воспаление и повреждение тканей. Ранее исследование, проведенное той же группой ученых в 2022 году, показало, что этот поток эозинофилов может помочь защитить от паразитарных инфекций. Однако в модели воспалительного заболевания кишечника эта цепная реакция усугубила воспаление кишечника, снижение веса и другие симптомы, такие как диарея.
В ходе трансляционных исследований на пациентах команда ученых также проанализировала образцы человеческих тканей, крови и стула из банка живых клеток Института им. Джилл Робертс (Jill Roberts Institute). Этот анализ показал, что у пациентов с воспалительным заболеванием кишечника, таких как мыши, которых кормили инулином, наблюдался более высокий уровень желчных кислот в крови и кале, а также чрезмерный уровень эозинофилов в кишечнике по сравнению с людьми без этого заболевания.
Результаты показывают, что каскад воспаления, аналогичный тому, который наблюдался у мышей, получавших инулин, уже запущен у людей с воспалительным заболеванием кишечника, и потребление инулина с пищей может еще больше усугубить заболевание.
Эти неожиданные открытия могут помочь объяснить, почему диеты с высоким содержанием клетчатки часто усугубляют воспалительные заболевания кишечника у пациентов. Это также может помочь ученым разработать лечебные диеты для уменьшения симптомов и повреждения кишечника у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника или связанными с ними состояниями.
Для лечения этих все более распространенных заболеваний кишечника срочно необходимы новые методы лечения. Существующие биологические методы лечения могут увеличить риск развития инфекций или аутоиммунных заболеваний, которые заставляют иммунную систему атаковать организм.
«Настоящее исследование показывает, что не все волокна одинаково влияют на микробиоту и иммунную систему организма», — заключает автор исследования Дэвид Артис (David Arti).«Эти результаты могут иметь более широкое значение для назначения точного питания отдельным пациентам для улучшения их общего состояния здоровья с учетом их уникальных симптомов, состава микробиоты и диетических потребностей».
Литература:
Mohammad Arifuzzaman et al, Dietary fiber is a critical determinant of pathologic ILC2 responses and intestinal inflammation, Journal of Experimental Medicine (2024). DOI: 10.1084/jem.20232148