Согласно новому исследованию Weill Cornell Medicine, инулин, тип клетчатки, содержащийся в некоторых растительных продуктах и пищевых добавках, вызывает воспаление в кишечнике и усугубляет воспалительные заболевания кишечника в доклинической модели. Удивительные результаты могут проложить путь к лечебным диетам, которые помогут облегчить симптомы и улучшить здоровье кишечника.
Исследование, опубликованное 20 марта в «Журнале экспериментальной медицины» , показывает, что инулин, который содержится в таких продуктах, как чеснок, лук-порей и анчоус, а также в широко используемых добавках с клетчаткой и продуктах с добавлением клетчатки, стимулирует высвобождение микробов в кишечнике. желчные кислоты, которые увеличивают выработку молекул, способствующих воспалению кишечника.
Один из таких белков, IL-33, вызывает активацию 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 микробы 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 повсюду, от клинических испытаний до пребиотических газированных напитков», — сказал ведущий автор Мохаммад Арифуззаман, научный сотрудник Weill Cornell Medicine.
Он и его коллеги ожидали, что инулин также будет оказывать защитное действие при воспалительных заболеваниях кишечника. Но они 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 исследователей 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, потерю веса и другие симптомы, такие как диарея.
В ходе трансляционных исследований на пациентах команда также проанализировала образцы человеческих тканей , крови и стула из банка живых клеток Института Джилл Робертс Weill Cornell Medicine по исследованию воспалительных заболеваний кишечника. 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», — сказал старший автор Дэвид Артис, директор Института исследований воспалительных заболеваний кишечника Джилл Робертс и директор Центра Фридмана. Питание и воспаление в Weill Cornell Medicine.
«Эти результаты могут иметь более широкое значение для предоставления точного питания отдельным пациентам для улучшения их общего состояния здоровья с учетом их уникальных симптомов, состава микробиоты и диетических потребностей».
Дополнительная информация: Мохаммад Арифуззаман и др., Пищевая клетчатка является решающим фактором, определяющим патологические реакции ILC2 и воспаление кишечника, Журнал экспериментальной медицины (2024). DOI: 10.1084/jem.20232148