Ученые из США предполагают в новом исследовании, что кишечные бактерии составляют часть сложной системы, которая контролирует кровяное давление. Они обнаружили, что специализированный чувствительный к запаху рецептор по идее присутствующий в носу, также находится в кровеносных сосудах по всему организму. В кишечнике этот рецептор реагирует на крошечные молекулы, производимые бактериями, повышая кровяное давление. Данное исследование может способствовать лучшему пониманию того, как антибиотики, пробиотики, и изменения в рационе воздействуют на кровяное давление.
Исследовательская группа под руководством ученых из Университета Джона Хопкинса и Йельского университета, пишут о своем исследовании, которое они провели на мышах и лабораторных культурах, в онлайн выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences от 11 февраля.
Первый автор Дженнифер Плужник, старший преподаватель физиологии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса, говорит, что ученые были удивлены, обнаружив, что кишечные микробы участвуют в регуляции кровяного давления и здоровья: «Предстоит еще очень много узнать об этом механизме, тем не менее, нам уже известны некоторые его «участники» и то, как они взаимодействуют».
Обонятельный рецептор 78 можно обнаружить по всему организму
Рецепторы – это белки, находящиеся, как правило, на поверхности клеток. Они избирательно связываются с определенными молекулами и реагируют на них, точно также замок отпирается только специальным ключом. Эти специфические молекулы являются химическими сигналами, которые побуждают клетки к определенным действиям, таким как деление и смерть, или позволяют особенным веществам входить в клетку или выходить из нее.
Несколько лет назад Плужник обнаружила чувствительные к запаху рецепторы (которые, как считалось, присутствуют только в носу) в почках; это событие она описывает как «счастливое совпадение».
Плужник и ее исследовательская группа обнаружили, что такие рецепторы, а именно обонятельные рецепторы 78 (Olfr78), разбросаны по всем основным ответвлениям артерий почек, а также по небольшим сосудам и артериолам, которые ведут к почечным фильтрам. В ходе дальнейших изучений они обнаружили Olfr78 по всему организму на стенках небольших кровеносных сосудов, причем большая их часть локализовалась в сердце, диафрагме, скелетных мышцах и коже.
Короткоцепочные жирные цепочки, производимые кишечными бактериями, воздействуют на кровяное давление
Заинтригованные своей находкой, Плужник и ее коллеги решили определить, какие молекулы связываются с Olfr78. Они запрограммировали клетки на выделение рецептора на своей поверхности, и «оборудовали» их таким образом, что когда с рецептором связывалась молекула, она вызывала реакцию светоизлучающего химического вещества. Поэтому каждый раз, когда клетка «загоралась», это означало, что определенная молекула связалась с Olfr78.
Ряд тестов с различными молекулярными сочетаниями позволил обнаружить, что Olfr78 связывается только с уксусной кислотой, чаще называемой просто уксусом. Дальнейшие исследования показали, что с Olfr78 также связывается пропионат.
Уксусная кислота, ее производное – ацетат, и пропионат входят в группу молекул, называемых короткоцепочными жирными кислотами (КЦЖК). КЦЖК продуцируются в толстом кишечнике в результате бактериальной ферментации растворимых пищевых волокон. Затем они всасываются в кровоток, где взаимодействуют с Olfr78.
Ученые обнаружили, что когда мышам, у которых отсутствовал ген Olfr78, вводились КЦЖК, их кровяное давление опускалось, что говорит о том, что КЦЖК, как правило, заставляют его подниматься. Однако когда КЦЖК были введены нормальным мышам, у которых имелся ген Olfr78, исследователи с удивлением обнаружили, что это также вызвало понижение кровяного давления, хотя не такое значительное, как у других мышей.
Сложные и противоречащие взаимоотношения между КЦЖК и рецепторами
Исследователи решили выяснить, что произойдет, если сократить у мышей количество КЦЖК доступных Olfr78, включая кислоты, продуцируемые кишечными бактериями. Так, они освободили мышей от кишечных бактерий при помощи трехнедельного курса антибиотиков, и пронаблюдали за их кровяным давлением. У нормальных мышей изменения наблюдались совсем незначительные, тогда как у мышей, у которых отсутствовали рецепторы Olfr78, кровяное давление поднялось. Это позволяет предположить, что взаимосвязь между Olfr78, КЦЖК и кровяным давлением немного сложнее, чем казалось вначале: вовлечены ли другие факторы?
В конце концов, исследовательская группа обнаружила, что не связанный с запахом рецептор, Gpr41, также играет здесь роль. Gpr41 тоже связывается с КЦЖК, и когда это происходит, кровяное давление понижается. Таким образом, протекает два противоречащих друг другу процесса: когда КЦЖК связываются с Olfr78, кровяное давление повышается, когда же они связываются с Gpr41, давление понижается. Однако эффект Gpr41 сильнее, и увеличение количества КЦЖК приводит в целом к понижению кровяного давления.
Плужник говорит, что существует «большое количество «участников», вовлеченных в процесс поддержания стабильных уровней кровяного давления», и они обнаружили только некоторые из них. «Мы не знаем, почему целесообразно понижение кровяного давления после еды, или почему кишечные микробы играют роль в инициировании этого изменения. Однако наша работа делает возможным изучение эффектов методов лечения антибиотиками, пробиотиками или изменения рациона, оказываемых на уровень кровяного давления у мышей, и возможно, в конечном счете, у людей», - добавляет она.
Исследование было проведено на средства грантов, выданных Национальным институтом по изучению диабета и заболеваний почек и пищеварительной системы и Фондом Leducq. Исследование на животных, опубликованное в The Journal of Proteome Research в 2012 году, говорит о том, что бактерии, находящиеся в толстом кишечнике, могут также иметь отношение к ожирению, замедляя активность сжигающего энергию коричневого жира.
Источник: medicalnewstoday.com