Согласно новому исследованию, опубликованному сегодня в JCI Insight, бактерии в кишечнике, известные как микробиом кишечника, могут быть виновниками артрита и боли в суставах, от которых страдают люди, страдающие ожирением.
Остеоартрит, частый побочный эффект ожирения, является главной причиной инвалидности в США, от которой страдает 31 миллион человек. Иногда называется "износ" артрит, остеоартрит у людей, страдающих ожирением, долгое время считалось просто следствием чрезмерной нагрузки на суставы. Но исследователи из Медицинского центра Университета Рочестера предоставляют первое доказательство того, что бактерии в кишечнике, регулируемые диетой, могут быть ключевой движущей силой остеоартрита.
Ученые обнаружили, что у мышей с ожирением в кишечнике было больше вредных бактерий, чем у худых мышей, которые вызывали воспаление по всему телу, что приводило к очень быстрому разрушению суставов. Хотя обычные пребиотические добавки не помогли мышам сбросить вес, они полностью изменили другие симптомы, в результате чего кишки и суставы мышей с ожирением стали неотличимы от худых мышей.
На что способна западная диета с высоким содержанием жиров
Команда URMC во главе с доктором Майклом Зушиком.D., доцент кафедры ортопедии в Центре исследований опорно-двигательного аппарата (CMSR) Роберт Муни, Ph.D., профессор патологии и лабораторной медицины, и Стивен Гилл, доктор философии.D., доцент микробиологии и иммунологии, кормил мышей диетой с высоким содержанием жиров, похожей на западную диету с чизбургерами и молочными коктейлями.
Всего за 12 недель диеты с высоким содержанием жиров мыши стали страдать ожирением и диабетом, почти вдвое увеличив процентное содержание жира в их организме по сравнению с мышами, получавшими здоровую диету с низким содержанием жиров. В их толстой кишке преобладали провоспалительные бактерии и почти полностью отсутствовали некоторые полезные пробиотические бактерии, такие как обычная добавка к йогурту Bifidobateria.
Изменения в микробиоме кишечника мышей совпали с признаками воспаления всего тела, в том числе в их коленях, где исследователи вызвали остеоартрит разрывом мениска, распространенной спортивной травмой, которая, как известно, вызывает остеоартрит. По сравнению с худыми мышами остеоартрит прогрессировал гораздо быстрее у мышей с ожирением, при этом почти весь их хрящ исчез в течение 12 недель после разрыва.
"Хрящ – это одновременно и подушка, и смазка, поддерживающая движения суставов без трения," сказал Zuscik. "Когда вы теряете это, это кость на кость, камень на камень. Это конец линии, и вам нужно заменить весь сустав. Предотвратить это – вот что мы, исследователи остеоартрита, стремимся сделать – сохранить этот хрящ."
Можете ли вы съесть свой торт и защитить свои суставы??
Удивительно, но влияние ожирения на кишечные бактерии, воспаление и остеоартрит было полностью предотвращено, когда диета с высоким содержанием жиров для мышей с ожирением была дополнена обычным пребиотиком, называемым олигофруктозой. Коленный хрящ мышей с ожирением, которые принимали добавку олигофруктозы, был неотличим от хряща худых мышей.
Пребиотики, такие как олигофруктоза, не могут усваиваться грызунами или людьми, но они являются желанным лакомством для определенных типов полезных кишечных бактерий, таких как бифидобактерии. Колонии этих бактерий поедались и росли, захватывая кишки мышей с ожирением и вытесняя плохих актеров, таких как провоспалительные бактерии. Это, в свою очередь, уменьшило системное воспаление и замедлило разрушение хрящей в коленях мышей, страдающих остеоартритом.
Олигофруктоза даже сделала мышей с ожирением менее диабетическими, но была одна вещь, которую пищевая добавка не изменила: вес тела.
Мыши с ожирением, которым вводили олигофруктозу, оставались тучными, неся ту же нагрузку на суставы, но их суставы были более здоровыми. Простого уменьшения воспаления было достаточно, чтобы защитить суставной хрящ от дегенерации, поддерживая идею о том, что воспаление, а не биомеханические силы, вызывают остеоартрит и дегенерацию суставов.
"Это подтверждает идею о том, что остеоартрит является еще одним вторичным осложнением ожирения, точно так же, как диабет, сердечные заболевания и инсульт, причиной которых является воспаление," сказал Муни. "Возможно, все они имеют один и тот же корень, и микробиом может быть этим общим корнем."
Перед тем, как отправиться в магазин витаминов
Хотя есть параллели между микробиомами мыши и человека, бактерии, которые защищали мышей от остеоартрита, связанного с ожирением, могут отличаться от бактерий, которые могут помочь людям. Зускик, Муни и Гилл стремятся сотрудничать с исследователями из «Военного и ветеранского микробиома»: Консорциум исследований и образования в США.S. Департамент по делам ветеранов перенесет это исследование на людей.
Команда надеется сравнить ветеранов, страдающих остеоартрозом, связанными с ожирением, с ветеранами, которые этого не делают, для дальнейшего выявления связи между кишечными микробами и здоровьем суставов. Они также надеются проверить, могут ли пребиотические или пробиотические добавки, которые формируют микробиом кишечника, иметь аналогичные эффекты у ветеринаров, страдающих остеоартритом, как у мышей.
"Не существует лечения, которое могло бы замедлить прогрессирование остеоартрита, и определенно ничто не может обратить его вспять," сказал первый автор Эрик Шотт, Ph.D., постдокторант в CMSR и будущий научный сотрудник в области клинических исследований в Solarea Bio, Inc. "Но это исследование закладывает основу для разработки методов лечения, нацеленных на микробиом и фактически излечивающих болезнь."