Согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале  Cell Reports , диета, богатая соевым белком, повышает восприимчивость человека к Clostridioides difficile за счет повышения уровня аминокислот (АК) в кишечнике и стимулирования роста  Lactobacillus . Lactobacillus , в свою очередь, переваривают соевый белок с образованием аминокислот, что опять-таки способствует  развитию C. difficile  и, следовательно,  инфекции Clostridioides difficile  (CDI).

Отчет: Источники диетического белка модулируют восприимчивость хозяина к инфекции Clostridioides difficile через кишечную микробиоту.

Фон

Бактерии C. difficile вызывают инфекцию толстой кишки (ободочной кишки). C. difficile – это грамположительный спорообразующий облигатный анаэроб, который повсеместно встречается в толстой кишке и вызывает внутрибольничные инфекции.

Могут возникнуть различные симптомы, от легкой диареи до тяжелого повреждения толстой кишки. Кроме того, использование антибиотиков часто связано с развитием заболевания C. difficile. Это заболевание в первую очередь поражает пожилых пациентов, госпитализированных в больницы или учреждения длительного ухода.

Обычно наблюдается снижение резистентности к колонизации C. difficile после антибиотикотерапии, что приводит к дисбиозу кишечной микробиоты. Микробиота кишечника конкурирует с C. difficile за питательные вещества, а также вырабатывает специфические метаболиты, которые предотвращают колонизацию C. difficile.

На здоровье кишечника человека и восприимчивость к ИКД в значительной степени влияют диетические факторы. Чтобы смягчить воспаление кишечника, неперевариваемые углеводы способствуют выведению C. difficile, индуцируя выработку короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) кишечными микробами. Некоторые диеты, богатые питательными веществами, например, с высоким содержанием жиров, цинка и белков, ухудшают ИКД, изменяя состав микробиоты кишечника.

Однако неизвестно, как определенные пищевые компоненты взаимодействуют с микробиотой кишечника, влияя на ИКД. Нет доступной информации о том, какие конкретно диетические факторы влияют на микробиоту кишечника с точки зрения ее состава и метаболизма.

Изучение

В текущем исследовании изучалось, как определенные пищевые компоненты взаимодействуют с микробиотой кишечника и как это взаимодействие может изменить тяжесть ИКД.

Nature's Way, Primadophilus Reuteri, улучшенный пробиотик, 5 миллиардов КОЕ, 90 вегетарианских капсул

Это исследование было выполнено на самках мышей C57BL/6 WT, не содержащих специфических патогенов (возраст 5 недель). Образцы кала собирали у отдельных мышей после лечения цефоперазоном и непосредственно перед инфекцией для анализа состава кишечной микробиоты и количественного определения уровня АК в кале.

Рационы этих животных были модифицированы двумя основными источниками белка: соей (SD) и казеином (PD). Мышей, которых лечили антибиотиками, разделили на две группы: получавших обычную естественную диету (RD) и получавших обычную очищенную диету (PD). Затем исследователи использовали CE-TOFMS для сравнения кишечных метаболитов мышей, получавших RD и PD. Затем была изучена микробиота кишечника в ответ на RD и SD.

Исследованы гены 16S рРНК в фекальной микробиоте мышей. Исследователи использовали секвенирование всего генома, чтобы обнаружить протеазу клеточной оболочки (CEP) в изолированных Lactobacillus murinus. После этого были созданы prtP-дефицитные штаммы L. murinus (Lm prtP). Затем исследователи проверили, может ли Lm prtP расти в модифицированной минимальной среде, особенно в сое.

Результаты

Было обнаружено, что диета хозяина влияет на их восприимчивость к ИКД, поскольку РЗ усугубляет исходы ИКД, способствуя росту C. difficile в желудочно-кишечном тракте. В кишечнике диета с соевым белком повышает уровень АК и способствует размножению C. difficile.

Согласно анализу главных координат, фекальные метаболиты значительно различались между мышами, которых кормили либо RD, либо PD. Между мышами, получавшими RD, и мышами, получавшими PD, наблюдалась значительная разница в уровнях фекалий в отношении большинства АК и их производных между двумя группами.

Росту C. difficile способствуют диеты с соевым белком за счет увеличения концентрации аминокислот в кишечном тракте. Соевый белок способствует росту видов Lactobacillus, которые производят аминокислоты. Согласно анализу гена 16S рРНК фекальной микробиоты мышей, род Lactobacillus был значительно более распространен у мышей, получавших антибиотики и получавших RD и SD.

L. murinus предпочитает соевый белок казеину для повышения уровня АК. Протеиназа клеточной оболочки PrtP является важным ферментом L murinus, который повышает уровень аа и способствует росту C. difficile. АК поставляются L murinus зависимым от PrtP образом и играют важную роль в стимулировании роста C. difficile.

В совокупности полученные данные показали, что пищевой соевый белок способствует росту Lactobacillus и повышает уровень АК в кишечнике во время дисбиоза, вызванного антибиотиками, что способствует колонизации и росту C. difficile. Также было замечено, что в присутствии соевого белка L. murinus росла и продуцировала больше аминокислот, чем в присутствии казеина. Кроме того, протеаза внеклеточной клеточной стенки PrtP способствовала повышению уровня АК. L. murinus, выделенный из морды мышей, продуцировал АК с использованием соевого белка, а не казеина.

Вывод

Взаимное взаимодействие между диетой и микробиотой кишечника может влиять на восприимчивость к ИКД. Например, диета с высоким содержанием белка или лечение АК-ферментирующими бактериями после лечения антибиотиками может эффективно снизить уровень АК в кишечнике и предотвратить ИКД.

Учитывая, что диета и кишечная микробиота взаимодействуют, чтобы контролировать рост C. difficile, это исследование предоставляет дополнительные доказательства того, что специфическая кишечная микробиота и метаболиты микробного происхождения влияют на восприимчивость хозяина к инфекциям кишечными патогенами.