Akkermansia muciniphila. Кето и микробиота

Akkermansia muciniphilaAkkermansia muciniphila – бактерия, живущая у нас в кишечнике.

Микробиота – один из фокусов западных исследований последних лет, как и кето-диета. Давайте их «поженим» и посмотрим, как меняется микрофлора кишечника во время кето-диеты.

Akkermansia muciniphila – бактерия, на которую сильнее всего влияет кетогенная диета [1]. В исследовании [1] сравнивали бактерии в слепой кишке и в кале у четырех группы мышей: нормальные/кето, мыши с аутизмом и кето. Статья посвящена тому, что улучшение симптоматики аутизма благодаря кето-диете связано отчасти с изменение микрофлоры кишечника.

На кето более заметен был рост [1]:

  • Akkermansia muciniphila;
  • Methanobrevibacter spp.;
  • Roseburia spp;

И в кале было больше лактобактерий.

В среднем размер популяции A. Muciniphila у мышей-аутистов и кетогенных ауистов различался в 100 раз в пользу последних.

Akkermansia muciniphila

Для начала хочу напомнить вам, что к росту численности этой бактерии приводит и метформин [2, 3]. Еще раз мы сталкиваемся с тем, что эффекты кето-диеты и метформина отчасти схожи. Еще из моей метформиновый статьи мы помним, что Akkermansia muciniphila укрепляет стенки кишечника (а заодно и иммунную систему кишечника).

Неподвижные бактерии Akkermansia muciniphila питаются муцином, чем стимулируют рост количества бокаловидных клеток, производящих муцин [2, 4]. Также они создают коротко цепочные жировые кислоты, которыми могут питаться другие виды бактерий [4]. Кроме жировых кислот эти бактерии синтезируют ацетат и пропионат [4].

Так как эта бактерия хотя бы немного исследована, давайте посмотрим, с чем она ассоциируется:

  • Ниже C-реактивный белок (меньше воспаления);
  • Ниже АЛТ и АСТ (меньше катаболизма клеток печени);
  • Немного ниже глюкоза;
  • Ниже инсулин и выше чувствительность к инсулину;
  • Ниже триглицериды;
  • Ниже концентрация лептина (повышается чувствительность к лептину);
  • Другие параметры.

Methanobrevibacter smithii

Это археи, составляющие до 10% всего «поголовья» кишечника, они перерабатывают клетчатку до коротко-цепочных жировых кислот [5]. Роль архей в кишечнике человека до конца не ясна.

M. smithii активируют дендритные клетки иммунной системы [6]. Последние, в свою очередь, являются частью иммунной системы. Один из возможных механизмов того, почему кето-диета улучшает симптоматику аутоиммунных заболеваний.

Roseburia spp

Эти бактерии улучшают иммунную функцию кишечника, активируют антимикробные пептиды, в одном из исследований помогала людям с колитом [7].

  1. Ketogenic diet modifies the gut microbiota in a murine model of autism spectrum disorder
  2. Metformin Is Associated With Higher Relative Abundance of Mucin-Degrading Akkermansia muciniphila and Several Short-Chain Fatty Acid-Producing Microbiota in the Gut
  3. Effect of Metformin on Metabolic Improvement and Gut Microbiota
  4. Akkermansia muciniphila and improved metabolic health during a dietary intervention in obesity: relationship with gut microbiome richness and ecology
  5. A humanized gnotobiotic mouse model of host–archaeal–bacterial mutualism
  6. The Intestinal Archaea Methanosphaera stadtmanae and Methanobrevibacter smithii Activate Human Dendritic Cells
  7. Human Gut Symbiont Roseburia hominis Promotes and Regulates Innate Immunity

 

 

Поделиться:

Метформин. Механизмы действия

Стандартный и общепринятый механизм действия метформина – это активация аденозин-монофосфат протеин-киназы (AMPK – eng).

AMPK – «топливный» сенсор для метаболизма глюкозы и липидов, который выступает в роли клеточного стрессора, запускающего ряд процессов. AMPK активируют физические нагрузки [и голодание], когда сокращение мышц приводит к истощению запасов АТФ, АМФ. После чего с помощью глюкагона начинается аутофагия.
Физические нагрузки активируют АMPK не только в мышцах, но одновременно и в печени и в жировой ткани. Контролируется AMPK лептином и грелином, оба высвобождаются из жировой ткани. Первый снижает уровни AMPK в мозгу, второй повышает. Также грелин стимулирует выброс гормона роста и способствует набору сухой массы.

Повышение уровня AMPK ингибирует отложение гликогена, увеличивает потребление (reuptake) глюкозы и улучшает восприимчивость инсулину.
Короче AMPK ингибирует анаболические процессы (синтез жирных кислот, триглицеридов, синтез белков) и включает катаболические (синтез АТФ: оксидация жиров и гликолиз);

Вернемся к метформину. Он ингибирует активность комплекса I митохондий. Производство АТФ падает и активируется AMPK, чтобы компенсировать эти процессы.
Митохондриальный стресс приводит и к другим вещам, независимым от AMPK. Ответ на стресс приводит к активации фактора роста фибробласта 21 (FGF21), который стимулирует поглощение глюкозы адипоцитами, но не другими клетками, что улучшает метаболический профиль.

Также метформин понижает выработку глюкозы печенью через ингибирование фермента митохондриальная глицерофосфат дегидрогеназа (mGPD). Этот же механизм может привести к сбою конвертации лактата в пируват. Как известно, лактоацидоз – одна из возможных побочек метформина.

Кишечник
– больше всего метформин сконцентрирован в мукозе;
– самый больший эффект происходит на бактерии Akkermansia (грам-негативные, анаэробные, неподвижные бактерии, находящиеся в основном в мукозе), они увеличивают выработку муцина;
– когда эти бактерии администрировали во время HF-диеты вместо метформина – метаболический профиль увеличивался; и количество бокаловидных клеток, производящих муцин увеличивалось, как при самом метформине;
– эти бактерии и метформин снижали активность Т-клеток (механизм не ясен), далее снижались IL-1β и IL-6, через которые меняется экспрессия рибонуклеиновой кислоты в висцеральной жировой ткани, то есть меньше висцерального жира откладывается и снижаются небольшие тканевый воспалительные процессы;
Akkermansia взаимодействует с эндоканнабиоидными рецепторами, что снижаем воспаление, улучшает барьерную функцию и секрецию пептидов кишечника – что улучшает метаболический профиль во время плохой диеты;
– муцин усиливает “сопротивляемость” дендритных клеток кишечника (иммунной системы) и ингибирует транскрипцио́нный фактор NF-κB B-лимфоцитов.

Большую часть уже рассказал. Метформин приводит к увеличению концентрации глюкагоноподобного пептида 1 (GLP-1, инкретин) в крови. Что повышает чувствительность к инсулину (см эффекты GLP-1 на ЖКТ) и приводит к пролиферации и неогенезу бета-клеток поджелудочной.

Аутофагия улучшает функцию поджелудочный и снижает воспалительные тканевые процессы низкого уровня (характерно для диабетиков, особенно в поджелудочной). за счет ингибирования инфламмосом.

 

  1. New mechanisms of metformin action: Focusing on mitochondria and the gut by Kyu Yeon Hur, Myung-Shik Lee
  2. Intermittent Fasting and Leptin by Jack Kruse

P.S. Не трогал ретикулум, так как он тоже связан с AMPK. Не трогал долгожительность червей/мышей , так как там всё не очень ясно по обзорке, лучше посмотреть конкретные исследования.

Поделиться: