Влияние вирусов на кишечную микробиоту

Molecular Bases and Role of Viruses in the Human Microbiome

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022283614003301

http://dx.doi.org.sci-hub.cc/10.1016/j.jmb.2014.07.002

Бактерии, археи и грибки имеют соотношение ко всем остальным клеткам в организме примерно 10 к 1.

Больше всего бактерий, а еще больше бактерий – вирусов-бактериофагов (или фагов), которые атакуют бактерии, а не клетки человека.

Большая часть вирусов в организме – бактериофаги, а не эукариоты.

Бактерии и фаги сосуществуют 3-5 млрд лет. Фаги – основной стимул эволюционной изменчивости бактерий.

На Земле примерно 1031 фагов и 1030 бактерий. 10 бактериофагов на 1 бактерию.

Фаги – основной источники горизонтального обмена генами между различными штаммами, видами и даже родами бактерий.

Совершенно необязательно, что вирусы-бактериофаги вредят «фитнесу» бактерий.

Защитные механизмы бактерий:

  1. Защищают свои рецепторы от литических вирусов, вплоть до создания экстраклеточных матриц;
  2. Деградация ДНК атакующего вируса (у 90% бактерий нашли подобную защиту);
  3. Подмножество бактерий самоуничтожается, чтобы ограничить расплод вируса;
  4. CRISPR-Cas – когда хранится определенная «сигнатура» вирусов в бактериальной ДНК. Затем бактерии узнают вирусы по «сигнатуре» и мешают им плодиться, а иногда и атакуют. В основе этого метода (четкое вырезание части ДНК) построены самые современные методы генетической модификации.

Вирусы отвечают точечной мутацией, перегруппировкой генома, словом, быстрой адаптацией/контрадаптацией.

Возможные плюсы бактериофагов:

  1. Вирусы могут привнести гены, потенциально полезные бактериям;
  2. Контролируют размеры популяции отдельного штамма бактерий; Потому человеческая микробиота становится более разнообразной;
  3. Несут в себе гены патогенов (антибиотиков), что помогает бактериям адаптироваться к ним;

Кровь не стерильна, в ней тоже есть вирусы-бактериофаги (и эукариоты). Проникать в кровь они могут через ослабленный кишечный барьер.

А вот на коже большинство вирусов – эукариоты.

Что это всё значит? Ничего нового.

Вирусы – такой же источник изменчивости/адаптации нашего организма по отношению к среде как, допустим, воздействие среды на митохондрии. Еще одна переменная в уравнении.

Поделиться:

Глюкоза при вирусных инфекциях полезна, при бактериальных вредна

http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)30972-2
http://sci-hub.cc/10.1016/j.cell.2016.07.026

В зависимости от патогена, необходима разная диета.
Если у нас бактериальная инфекция, то кетоны уменьшают урон нейронов от реактивных видов кислорода (ROS).
С вирусной инфекцией всё наоборот. Глюкоза необходима для защитной реакции организма на вирусные инфекции.

В исследовании было две модели воспалительных процессов:
бактериальная – заражали листериями;
вирусная – заражали гриппом

Важно то, что для инициации кетоза (а точнее блокирования метаболизма глюкозы) использовали 2-deoxy-d-glucose (2DG), последняя молекула заслуживает отдельного упоминания в разрезе кето-диеты.

Делали так: в каждом модели давали и глюкозу, и 2DG (то есть и блокировали метаболизм глюкозы) и смотрели разницу – где что отличается.

Администрация 2DG напрямую блокировала расплод листерий и шло подавление эндотоксемии (присутствия эндотоксина LPS в крови).
Администрация глюкозы имела противоположный эффект.
Смотрели разницу – нашли в количестве мертвых нейронов в мозгах мышей.
Во время бактериальной инфекции производится много реактивных видов кислорода (ROS).
С помощью 2DG активировали транскрипторный фактор PPAR-alpha, который отвечает за вход в кетоз.
Кетоны действовали как ингибиторы деацетилазы гистонов (разновидность анти-эпилептиков и стабилизаторов настроения, на которые по действию похожи кетоны) и источник энергии, что позволяло клеткам и тканям адаптироваться к бактериальной инфекции.

По время вирусной инфекции ингибирование утилизации глюкозы было летальным (при классическом диетарном кето нет ингибирования утилизации глюкозы).
Вирусная инфекция приводит к стрессу эндоплазматического ретикулума (ER). Отсутствие утилизации глюкозы приводит к большему стрессу этого органоида и возможному адопоптозу (программе клеточной гибели).
Вирусные инфекции стимулируют unfolded protein response (UPR) отчасти через путь PERK-eIF2a-ATF4-CHOP. Когда этот путь активирован, то клетка может либо адаптироваться, либо активировать программу смерти (адопоптоз).
Утилизация глюкозы необходима при вирусных инфекциях для цитозащитной реакции в нейронах.
Отсутствие глюкозы во время вирусных инфекций приводит к пониженному пульсу, более редкому дыханию, более низкой температуре тела.
Глюкоза активно забирается мозгом после вирусной инфекции, но не после бактериальной.

Поделиться: