Science: животным, впадающим в спячку, помогают выжить микроорганизмы в кишечнике

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, ученые из Университета Висконсин-Мэдисон (University of Wisconsin-Madison) обнаружили, что микроорганизмы в кишечнике впадающих в спячку животных помогают перерабатывать питательные вещества, поддерживая мышцы зимой.

Новизна исследования

Чтобы пережить долгую зиму без еды, впадающие в спячку животные, такие как белки, могут замедлить свой метаболизм на 99%, но им по-прежнему нужны важные питательные вещества, такие как белки, для поддержания мышц во время спячки.

Какую роль играет мочевина?

Один из источников азота, жизненно важного строительного блока для аминокислот и белков, накапливается в организме всех животных (включая человека) в виде мочевины, компонента мочи. Мочевина, попадающая в пищеварительный тракт белок, может расщепляться некоторыми кишечными микроорганизмами, которым также нужен азот для собственных белков. 

Исследователи вводили мочевину, приготовленную из отслеживаемых изотопов углерода и азота, в кровь белок в 3 этапа — в активные летние дни, в начале зимней спячки и в конце зимы. Некоторым белкам также вводили антибиотики, чтобы уничтожить большинство микроорганизмов в их кишечнике. Как и предполагалось, азот, содержащий изотопы, выделялся некоторыми кишечными микроорганизмами, которые разлагали введенную мочевину.

Микроорганизмы помогают впадающим в спячку животным перерабатывать питательные вещества, поддерживая мышцы зимой

Исследователи наблюдали 2 различия, которые поддерживают этот микробный путь. У белок, кишечные микроорганизмы которых были в значительной степени истощены антибиотиками, отслеживалось гораздо меньше азота в печени и мышцах. И когда исследователи секвенировали геномы микроорганизмов, обнаруженных в кишечнике белок, они обнаружили, что по мере затягивания зимней спячки увеличивалось присутствие генов, связанных с выработкой фермента под названием уреаза. Уреаза не вырабатывается животными. Только микроорганизмы, экспрессирующие уреазу, способны расщеплять молекулу мочевины и высвобождать азот.

Практическая значимость работы

Открытие поможет людям с атрофией мышц и даже астронавтам в длительных космических путешествиях.

Авторы другого исследования утверждают, что диета влияет на работу иммунной системы через кишечные микроорганизмы.

Перед применением советов и рекомендаций, изложенных на сайте «Medical Insider», обязательно проконсультируйтесь с врачом!

  telegram    

Учредитель сетевого издания (Medical Insider), главный редактор, автор статей.

Врач ультразвуковой диагностики в СЗЦДМ, травматолог-ортопед, г. Санкт-Петербург

E-mail для связи - [email protected]