Диета с высоким содержанием насыщенных жиров может перепрограммировать иммунные клетки

Ученые из Портлендского государственного университета (Portland State University) впервые показали, что употребление в пищу исключительно насыщенных жиров может перепрограммировать иммунную систему мыши, делая ее более способной бороться с инфекцией и более восприимчивой к системным воспалительным заболеваниям, включая сепсис. Результаты научной работы опубликованы в журнале eLife.

Новизна исследования

Кетогенная или «кето» диета — популярная диета с высоким содержанием жиров, используемая для похудения или для контроля эпилептических припадков. В этом исследовании впервые показано, что если кормить мышей кето-диетой с высоким содержанием насыщенных жиров, то это может оказать значительное влияние на их иммунную систему.

Предыдущие исследования показали, что мыши, которых кормили западной диетой с высоким содержанием жира и сахара, были более восприимчивы к сепсису и имели более высокий уровень смертности, чем мыши, которых кормили обычной диетой. В текущем исследовании ученые обнаружили аналогичные эффекты у мышей, которых кормили кетогенной диетой с высоким содержанием жиров, предполагая, что диетические жиры могут играть определенную роль в развитии сепсиса.

Пальмитиновая кислота

Исследователи сосредоточились на одном конкретном жире, обнаруженном в крови мышей, которых кормили кетогенной диетой: пальмитиновой кислоте, которая обычно содержится в животных жирах и молочных продуктах. Примечательно, что мыши, которых кормили обычной пищей и которым вводили пальмитиновую кислоту, также становились более восприимчивыми к сепсису.

«Именно воздействие этого насыщенного жира сделало их более восприимчивыми к смертности от сепсиса», — утверждает автор исследования Брук Нейпир (Brooke Napier). «Идея о том, что в вашем рационе может быть определенный жир, который может привести к такому серьезному исходу заболевания, в некотором роде невероятен».

Затем Нейпир с соавторами исследования изучили, как именно высокие уровни пальмитиновой кислоты могут вызвать сепсис. Их первая подсказка появилась, когда они заметили, что мыши, которых кормили западной диетой, мыши, которых кормили кетогенной диетой, и мыши, получавшие пальмитиновую кислоту, имели высокий уровень воспалительных цитокинов, иммунологических гормонов, которые могут вызывать лихорадку и системное воспаление во время сепсиса.

Присутствие воспалительных цитокинов наводило на мысль, что пальмитиновая кислота может влиять на иммунную систему, вызывая воспаление, однако ученые вскоре обнаружили, что история была более сложной — и более интересной — чем выглядит на первый взгляд.

Палка о двух концах

Иммунная система млекопитающих состоит из двух основных компонентов: более примитивной, недолговечной врожденной иммунной системы и более долговечной адаптивной иммунной системы.

Когда вы заболеваете или получаете вакцину, ваша адаптивная иммунная система вырабатывает антитела, подготавливая ваш организм к борьбе с будущей инфекцией. Данная форма биологической «памяти» может длиться месяцы, годы или даже всю жизнь.

Биологи недавно узнали, что врожденная иммунная система также может сохранять память, несмотря на то, что ее клетки остаются в крови всего от недели до месяца. «Память» врожденной иммунной системы возникает в результате изменения стволовых клеток в костном мозге, которые создают будущие врожденные иммунные клетки, реакция, называемая тренированным иммунитетом.

В этом исследовании Нейпирс с соавторами исследования выяснили, что пальмитиновая кислота может вызвать тренированный иммунитет. Жир действует как «короткий импульс воспаления», который изменяет функцию стволовых клеток в костном мозге мыши, чтобы в будущем они производили больше воспалительных врожденных иммунных клеток. Это означает, что когда врожденная иммунная система позже сталкивается со вторым раздражителем воспаления, она реагирует гораздо сильнее. Иногда, как в случае сепсиса, эта реакция слишком сильна.

«Наша модель — это первый случай, когда кто-либо когда-либо показал, что диетический компонент может обеспечить этот первый импульс воспаления», — добавляет Нейпир. «Жир перепрограммирует свои стволовые клетки на выработку большего количества воспалительных врожденных иммунных клеток, и эти врожденные иммунные клетки — когда их помещают в эту модель заболевания сепсисом — вырабатывают больше цитокинов, повышают температуру и смертность».

Исследователи обнаружили, что это имело место у мышей, получавших пальмитиновую кислоту. Они были лучше способны бороться с дрожжевой инфекцией Candida, чем мыши, которым не давали жиры.

«Эта палка о двух концах: если вы потребляете большое количество жиров, а затем подвергаетесь заболеванию, при котором большее воспаление усугубляет болезнь, то это плохо», — добавляет Нейпир. «Однако если вы находитесь в ситуации, когда употребляете пищу с высоким содержанием жира, а затем получаете инфекцию, и большее воспаление помогает вам быстрее избавиться от инфекции, это хорошо».

Олеиновая кислота

Нейпир с соавторами исследования также обнаружили, что другой тип жира может быть способен противодействовать вредному воздействию пальмитиновой кислоты. Олеиновая кислота, полиненасыщенный жир, содержащийся во многих растительных маслах, включая оливковое масло, может блокировать синтез керамида, жирного вещества, которое может инициировать реакцию клеток на стресс и играть роль в гипервоспалительной реакции, вызывающей сепсис. Когда исследователи кормили мышей кетогенной диетой в течение двух недель, но также давали им олеиновую кислоту в течение последних трех дней, они больше не проявляли повышенной восприимчивости к сепсису.

Хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как результаты этого исследования могут проявиться у людей, эти результаты могут свидетельствовать о том, что типы жиров, которые употребляет человек, могут влиять на функционирование его иммунной системы и восприимчивость к болезням.

Ученые также изучают влияние пальмитиновой кислоты на грудное молоко. 

«Сейчас мы пытаемся понять, влияет ли уровень жира, который употребляет мать, на врожденный иммунный ответ ребенка, отлученного от груди, поскольку очевидно, что подобная реакция на жир должна быть эволюционно консервативной», — заключает она. «Наша гипотеза заключается в том, что пальмитиновая кислота, содержащаяся в грудном молоке, защищает новорожденных от инфекции во время отлучения от груди».

Авторы другого исследования утверждают, что кетогенная диета улучшает качество жизни людей с рассеянным склерозом.

Может ли кетогенная диета помочь при раке мозга?