Чревната микробиота е основният камък между затлъстяването на майките и нарушенията на

An-Laure Barbotin 1, 2 **, Paolo Giacobini 1 и Vincent Prévot 1 *

1 Inserm Unit U1172, лаборатория за развитие и пластичност на невроендокринния мозък, изследователски център Jean-Pierre Aubert, 1, place de Verdun, 59045 Лил, Франция
2 Институт по репродуктивна биология-спермиология-CECOS, Университетска болница в Лил, бул. Eugène Avinée, 59037 Лил, Франция

Чревната микробиота е екосистема, изградена от микроорганизми (главно бактерии), живеещи в симбиоза с техния гостоприемник [1]. Доказано е, че съставът му може да варира в зависимост от вида на диетата [2]. Последните проучвания показват, че микробиотата има физиологични ефекти и дисбаланс на това, наречено дисбиоза [12] (→) може да участва в определени патологии като затлъстяване [13] (→) или аутизъм [3, 4, 14] (→).

(→) Вижте кратката история на С. Норманд и др., г-ца n ° 6-7, юни-юли 2013 г., страница 586

(→) Вижте синтеза на Л. Генсер и др., г-ца n ° 5, май 2016 г., страница 461

(→) Вижте синтеза на А. Ел Каутари и др., г-ца n ° 3, март 2014 г., страница 259

Изглежда също така има връзка между затлъстяването на майката и появата на неврологични аномалии, включително, по-специално, нарушения на аутистичния спектър (ASD) при деца [5].

Неотдавнашно проучване на Buffington и колеги, публикувано в Клетка [6] наистина съобщава, че диетата с високо съдържание на мазнини, водеща до затлъстяване при бременни мишки, е свързана с поведенчески разстройства, свързани с модификация на микробиотата в потомството (Фигура 1).

Диета с високо съдържание на мазнини и поведенчески разстройства. Според скорошно проучване, публикувано в Клетка [6], нарушенията на социализацията, наблюдавани при потомството на мишки, подложени на диета с високо съдържание на мазнини по време на бременността и периода на лактация, изглежда включват нарушение на чревната флора, което би довело до промяна на чревно-мозъчната комуникация, основните играчи на което би било: бактериалният щам Lactobacillus reuteri, окситоциновите неврони на хипоталамусното паравентрикуларно ядро (NPV) и допаминовите неврони на вентралната тегментална област (VTA). Въпреки това, начинът на действие на бактериалния щам върху мозъка остава неизвестен и участието на инфекциозни окситоцинови неврони.

Влияние на майчината диета и микробиотата върху социалното поведение на потомството

Първо, авторите изследват влиянието на майчината диета върху невроразвитието на потомството. За това женските мишки бяха подложени на диета с високо съдържание на мазнини (диета с високо съдържание на мазнини, или HFD) обезогенен в сравнение с мишки, подложени на конвенционална диета в продължение на 8 седмици преди бременността. Потомците на всички мишки бяха отбити на 3 седмици и след това хранени със стандартна диета. Уменията за социализация на младите мишки бяха изследвани след 4 седмици, като се използва изследване на поведението в клетката 1. Резултатите показват, че потомството от жени, на които се прилага диета с високо съдържание на мазнини, е по-малко общително от онези от язовирите при стандартна диета.

Майчина хиперлипидна диета и модификация на микробиотата на потомството

За да се изследва причинно-следствената връзка между диетата с високо съдържание на мазнини и дисбиозата при потомството, чревният бактериален състав на млади мишки беше оценен чрез секвениране на 16S РНК, съдържаща се в техните изпражнения [15] (→).

(→) Вижте синтеза на J. Weissenbach и A. Sghir, стр. 937 от този брой

Този анализ разкрива, че микробиотата на потомството от майки, подложени на диета с високо съдържание на мазнини, е по-малко разнообразна, като по този начин потвърждава, че дисбиозата на майката, предизвикана от вида на диетата, се предава на потомството.

Въпреки че съставът на микробиотата е уникален за всеки индивид, тъй като мишките са копрофаги, микробиотата на мишки, споделящи една и съща клетка, се прехвърля от един индивид в друг. По този начин, за да се определи дали появата на поведенчески разстройства може да бъде избегната чрез ребалансиране на микробиотата, бяха проведени експерименти за съвместно съжителство между потомството на женски мишки, лекувани с двата вида диети. Резултатите показват, че съжителството възстановява балансиран филогенетичен профил на микробиотата в потомството на мишки, подложени на хиперлипидна диета. От друга страна се оказва, че съжителството на мишки също предотвратява появата на нарушения на социализацията.

Въпреки това, авторите са показали, в експерименти с прехвърляне на фекалната микробиота (от потомството на мишки, подложени на диета с високо съдържание на мазнини или класическата диета) към аксенови мишки (без микроби), че е имало невроразвитие, през което възстановяването на микробиотата значително е подобрило социалното поведение. Всъщност само мишките, получили фекалната микробиота (от потомството на мишки, подложени на класическата диета) 4 седмици след раждането (по време на отбиването), показват нормална социализация, докато по-късното приложение на микробиотата (на 8 седмици) не променят поведението си.

Идентифицирана бактерия: Lactobacillus reuteri

Метагеномният анализ на фекалиите на младите мишки разкрива, че количеството на някои видове е особено намалено в микробиотата на потомството на мишките, подложени на хиперлипидната диета. Сред тези, Lactobacillus reuteri се оказва най-значително засегнатият вид, с концентрация 9 пъти по-ниска от тази, наблюдавана в микробиотата на референтната популация.

След това авторите предполагат, че ако дефицитът в L. reuteri е отговорен за появата на поведенчески и социализационни нарушения, повторното му въвеждане в микробиотата би могло да коригира тези симптоми. За да се провери тази хипотеза, L. reuteri се добавя към водата, предоставена на младите малки по време на отбиването, това за 4 седмици. Сред мишките от майки, подложени на диета с високо съдържание на мазнини, тези, които са получавали вода, обогатена с L. reuteri показват по-добра социализация. Освен това, докато администрирането на живия щам на L. reuteri подобрява социализацията на мишки, въвеждането на неактивен (убит от топлина) щам или други видове Lactobacillus не променя поведението, като по този начин потвърждава специфичността на L. reuteri за предотвратяване появата на нарушения.