Все взаимосвязано: ежедневные изменения численности кишечных бактерий и типовых движений с внутренними часами и полом

К настоящему времени старая поговорка «Ты есть то, что ты ешь» широко использовалась для описания микробиома. Какой бы аксиомой ни была эта фраза, новое исследование также показало, что кто и когда это употребляет, может повлиять на состав микробиома. Изменения численности кишечных бактерий мышей в течение 24-часового цикла, особенно у самок, связаны с ритмами внутренних часов, согласно работе, опубликованной в Интернете на этой неделе в Раннем издании Proceedings of the National Academy of Science , исследователями из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета .

Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете

Система здравоохранения Пенсильванского университета

У млекопитающих большинство физиологических, метаболических и поведенческих процессов подчиняются суточному или суточному ритму, адаптируясь к изменению освещения в окружающей среде. Недавние исследования микробиома мышей показали, что микробы, живущие в млекопитающих, имеют собственное циркадное поведение, которое, как было показано, связано с временем кормления хозяина. Однако, как все это взаимосвязано, полностью не выяснено.

Докторант Сюэ Лян , работая с лабораториями авторов Гаррета А. Фитцджеральда, доктора медицины, ФРС , заведующего кафедрой системной фармакологии и трансляционной терапии, и Фредерика Бушмана, доктора философии , заведующего кафедрой микробиологии, в большом количестве проанализировали циркадные ритмы тип микробиоты в кишечнике и кале мышей с помощью генетического секвенирования. Они обнаружили, что абсолютная численность Bacteroidetes, большой группы палочковидных бактерий, распространенных в кишечнике и коже животных, и относительный видовой состав микробиома менялись в течение 24-часового цикла. Более того, эта ритмичность была более выражена у самок мышей.

Обычно в дневное время, когда мыши отдыхают и потребляют меньше пищи, преобладают бактерии Bacteroidetes, достигая максимальной численности к концу световой фазы. Влияние пищи может отражать различную доступность питательных веществ для бактерий. Компоненты в рационе хозяина и слизь в кишечнике являются источниками углерода для бактерий. Несколько штаммов Bacteroidetes эволюционировали, чтобы использовать углерод слизистой оболочки хозяина, когда пищевого углерода не хватает, что может частично объяснить цветение Bacteroidetes в фазе покоя.

Но как внутренние часы и секс участвуют в создании этих шаблонов? Когда команда Пенна нарушила работу гена часов Bmal1 , любые следы 24-часового цикла в составе фекальной микробиоты как у самцов, так и у самок мышей были устранены. Делеция Bmal1 также вызвала изменения в количестве бактерий в кале с различными эффектами в зависимости от пола. Хотя микробиота как у мужчин, так и у женщин проявляла циркадный ритмичность, у женщин наблюдались более значительные колебания, чем у мужчин. Однако влияние пола хозяина является вторичным по отношению к циркадным часам хозяина в формировании ритмичности, потому что делеция Bmal1 устраняет ритмичность независимо от пола.