Этот механизм может быть причиной того, почему ферментированные продукты приносят пользу иммунному здоровью.
Как ферментированные продукты, такие как йогурт и квашеная капуста, приносят пользу здоровью и, в частности, иммунной системе? Новое исследование обнаружило клеточный механизм, уникальный для людей и человекообразных обезьян, который может предложить объяснение.
Механизм включает клеточный рецептор, называемый HCA3. Клеточный рецептор - это белок, который позволяет специфическим сигналам проникать в клетки, когда с ним связывается соответствующая молекула.
Хотя ученые знали о HCA3 в течение нескольких лет, было неясно, какую роль он играет. Рецептор HCA3 есть только у людей и человекообразных обезьян. Другие млекопитающие, например, мыши, этого не делают.
Теперь команда из Лейпцигского университета в Германии вместе с другими коллегами обнаружила, что HCA3 восприимчив к определенному метаболиту или побочному продукту активности молочнокислых бактерий.
Метаболит имеет название D-фенилмолочная кислота (D-PLA). Когда он связывается с HCA3, он запускает сигнал, который предупреждает иммунную систему о присутствии бактерий.
Исследователи описывают свои выводы в недавнем PLOS Genetics учебная работа.
«Мы убеждены, - говорит старший автор исследования Клаудия Стойберт, работающая на медицинском факультете Лейпцигского университета, - что этот рецептор, скорее всего, опосредует некоторые полезные и противовоспалительные эффекты молочнокислых бактерий у людей».
Молочнокислые бактерии и ферментированные продукты
Молочнокислые бактерии - это микробы, способные сбраживать определенные продукты. Например, они могут производить йогурт из молока и квашеную капусту из капусты. Они также присутствуют в кишечнике большинства млекопитающих.
Бактерии принадлежат к большой группе «функциональных микроорганизмов», которые ферментируют пищу из растительных и животных источников. Эти микробы изменяют пищу разными способами, которые используются людьми, и полезны для здоровья.
Микробы ферментации могут не только изменять текстуру, вкус и аромат пищи, они также продлевают срок хранения за счет консервации, увеличивают усвоение питательных веществ, расщепляют токсины, стимулируют пробиотическую активность и производят антиоксиданты.
Исследования показали, что употребление ферментированных продуктов приносит пользу для здоровья, связанную с раком, сердечными заболеваниями, аллергией, диабетом и желудочно-кишечными расстройствами.
Однако, несмотря на то, что многие исследования связывают молочнокислые бактерии с различными преимуществами для здоровья, остается мало понимания лежащей в их основе биологии.
Стойберт и ее коллеги исследовали этот вопрос, изучая роль рецепторов гидроксикарбоновой кислоты (ГКА). Эти рецепторы, отмечают авторы, «являются регуляторами иммунных функций и энергетического гомеостаза при изменении метаболических и диетических условий».
Эволюционная история рецептора HCA3
У большинства млекопитающих есть два рецептора HCA: HCA1 и HCA2. Однако у людей и человекообразных обезьян есть третья - HCA3.
В своей исследовательской работе исследователи объясняют, как они «реконструировали эволюционную историю» рецепторов HCA и показали, что он «функционально присутствует у людей и всех других человекообразных обезьян».
Они обсуждают, как молочнокислые бактерии ферментировали животные и растительные материалы задолго до того, как люди «воспользовались» этим процессом.
Давным-давно произошли значительные глобальные изменения, затронувшие «последнего общего предка ранних гуманоидов». Вполне вероятно, что это изменение нарушило привычки питания, и примерно в это же время в рацион вошли ферментированные фрукты и листья.
Может ли быть, что HCA3 возникла как ошибка копирования гена, которая давала преимущество в выживании предкам человека, которые передали его?
Исследователи предполагают, что их результаты подтверждают идею, «что увеличение потребления [пищи, ферментированной молочнокислыми бактериями], вероятно, создает положительное селективное давление, поддерживающее функцию HCA3 у гоминидов».
Они также предполагают, что присутствие HCA3 могло способствовать взаимодействию между проглоченными и кишечными микробами, «принимая на себя функции иммунной системы».
Новый взгляд на эволюцию микробов-хозяев
Подводя итог, можно сказать, что исследование проливает новый свет на то, как определенные микробы, такие как те, которые ферментируют пищу и живут в кишечнике, и люди эволюционировали вместе.
Это могло бы стимулировать дальнейшие исследования того, как использовать биологические механизмы, благодаря которым ферментированные продукты приносят пользу здоровью.
Например, в случае HCA3, Стойберт говорит, что она и ее коллеги «считают, что он может служить потенциальной мишенью для лечения воспалительных заболеваний».
Команда предполагает, что будущие исследования должны изучить, как D-PLA влияет на иммунную систему. Им также следует изучить, влияет ли метаболит на другие клетки, несущие HCA3, такие как жировые клетки.
