Otyłość: czy bakteryjny kwas tłuszczowy ma na nią wpływ?

Częstotliwość występowania otyłości i związanych z nią zaburzeń metabolicznych rośnie na całym świecie, jednak w przypadku dużej części pacjentów zmiana diety okazuje się niewystarczająca. Zrozumienie wpływu innych czynników środowiskowych okazuje się kluczowe dla opracowania alternatywnych strategii leczenia. Liczne badania wskazują na związek pomiędzy dysbiozą mikrobioty jelitowej a rozwojem otyłości, co mogłoby chociaż częściowo tłumaczyć międzyosobnicze różnice w zakresie podatności na choroby metaboliczne. Jednak mechanizmy molekularne i związek przyczynowy pomiędzy bakteriami mikrobioty jelitowej, (w szczególności ich metabolitami) a rozwojem otyłości nie są w pełni wyjaśnione.

Dieta wysokotłuszczowa i Fusimonas intestini: synergiczny wpływ na przyrost masy ciała

Wiadomo, że dieta o dużej zawartości tłuszczów, zwłaszcza nasyconych, zwiększa ryzyko otyłości i metabolicznych chorób współistniejących. Nie wiadomo jednak, w jakim stopniu niektóre metabolity (np. długołańcuchowe kwasy tłuszczowe) wytwarzane przez bakterie mikrobioty jelitowej wpływają na patogenezę tych chorób. Japoński zespół przyjrzał się Lachnospiraceae, rodzinie bakterii mikrobioty jelitowej wiązanej we wcześniejszych badaniach z otyłością i cukrzycą typu 2. Zespół wykazał, że jeden z jej gatunków komensalnych, Fusimonas intestini, jest znacznie bardziej obecny w przypadku otyłości i hiperglikemii zarówno u myszy, jak i u ludzi.

Aby określić potencjalny związek przyczynowy między tym gatunkiem a otyłością, badacze porównali myszy, których mikrobiota jelitowa była skolonizowana przez Escherichia coli i F. intestini lub tylko przez E. coli, karmione normalną lub wysokotłuszczową dietą. Stwierdzili oni znaczny wzrost masy ciała i tkanki tłuszczowej tylko u myszy karmionych dużą ilością tłuszczów i skolonizowanych przez F. intestini nawet w bardzo małych ilościach. Ponadto myszy te miały podwyższony poziom cholesterolu w osoczu, a także ekspresję prozapalnego TNF-α, białek wiążących lipopolisacharydy i genów kodujących leptynę. Kolonizując gnotobiotyczne myszy bakterią F. intestini i 9 gatunkami reprezentatywnymi dla ludzkiej mikrobioty, badacze stwierdzili przyrost masy tłuszczowej. Wyniki te sugerują, że wysokie spożycie tłuszczów w diecie i F. intestini działają synergicznie, zmieniając metabolizm gospodarza.

Zmieniony metabolizm tłuszczów i nieprzepuszczalność jelitowa

Badacze stwierdzili, że F. intestini produkowały duże ilości różnych długołańcuchowych kwasów tłuszczowych. W wyniku stosowania diety wysokotłuszczowej mikrobiota jelitowa skolonizowana przez tę bakterię zawierała dwa razy więcej kwasu elaidynowego, kwasu tłuszczowego trans, który zwiększa ryzyko rozwoju chorób układu krążenia, otyłości i insulinooporności. Zawierała też więcej nasyconych kwasów tłuszczowych, takich jak palmitynian, stearynian i margarynian. Zdaniem badaczy dieta wysokotłuszczowa prowadzi do nadekspresji genów mikroorganizmów biorących udział w produkcji tłuszczów, w szczególności FadR(Fatty acid metabolism regulator), który reguluje metabolizm kwasów tłuszczowych. Badania krwi i tkanek sugerują, że metabolity F. intestini uszkadzają barierę jelitową, prowadząc do endotoksemii, która sprzyja rozwojowi otyłości.