Большинство микробов обитают в толстой кишке, в естественной среде с низким содержанием кислорода. Они образуют сообщество, называемое микробиотой кишечника.
«Более половины человеческого тела состоит из микробов, которые плохо переносят кислород», – сказал Андреас Баумлер, профессор медицинской микробиологии и иммунологии и ведущий автор исследования.
Микробиота кишечника не попадает на поверхность толстой кишки.
Это разделение необходимо, чтобы избежать воспаления, вызванного ненужными иммунными реакциями на кишечные микробы. Ученые считают, что пространственное разделение поддерживается кислородом, выделяемым клетками, чтобы предотвратить попадание микробов слишком близко к слизистой оболочке кишечника. Это исследование опровергает эту теорию.
«Мы изучили пространственные отношения между бактериями в кишечнике и их хозяином, толстой кишкой», – сказал Баумлер. «Мы обнаружили, что клетки слизистой оболочки толстой кишки выделяют перекись водорода, а не кислород, чтобы ограничить рост микробов."
NOX1, фермент, обнаруженный в слизистой оболочке кишечника, является важным источником H2O2 в толстой кишке.
Естественно генерируемый H2O2 служит фильтром, регулирующим расположение микробиоты в толстой кишке. Патогены, которые используют перекись водорода, могут делать это только тогда, когда они непосредственно прикреплены к слизистой оболочке кишечника. Это открытие предполагает, что организм использует дезинфицирующее средство для защиты поверхности слизистой оболочки.
Между тем микробные сообщества на расстоянии от поверхности толстой кишки остаются невредимыми.
Лечение воспаления кишечника естественным восстановлением фильтров, а не антибиотиками
Когда в организме наблюдается дисбаланс микробного сообщества кишечника, он страдает дисбактериозом, желудочно-кишечным заболеванием. Дисбиоз может вызывать воспаление и такие симптомы, как тошнота, расстройство желудка и вздутие живота.
Традиционные методы лечения дисбактериоза в основном основаны на использовании антибиотиков или пробиотиков для борьбы с бактериями.
Результаты нового исследования указывают на необходимость другого подхода к лечению воспаления и дисбактериоза кишечника. Они указали на возможность восстановления функций хозяина вместо уничтожения микробов.
«Нам необходимо сместить акцент в лечении воспаления кишечника с борьбы с бактериями на исправление фильтров среды обитания хозяина и восстановление их функциональности», – сказал Баумлер.
Соавторами этого исследования являются Бриттани М. Миллер, Меган Дж.
Лиу, Лилиан Ф. Чжан, Генри Нгуен, Яэль Литвак, Ева-Магдалена Шорр, Кьюнг Ку Джанг, Коннор Р. Тиффани и Брайан П. Дворецкий.
Эта работа была поддержана стипендией Vaadia-BARD Postdoctoral Fellowship FI-505-2014, наградой USDA / NIFA 2015-67015-22930, премией Крона и Колита для старших исследователей Америки № 650976 и грантами службы общественного здравоохранения AI36309, AI044170, AI096528, AI112445, AI146432 и AI112949.