Почему ферментированные продукты, такие как йогурт и квашеная капуста, полезны для здоровья и, в частности, для иммунной системы? Новое исследование раскрыло клеточный механизм, уникальный для людей и больших обезьян, который мог бы дать этому 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 уже в течение нескольких лет, не было ясно, какую роль он играл. Только люди и обезьяны имеют рецептор HCA3. Другие млекопитающие, такие как мыши, не имеют.
Теперь команда из Лейпцигского университета в Германии вместе с другими коллегами обнаружили, что HCA3 восприимчив к определенному метаболиту или побочному продукту активности молочнокислых бактерий.
Метаболит имеет название D-фениллактическая кислота (D-PLA). Связавшись с HCA3, он запускает сигнал, предупреждающий иммунную систему о наличии бактерий.
Исследователи описывают свои выводы в недавнем исследовании PLOS Genetics.
«Мы убеждены, — говорит старший автор исследования Клаудия Штойбер, работающая на медицинском факультете в Лейпцигском университете, — что этот рецептор, скорее всего, опосредует некоторые полезные и противовоспалительные эффекты молочнокислых бактерий у людей».
Молочнокислые бактерии и ферментированные продукты
Молочнокислые бактерии — это микробы, которые могут ферментировать определенные продукты. Например, они могут производить йогурт из молока и квашеной капусты из капусты. Они также присутствуют в кишечнике большинства млекопитающих.
Бактерии относятся к большой группе «функциональных микроорганизмов», которые сбраживают пищу из растительных и животных источников. Эти микробы изменяют пищу многими способами, которые люди используют в жизни и которые полезны для здоровья.
Микробы ферментации могут не только изменять структуру, вкус и аромат пищи, но и продлевать срок хранения за счет консервации, увеличивать поглощение питательных веществ, расщеплять токсины, стимулировать пробиотическую активность и вырабатывать антиоксиданты.
Исследования показали, что употребление кисломолочных продуктов приносит пользу для здоровья, помогая борьбе организма с раком, болезнями сердца, аллергией, диабетом и желудочно-кишечными расстройствами.
Тем не менее, хотя многие исследования связывают молочнокислые бактерии с очевидной пользой для здоровья, мало кто понимает их основную биологию.
Штойбер и ее коллеги исследовали этот вопрос, изучая роль рецепторов гидроксикарбоновых кислот (ГКА). Эти рецепторы, отмечают авторы, «являются регуляторами иммунных функций и энергетического гомеостаза в условиях изменения обмена веществ и питания».
Эволюционная история рецептора HCA3
У большинства млекопитающих есть два рецептора HCA: HCA1 и HCA2. Однако у людей и приматов есть третий — HCA3.
В своей исследовательской работе исследователи объясняют, как они «реконструировали эволюционную историю» рецепторов HCA и показали, что они «функционально присутствуют у людей и всех других больших обезьян».
Они обсуждают, как молочнокислые бактерии уже ферментировали животные и растительные материалы задолго до того, как люди «воспользовались» этим процессом.
Давным-давно произошли значительные глобальные изменения, которые повлияли на «последнего общего предка ранних гуманоидов». Вполне вероятно, что это изменение нарушило привычки питания, поэтому примерно в это время в рацион стали поступать сброженные фрукты и листья.
Может ли быть так, что HCA3 начинался как ошибка копирования гена, что давало преимущество выживания человеческим предкам, которые передали его?
Исследователи предполагают, что их результаты подтверждают идею «что увеличение потребления пищи, ферментированной молочнокислыми бактериями, вероятно, создает положительное избирательное давление, поддерживающее функцию HCA3 у гоминидов».
Они также предполагают, что присутствие HCA3, возможно, помогло стимулировать взаимодействие между проглоченными и кишечными микробами, «взяв на себя некоторые функции в иммунной системе».
Новый свет на эволюцию микробов-хозяев
Подводя итог, можно сказать, что исследование проливает новый свет на то, как определенные микроорганизмы, такие как ферменты, которые ферментируют пищу и живут в кишечнике, и люди, развивались вместе.
Это может стимулировать дальнейшие исследования о том, как использовать биологические механизмы, благодаря которым ферментированные продукты приносят пользу здоровью.
Например, в случае с HCA3 Стойбер говорит, что она и ее коллеги «считают, что рецептор может служить потенциальной мишенью для лечения воспалительных заболеваний».
Команда предполагает, что будущие исследования должны изучить, как D-PLA влияет на иммунную систему. Они также должны изучить, влияет ли метаболит на другие клетки, которые несут HCA3, такие как жировые клетки.
