Microbi intestinali: arderea caloriilor în timp ce dormiți?

Microbii intestinali: arderea caloriilor în timp ce dormiți?

Legătura dintre microbiomul intestinal și obezitate pare clară, dar modul în care modificările bacteriilor intestinale pot provoca creșterea în greutate nu este.

calorii

Un studiu realizat la Universitatea din Iowa la șoareci arată că modificările microbiomului intestinal induse de medicamente pot provoca obezitate prin reducerea ratei metabolice de odihnă - rata la care sunt arse caloriile în timpul somnului sau odihnei. Constatările, publicate în revista eBiomedicine, evidențiază rolul critic al microbilor intestinali în echilibrul energetic și sugerează că schimbările nesănătoase ale microbiomilor pot duce la creșterea în greutate și obezitate prin modificarea metabolismului de repaus.

„Cercetările noastre conduc la concluzia că probabil bacteriile (în intestin) sunt responsabile pentru caloriile pe care le arzi în timp ce dormi”, spune John Kirby, Ph.D., profesor de microbiologie și urologie la UI Carver College de Medicină.

Kirby și colegii săi s-au concentrat asupra efectelor risperidonei, un medicament antipsihotic care provoacă creșteri semnificative în greutate la pacienți. Risperidona este utilizată pentru tratarea diferitelor tulburări psihiatrice la adulți și copii, inclusiv autismul, tulburarea bipolară și schizofrenia, iar ratele de prescriere pentru copii au crescut de aproape opt ori în ultimele două decenii.

Într-un studiu anterior, Kirby și Chadi Calarge, un psihiatru pediatric UI, au comparat pacienții care luau risperidonă pe termen lung cu pacienții care nu luau medicamentul. Au descoperit că creșterea în greutate a fost corelată cu o schimbare semnificativă a compoziției microbiomilor intestinali ai pacienților. Aceste rezultate au fost publicate în Translational Psychiatry.

În noul studiu eBiomedicină, Kirby a făcut echipă cu Justin Grobe, profesor asistent UI de farmacologie, pentru a afla cum această schimbare a microbiomului indusă de risperidonă cauzează creșterea în greutate. Oglindind studiile la om, cercetătorii au arătat că risperidona determină creșterea în greutate la șoareci (2,5 grame în plus, sau aproximativ 10 la sută din masa corporală totală, pe parcursul a două luni, comparativ cu martorii) și modifică în mod semnificativ compoziția bacteriană a microbiomului șoarecelui. Au arătat apoi că microbiomul modificat determină o reducere a ratei metabolice de repaus, care este în întregime responsabilă pentru creșterea în greutate în exces.

„Șoarecii de control câștigă puțină greutate pe măsură ce îmbătrânesc, iar microbiomul lor suferă o„ schimbare sănătoasă ”din cauza îmbătrânirii. Odată cu risperidona, șoarecii devin obezi și prezintă o schimbare alternativă, mai puțin sănătoasă, în microbiomul lor ”, spune Kirby. Cu acest studiu, avem acum un mecanism pentru modul în care o schimbare în microbiom contribuie la creșterea în greutate, și este de a face cu modificări ale ratei metabolice de odihnă.

Echipa a reușit să investigheze modul în care schimbarea microbiomului a afectat metabolismul animalelor folosind un nou echipament - o mașină de calorimetrie totală - inventată de Grobe. Aparatul permite măsurarea precisă a aportului de energie, a consumului de oxigen și a dioxidului de carbon, precum și a producției de căldură la un singur animal pentru a determina schimbarea totală a energiei sau „delta G” a mouse-ului.

Cercetătorii au descoperit că nu a existat nicio modificare a ratei metabolice de odihnă aerobă (dependentă de oxigen) la șoarecii hrăniți cu risperidonă în comparație cu șoarecii martor, dar a existat o scădere semnificativă a ratei metabolice de odihnă non-aerobă suficientă pentru a ține cont de creșterea în greutate a animalelor

„Este vorba de o schimbare de 16% a ratei metabolice de repaus, care este enormă”, spune Grobe. "Ar fi 29 de kilograme de grăsime acumulate în fiecare an pentru un om mediu."

„Acesta este echivalentul consumului unui hamburger de brânză suplimentar în fiecare zi”, adaugă Kirby.

Pentru a demonstra că microbiomul „mutat” a fost cel care a fost responsabil pentru această schimbare metabolică și creșterea în greutate, cercetătorii au transferat microbiomul de la șoareci hrăniți cu risperidonă în șoareci de control și au văzut același efect: scăderea ratei metabolice de repaus și creșterea în greutate. Mai mult, au descoperit că nu doar bacteriile ar putea produce acest efect. Transferul doar a unui bacteriofag (fag) - un tip de virus care infectează bacteriile microbiomului - a fost suficient pentru a reduce rata metabolică de odihnă și a provoca creșterea în greutate la șoarecii martori.

Rezultatele pot sugera că manipularea ratei metabolice de odihnă, în special prin vizarea microbiomului intestinal, ar putea reprezenta o nouă abordare a tratamentului obezității. Alternativ, prevenirea modificărilor nesănătoase ale microbiomului se poate dovedi benefică pentru pacienții supuși tratamentului cu risperidonă.

Pe lângă Kirby și Grobe, echipa de cercetare a UI a inclus primul autor Sarah Bahr, Benjamin Weidemann, Ana Castro, John Walsh, Orlando deLeon, Colin Burnett, Nicole Pearson și Daryl Murry.

Studiul a fost finanțat parțial prin subvenții de la Institutul Național pentru Inimă, Plămân și Sânge și Institutul Național pentru Alergii și Boli Infecțioase, Asociația Americană a Inimii, Asociația Americană a Diabetului, Fundația Națională pentru Științe și Ordinul Fratern al Universității din Iowa. Centrul de Cercetare Diabet Eagles.