Сорбит, сахарный спирт, используется в жевательной резинке без сахара, мятных конфетах, леденцах и других продуктах. Он также содержится в абрикосах, яблоках, грушах, авокадо и других продуктах. В больших количествах сорбит может вызывать вздутие живота, спазмы и диарею. У некоторых людей даже небольшое количество вызывает расстройство пищеварения — это состояние известно как непереносимость сорбита.

Новое исследование, проведенное на мышах, показало, что прием антибиотиков в сочетании с диетой с высоким содержанием жиров снижает количество микробов Clostridia, которые способны расщеплять сорбит.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell.

Наше исследование предполагает, что микробная деградация сорбита обычно защищает хозяина от непереносимости сорбита. Однако нарушение способности микроорганизмов расщеплять сорбит вызывает непереносимость сорбита, — говорит Джи-Йон Ли, первый автор исследования.

Ли — ассистент научного сотрудника отдела медицинской микробиологии и иммунологии Калифорнийского университета в Дэвисе.

Как уровень кислорода в кишечнике влияет на микробов

Исследователи использовали метагеномный анализ, чтобы определить, какие кишечные бактерии имеют гены, производящие фермент, расщепляющий сорбит. Они также определили, какие из этих бактерий были многочисленны до, но не после лечения антибиотиками.

Этот анализ позволил выделить микробы, принадлежащие к классу Clostridium. Клостридии — анаэробные микроорганизмы, то есть они не любят среду с кислородом.

Исследователи обнаружили, что после того, как мышам давали антибиотики и кормили диетой с высоким содержанием насыщенных жиров, клетки, выстилающие кишечник, потребляли меньше кислорода. Это привело к повышению уровня кислорода в кишечнике, что уменьшило количество клостридий. Без достаточного количества клостридий сорбит не расщеплялся в кишечнике.

Исследователи провели несколько экспериментов, пытаясь восстановить кишечные бактерии, чтобы они снова могли расщеплять сорбит.

В одном из них они кормили мышей Anaerostipes caccae, бактерией, которая вырабатывает бутират. Бутират — это короткоцепочечная жирная кислота, вырабатываемая в процессе нормальной ферментации в кишечнике. Она повышает потребление кислорода клетками эпителиальной выстилки кишечника, что снижает уровень кислорода в толстом кишечнике.

Регулирование уровня кислорода с помощью Anaerostipes caccae восстановило нормальный уровень Clostridia, что защитило мышей от диареи, вызванной сорбитом, даже после того, как бактерии, вырабатывающие бутират, были удалены из пищеварительной системы мышей.

Исследователи предполагают, что препарат, используемый для лечения язвенного колита, болезни Крона и других воспалительных заболеваний кишечника, месалазин (5-аминосалицилат), может стать средством лечения непереносимости сорбита у людей. Месалазин, также известный как мезаламин, функционирует аналогично бактериям, производящим бутират, восстанавливая низкий уровень кислорода в кишечнике, который предпочитают клостридии.

Это открытие имеет огромное значение, учитывая широкое использование сорбита и аналогичных сахарных спиртов в производстве продуктов для кето-питания с высоким содержанием жиров, — говорит Ли.

Это также подчеркивает важность потребления кислорода эпителиальной выстилкой кишечника для поддержания здорового баланса кишечных бактерий, особенно Clostridia, для правильного переваривания определенных сахаров.

Важным ограничением исследования является то, что мыши могут переносить гораздо более высокие уровни сорбита, чем люди. У мышей есть цекум — мешочек в пищеварительной системе, который замедляет поток кишечного содержимого и помогает переваривать углеводы, что может способствовать лучшей переносимости сорбита. Для проверки гипотезы о том, что месалазин может лечить непереносимость сорбита у людей, потребуются клинические исследования.

Наше исследование обозначило совершенно новую отправную точку для подходов к диагностике, профилактике и лечению непереносимости сорбита, — сказал Андреас Баумлер, старший автор исследования.

Баумлер является заслуженным профессором и заместителем председателя по исследованиям на кафедре медицинской микробиологии и иммунологии Калифорнийского университета в Дэвисе.