Микробы кишечника могут влиять на увеличение веса после отказа от курения

Курение сигарет, которое практикуют более миллиарда человек во всем мире, считается одной из основных причин заболеваний, от которых ежегодно умирает более шести миллионов человек. Многие люди не бросают курить, несмотря на желание сделать это, потому что их беспокоит значительное увеличение веса, которое часто сопровождает отказ от курения.

Причина такого увеличения веса неясна, поскольку исследования показывают, что большинство людей не едят больше после отказа от курения. В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature, ученые Научного института Вейцмана сообщают, что ожирение, развивающееся после "отказа от курения", может быть вызвано модифицирующими вес соединениями, выделяемыми микробами их кишечника.


Ученые обнаружили, что мыши, регулярно подвергавшиеся воздействию сигаретного дыма, не набирали вес, несмотря на диету с высоким содержанием жира и сахара. Когда воздействие дыма прекратилось, мыши быстро набрали вес, как это часто происходит с людьми, бросившими курить.

Когда мышам давали антибиотики широкого спектра действия, которые истощали их микробиом, они набирали гораздо меньше веса после "отказа от курения", оставаясь стройными в течение нескольких месяцев независимо от их диеты. Очевидно, соединения, связанные с курением, такие как никотин, проникали в кишечник "курящих" мышей из кровотока, тем самым изменяя бактериальный состав кишечника и, следовательно, метаболизм организма.

Ученые собрали микробиомы у мышей-"курильщиков" и мышей, бросивших курить, в разные периоды времени и пересадили их беззародышевым мышам, которые никогда не подвергались воздействию сигаретного дыма.

У мышей-реципиентов развился микробный дисбаланс, аналогичный наблюдаемому у "курящих" мышей, и они постепенно набирали вес, причем этот феномен был наиболее выражен у мышей, которым пересадили микробиомы, собранные в период отказа от курения. Значительно меньший набор веса происходил, когда донорских "курящих" мышей перед пересадкой лечили антибиотиками.

Затем авторы исследования охарактеризовали тысячи потенциально биологически активных метаболитов, вырабатываемых или изменяемых микробиомом, когда хозяева подвергались воздействию сигаретного дыма. Они выявили две небольшие молекулы, которые могут объяснить метаболические последствия отказа от курения.

Одна из них - диметилглицин, или ДМГ, метаболит, вырабатываемый микробиомом кишечника и печенью из пищевого холина. Выработка ДМГ усиливалась при активном воздействии сигаретного дыма, но значительно снижалась, когда микробиом кишечника "курящих" мышей истощался антибиотиками.

Когда мышам, обработанным антибиотиками (которые истощены ДМГ), давали добавку ДМГ, их способность набирать вес возвращалась, как только они переставали подвергаться воздействию сигаретного дыма, по-видимому, потому, что это соединение увеличивало так называемый "сбор энергии" - количество энергии, получаемой с пищей и поглощаемой организмом. Когда мышей переключали на специальную диету с дефицитом холина, то они не набирали вес после "отказа от курения".

Введение ДМГ некурящим мышам привело к скромному увеличению веса, в то время как добавка АКГ вызвала значительную потерю веса у некурящих мышей с ожирением, а также улучшение ряда других метаболических параметров.

Геномный анализ жировой ткани мышей показал, что ДМГ и АКГ оказывают противоположные эффекты - один активирует генетическую программу, связанную с ожирением, другой - программу, связанную с потерей веса. Необходимы дополнительные исследования для выяснения механизмов, с помощью которых эти молекулы влияют на метаболизм млекопитающих.

Наконец, исследователи проанализировали микробиом 96 курящих и некурящих людей. Они обнаружили заметные изменения в микробиоме курильщиков, а также изменения микробных метаболитов, схожие с теми, что были обнаружены у мышиных "курильщиков", включая повышенный уровень ДМГ и его промежуточных продуктов.