Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Кишечных бактерий поймали на производстве спирта

NIAID / Flickr

Ученые выяснили, что причиной неалкогольной жировой болезни печени, которая обычно возникает из-за проблем с обменом веществ, все равно может быть этанол — даже если человек не страдает алкоголизмом: в кишечнике пациента с этой болезнью они обнаружили штаммы бактерий Klebsiella, которые производят спирт. Свои предположения они подтвердили, пересадив микробиоту пациента мышам: их клетки печени тоже начали накапливать жир, и возникли характерные симптомы болезни. Работа опубликована в журнале Cell Metabolism.

Жировая болезнь печени, или стеатоз обычно предшествует более тяжелым поражениям этого органа: циррозу, воспалению и развитию карциномы. Стеатоз может возникнуть у человека двумя путями. Первый связан с употреблением большого количества алкоголя: в процессе утилизации этанола клетки печени производят множество побочных продуктов, которые запускают пути биосинтеза жиров, и в клетках образуются жировые капли. Второй путь связан с системным нарушением обмена веществ (например, ожирением или диабетом) но точные его механизмы пока неизвестны.

Цзин Юань (Jung Yuan) из Пекинского института педиатрии вместе с коллегами заинтересовались случаем пациента с тяжелым стеатозом печени. Он не пил спиртного, но потреблял много углеводов, и концентрация этанола в его крови была около 400 мг/л (это соответствует 0,4 промилле: в России с таким уровнем спирта, например, уже нельзя водить автомобиль). Это типичное проявление редкого синдрома самоопьянения (англ. auto-brewery syndrome), при котором организм человека сам производит этанол. Обычно этот синдром связывают с активностью дрожжей в кишечнике, но противогрибковые лекарства не изменили состояние пациента, поэтому ученые заключили, что причина болезни может быть в другом.

Исследователи предположили, что производителем спирта могут быть бактерии в кишечнике пациента. Они выделили бактериальную РНК из его стула и отсеквенировали ее, чтобы определить видовой состав микробиоты. Оказалось, что представителей рода Klebsiella в кишечнике больного примерно в 900 раз больше нормы: 18,8 процентов вместо положенных 0,02. Среди них ученые нашли два штамма бактерии Klebsiella pneumoniae, которые оказались не только устойчивы к спирту, но и сами его производили.

Чтобы проверить, насколько эта бактерия распространена у пациентов с похожим диагнозом, ученые проанализировали стул еще 43 больных стеатозом печени и 48 здоровых людей. Они обнаружили, что по сравнению со здоровыми людьми, в кишечнике больных ожирением печени количество бактерий рода Klebsiella повышено незначительно, зато способность этих бактерий производить спирт гораздо выше. Исследователи взяли повторные пробы стула у этих же пациентов спустя полгода: этому времени многие из них успели вылечиться от стеатоза, а бактерий-производителей спирта в их кишечнике стало сильно меньше.

Чтобы подтвердить, что дело действительно в бактерии, ученые провели эксперименты на мышах: они кормили несколько групп мышей обычным кормом, содержащим спирт или высокую концентрацию Klebsiella pneumoniae. Оказалось, что повреждения печени возникают и у второй, и у третьей группы животных. Затем ученые взяли стерильных безмикробных мышей и пересадили им культуру Klebsiella: у животных также возникли симптомы стеатоза печени. 

Наконец, исследователи создали модельных мышей, у которых полностью воспроизвели состояние пациента, больного стеатозом: для этого безмикробным мышам пересадили микробиоту больного. При пересадке бактерий от этих мышей здоровым мышам у последних также возникали все характерные симптомы. При этом, если бактерии Klebsiella перед трансплантацией микробиоты убирали, стеатоз у здоровых мышей не развивался.

Таким образом, ученые продемонстрировали, что в неалкогольной жировой болезни печени все-таки может быть виноват этиловый спирт: даже если человек совсем не пьет, микробиота его кишечника может произвести достаточное количество спирта, чтобы повредить печень.

Раньше бактерии кишечника уже обвиняли в пособничестве развитию самых разных заболеваний человека. Их вклад обнаружили в возникновении инсульта и болезни Альцгеймера.

Полина Лосева

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.