Het immuunsysteem, darmen en bloedsuikers*
Onderzoekers hebben een belangrijke link gevonden tussen het immuunsysteem, de
darmflora en de suikerstofwisseling. Een goede
darmflora is daarbij belangrijk, zodat er een goede communicatie mogelijk is tussen het immuunsysteem en de suikerstofwisseling. Ontregeling van deze interactie kan aanleiding geven tot diabetes type-2 of andere
metabole aandoeningen.
De studie.
(November 2016)
Immune system uses gut bacteria to control glucose metabolism
Researchers at Oregon State University and other institutions have discovered an important link between the immune system, gut bacteria and glucose metabolism—a "cross-talk" and interaction that can lead to type 2 diabetes and metabolic syndrome when not functioning correctly.
The findings, published today in Nature Communications, are one example of how different mammalian systems can affect each other in ways not previously understood.
A better understanding of these systems, researchers say, may lead to new probiotic approaches to diabetes and other diseases.
The research also shows the general importance of proper bacterial functions in the gut and the role of one bacteria in particular—Akkermansia muciniphila—in helping to regulate glucose metabolism.
This bacteria's function is so important, scientists say, that it has been conserved through millions of years of evolution to perform a similar function in both mice and humans.
"We're discovering that in biology there are multiple connections and communications, what we call cross-talk, that are very important in ways we're just beginning to understand," said Dr. Natalia Shulzhenko, an assistant professor in the OSU College of Veterinary Medicine, and one of the corresponding authors on this study.
"It's being made clear by a number of studies that our immune system, in particular, is closely linked to other metabolic functions in ways we never realized. This is still unconventional thinking, and it's being described as a new field called immunometabolism. Through the process of evolution, mammals, including humans, have developed functional systems that communicate with each other, and microbes are an essential part of that process."
It had been previously observed that an immune mediator—one type of interferon, or signaling protein called IFN-y—can affect the proper function of glucose metabolism. IFN-y helps fight several pathogens and infections, but a decrease in its levels can lead to improvement in glucose metabolism. However, this actual process has not been understood.
"Before this, no one had a clue exactly how IFN-y affected glucose tolerance," said Andrey Morgun, an assistant professor in the OSU College of Pharmacy and also a corresponding author on the study. "The involvement of microbes had not really been considered. But with the help of a statistical model and an approach we call a transkingdom network, we were able to pinpoint some likely bacterial candidates."
The bacteria A. muciniphila, was found to play a critical role in this communication process - in their study, the scientists called it a "missing link." Research showed that mice specially bred with reduced levels of IFN-y had higher levels of A. muciniphila, and significantly improved glucose tolerance. When IFN-y levels increased, A. muciniphila levels declined, and glucose tolerance was reduced.
Similar observations were also made in humans. It's been observed, for instance, that athletes who are extremely fit have high levels of the gut bacteria A. muciniphila, which is a mucus-degrading bacteria. The research makes clear that two systems once believed to be functionally separate—immunity and glucose metabolism—are, in fact, closely linked, and the bridge can be provided by gut bacteria.
There's probably more than one bacteria involved in this process of communication and metabolic control, researchers said. The gut harbors literally thousands of microbes that appear to function almost as a metabolically active organ, emphasizing the critical importance of gut bacterial health.
Bacteria-mediated communication, of course, is just one part of complex human systems—issues such as proper diet, exercise, and appropriate weight control are all still important, the researchers said.
More information: Nature Communications, DOI: 10.1038/NCOMMS13329
Provided by Oregon State University
De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)
Immuunsysteem gebruikt darmbacteriën glucosemetabolisme beheersen
Onderzoekers van de Oregon State University en andere instellingen hebben een belangrijke schakel tussen het immuunsysteem, darmbacteriën en glucose metabolisme-een "cross-talk" en interactie die kan leiden tot type 2 diabetes en het metabool syndroom als niet correct ontdekt.
De bevindingen, gepubliceerd in Nature Communications, zijn een voorbeeld van hoe verschillende zoogdiersystemen elkaar kunnen aantasten op een manier die niet eerder begrepen.
Een beter begrip van deze systemen, onderzoekers, kan leiden tot nieuwe probiotische benaderingen van diabetes en andere ziekten.
Het onderzoek toont ook het algemene belang van goede bacteriële functies in de darm en de rol van een bacterie in het bijzonder-Akkermansia muciniphila-helpen om glucose metabolisme regelen.
Deze bacteriën functie zo belangrijk is, wetenschappers zeggen, dat het is geconserveerd door middel van miljoenen jaren van evolutie naar een soortgelijke functie bij zowel muizen en mensen.
"We ontdekken dat in de biologie zijn er meerdere verbindingen en communicatie, wat wij noemen cross-talk, die zeer belangrijk zijn op manieren die we zijn net beginnen te begrijpen zijn," zei Dr Natalia Shulzhenko, een assistent-professor in de OSU College Diergeneeskunde, en een van de bijbehorende auteurs van deze studie.
"Het wordt duidelijk gemaakt door een aantal studies die ons immuunsysteem, in het bijzonder, is nauw verbonden met andere metabolische functies op manieren die we nooit gerealiseerd. Dit is nog steeds onconventioneel denken, en het wordt beschreven als een nieuw veld genaamd immunometabolism. Door de evolutieproces, zoogdieren, waaronder mensen, hebben functionele systemen die met elkaar communiceren en microben een essentieel onderdeel van dat proces ontwikkeld. "
Het was eerder opgemerkt dat een immuun-mediator één type interferon of signaleringeiwit genoemd IFN-y-kan de goede werking van glucosemetabolisme beïnvloeden. IFN-y bestrijdt verschillende pathogenen en infecties, maar een verlaging van de niveaus kunnen leiden tot een verbetering van glucosemetabolisme. Echter, deze feitelijke proces niet begrepen.
"Voordat dit, had niemand een idee hoe IFN-y beïnvloede glucose tolerance", zegt Andrey Morgun, een assistent-professor in de OSU College of Pharmacy en ook een bijbehorende auteur van de studie. "De betrokkenheid van microben waren niet echt beschouwd. Maar met behulp van een statistisch model en een benadering we transkingdom netwerkoproepbeheerder, konden we een aantal waarschijnlijke kandidaten bacteriële lokaliseren."
De bacteriën A. muciniphila, bleek een cruciale rol in dit communicatieproces te spelen - in hun studie, de wetenschappers noemde het een 'missing link'. Onderzoek toonde aan dat muizen die speciaal gefokt met verlaagde niveaus van IFN-y hadden hogere niveaus van A. muciniphila, en significant betere glucosetolerantie. Wanneer IFN-y niveaus verhoogd, A. muciniphila niveaus daalden en de glucosetolerantie werd verminderd.
Soortgelijke waarnemingen werden gedaan bij mensen. Het is waargenomen, dat bijvoorbeeld atleten die uitermate geschikt zijn hoge niveaus van de darmbacteriën A. muciniphila, een slijm-afbrekende bacteriën. Het onderzoek maakt duidelijk dat beide systemen ooit geloofd te zijn functioneel gescheiden-immuniteit en glucosemetabolisme-zijn in feite nauw met elkaar verbonden, en de brug kan worden door darmbacteriën.
Er is waarschijnlijk meerdere bacteriën betrokken bij dit proces van communicatie en metabole controle onderzoekers. De darm herbergt letterlijk duizenden microben die lijken bijna te functioneren als een metabolisch actief orgaan, met nadruk op het cruciale belang van de darm bacteriële gezondheid.
Bacteriën-gemedieerde communicatie, is natuurlijk slechts een deel van complexe menselijke systemen-kwesties, zoals goede voeding, lichaamsbeweging, en passende gewichtscontrole zijn allemaal nog steeds belangrijk, aldus de onderzoekers.
Reacties: