Клетчатка из ракообразных, насекомых, грибов способствует пищеварению

Переваривание таких хрустящих существ, как насекомые, начинается со слышимого скрежетания его жесткого защитного покрытия — экзоскелета. Как бы неприятно это ни звучало, твердая обложка может быть полезна для обмена веществ, согласно новому исследованию на мышах, проведенному в Медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Исследование опубликовано в журнале Science.

Исследователи под руководством Стивена Ван Дайкена, доктора философии, доцента кафедры патологии и иммунологии, обнаружили у мышей, что переваривание хитина, богатого пищевого волокна в экзоскелетах насекомых, а также грибов и панцирей ракообразных, задействует иммунную систему. Активный иммунный ответ был связан с меньшим увеличением веса, уменьшением количества жира в организме и устойчивостью к ожирению.

«Ожирение — это эпидемия», — сказал Ван Дайкен. «То, что мы вкладываем в наш организм, оказывает глубокое влияние на нашу физиологию и на то, как мы усваиваем пищу. Мы изучаем способы противодействия ожирению, основываясь на том, что мы знаем о том, как иммунная система взаимодействует с диетой».

Иммунная система хорошо известна своей способностью защищать организм от различных угроз, включая бактерии, вирусы, аллергены и даже рак. Исследователи обнаружили, что определенный отдел иммунной системы также участвует в переваривании хитина. Вздутие живота после приема хитина активирует врожденный иммунный ответ, который заставляет клетки желудка увеличивать выработку ферментов, известных как хитиназы, которые расщепляют хитин. Следует отметить, что хитин нерастворим — не способен растворяться в жидкости — и поэтому для его переваривания требуются ферменты и суровая кислая среда.

До-Хюн Ким, доктор философии, научный сотрудник и первый автор исследования, проводил эксперименты на стерильных мышах, лишенных кишечных бактерий. Его результаты показывают, что хитин активирует иммунные реакции в отсутствие бактерий.

«Мы считаем, что переваривание хитина в основном зависит от собственных хитиназ хозяина», — сказал Ван Дайкен. «Клетки желудка меняют выработку ферментов посредством процесса, который мы называем адаптацией. Но удивительно, что этот процесс происходит без участия микробов, поскольку бактерии в желудочно-кишечном тракте также являются источниками хитиназ, которые расщепляют хитин».

Ван Дайкен отметил, что у мышей с кишечными бактериями диетический хитин изменил бактериальный состав в нижних отделах желудочно-кишечного тракта, что позволяет предположить, что кишечные бактерии также адаптируются к содержащей хитин пище после того, как она покидает желудок.

Исследовательская группа обнаружила, что наибольшее влияние на ожирение у мышей происходит, когда хитин активирует иммунную систему, но не переваривается. Мышам, которых кормили диетой с высоким содержанием жиров, также давали хитин. У некоторых мышей отсутствовала способность вырабатывать хитиназы для расщепления хитина. Мыши, которые ели хитин, но не могли его расщеплять, набирали наименьший вес, имели наименьшее количество жира в организме и сопротивлялись ожирению по сравнению с мышами, которые не ели хитин, и с теми, которые ели, но могли его расщеплять.

Если бы мыши могли расщеплять хитин, они все равно получали бы пользу с точки зрения метаболизма, но они адаптировались за счет избыточного производства хитиназ для извлечения питательных веществ из хитина.

Ван Дайкен и его команда в дальнейшем планируют продолжить результаты своих исследований на людях, чтобы определить, можно ли добавлять хитин в рацион человека, чтобы помочь контролировать ожирение.

«У нас есть несколько способов ингибировать хитиназу желудка», — сказал он. «Сочетание этих подходов с пищей, содержащей хитин, может иметь вполне реальную метаболическую пользу».