Непереваренный фруктовый сахар связан с повышением тревожности и воспалением

Фото из открытых источников

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Brain Behavior and Immunity, показало, что неспособность правильно переваривать фруктовый сахар связана с повышенной тревожностью и воспалением во всем организме. Исследование предполагает, что невсосавшаяся фруктоза изменяет состав бактерий в пищеварительном тракте, что, в свою очередь, запускает иммунные реакции, которые могут влиять на мозг. Эти открытия дают новое понимание того, как наш современный рацион с высоким содержанием сахара может влиять на наше психическое здоровье.

Исторически сложилось так, что люди ежедневно потребляли очень небольшое количество фруктозы. Этот сахар получали в основном из сезонных фруктов и меда. Сегодня же современная пищевая промышленность сделала фруктозу невероятно распространенной, и люди теперь потребляют большое количество этого сахара в газированных напитках, сладостях и переработанных продуктах.

Пищеварительная система человека использует специальные транспортные белки для всасывания фруктозы в кровоток. Можно представить себе эти транспортеры как специализированные дверцы, выстилающие тонкий кишечник. Эти дверцы могут пропускать лишь ограниченное количество сахара за один раз.

Когда человек потребляет больше фруктозы, чем может переработать его кишечник, избыток сахара продолжает продвигаться вниз по пищеварительному тракту. В конечном итоге он попадает в толстую кишку. Это состояние известно как мальабсорбция фруктозы.

В толстой кишке невсосавшийся сахар сталкивается с кишечной микробиотой. Микробиом — это обширная совокупность бактерий и других микроскопических организмов, обитающих в нижнем отделе кишечника. Эти микробы действуют как вторичная пищеварительная система.

Когда кишечные бактерии сталкиваются с неабсорбированной фруктозой, они начинают её ферментировать. Этот внезапный приток сахара может изменить баланс видов бактерий в кишечнике. Некоторые бактерии начинают активно размножаться на избытке фруктозы, а другие погибают.

Изменения в микробиоме кишечника могут влиять на весь организм. Кишечник тесно связан с иммунной системой и головным мозгом. Аделин Курсан из Университета Бордо и ее коллеги хотели понять эту связь.

Исследовательская группа предположила, что нарушение всасывания фруктозы может нарушить микробиом кишечника и вызвать состояние слабовыраженного системного воспаления. Они выдвинули гипотезу, что это воспаление может передаваться через кровоток. В конечном итоге, они полагали, что эта цепочка событий может активировать иммунные клетки в головном мозге.

Эти специализированные иммунные клетки головного мозга называются микроглией. Когда микроглия становится очень активной, она вызывает воспаление в тканях головного мозга. Известно, что этот тип воспаления головного мозга связан с проблемами настроения, такими как тревожность и депрессия.

Чтобы проверить свои идеи, исследователи разработали комплексное исследование, состоящее из двух частей. Сначала они оценили группу из пятидесяти пяти молодых, здоровых мужчин-добровольцев. Они специально выбрали мужчин со средним весом, чтобы избежать метаболических последствий ожирения.

Команде нужно было определить, у каких добровольцев наблюдалась мальабсорбция фруктозы. Участников попросили выпить раствор, содержащий определенное количество фруктозы. Затем исследователи анализировали дыхание участников в течение нескольких часов.

Когда кишечные бактерии ферментируют невсосавшуюся фруктозу, они производят газы, такие как водород и метан. Эти газы всасываются в кровь и в конечном итоге выдыхаются через легкие. Измеряя количество выдыхаемых газов, команда определила, у каких добровольцев сахар не усваивался полностью.

Участники также отслеживали свой ежедневный рацион питания в течение целой недели. Они точно записывали, что ели и пили. Это позволило исследователям рассчитать их среднее суточное потребление фруктозы и определить пищевые источники этого сахара.

Для оценки психического здоровья добровольцы заполнили стандартизированные анкеты, предназначенные для измерения уровня тревожности. Наконец, исследователи взяли у каждого участника образцы крови и кала. Эти образцы позволили получить представление об их иммунной системе и кишечной микрофлоре.

Результаты показали, что у шестидесяти процентов добровольцев наблюдалась мальабсорбция фруктозы. Общее суточное количество потребляемой фруктозы было примерно одинаковым как у тех, кто хорошо усваивал сахар, так и у тех, кто этого не делал. Обе группы потребляли в среднем около тридцати граммов фруктозы в день.

Несмотря на схожий уровень потребления пищи, у лиц с нарушением всасывания в анкетах отмечались более высокие показатели тревожности. Анализы крови показали, что у них повышен уровень воспалительных белков. Эти белки действуют как химические посредники, сигнализирующие иммунной системе о необходимости реакции.

Наличие этих белков указывает на состояние слабо выраженного воспаления по всему организму у людей с нарушением всасывания. При анализе образцов стула исследователи обнаружили существенные различия в типах присутствующих бактерий. У людей с нарушением всасывания было больше определенных групп бактерий и меньше других.

Например, у людей с нарушением всасывания наблюдался более высокий уровень бактериальной группы Bifidobacterium. И наоборот, у них был более низкий уровень группы Prevotella. Эти изменения позволяют предположить, что неабсорбированный сахар напрямую изменял микроскопическую экосистему кишечника.

Количество определенных бактерий также коррелировало с источником фруктозы. Уровень бактерий менялся в зависимости от того, ели ли участники фрукты, сладкую выпечку или сладкие напитки. Некоторые из этих групп бактерий были напрямую связаны с показателями тревожности и уровнем воспаления в крови у добровольцев.

Чтобы лучше понять биологические механизмы, лежащие в основе этих наблюдений, исследователи провели эксперимент на мышах. Они использовали генетически модифицированных мышей, у которых отсутствовал специфический белковый «дверный путь», необходимый для всасывания фруктозы. Эти мыши послужили надежной моделью полной мальабсорбции фруктозы.

Модифицированных мышей, наряду с обычными мышами, кормили диетой, содержащей пять процентов фруктозы, в течение четырех недель. После месяца на этой диете мыши прошли поведенческое тестирование. Исследователи поместили животных в приподнятый лабиринт в форме знака плюс.

Этот лабиринт имеет два закрытых и два открытых, незащищенных ответвления. Мыши от природы предпочитают темные, закрытые пространства, но им также нравится исследовать окружающий мир. Обычные мыши проводят довольно много времени, исследуя открытые ответвления.

Исследователи также поместили мышей в цилиндр с водой. Они измерили, как долго мыши активно плавали, пытаясь выбраться, по сравнению с тем временем, когда они пассивно плавали на поверхности. Эти стандартные тесты помогают исследователям оценивать тревожность и депрессивное поведение у грызунов.

Мыши с нарушением всасывания фруктозы проявляли более выраженное тревожное и депрессивное поведение, чем обычные мыши. Они в основном избегали открытых участков приподнятого лабиринта. Кроме того, они проводили больше времени, неподвижно плавая в водяном цилиндре.

Затем исследователи изучили кишечник и мозг мышей. Как и у добровольцев, у мышей с нарушением всасывания наблюдались явные изменения в составе кишечной микрофлоры. Некоторые семейства бактерий почти полностью исчезли, в то время как другие быстро размножались.

В головном мозге исследователи внимательно изучили микроглию. В нормальных условиях микроглия выполняет функцию уборщицы, очищая клетки от мусора. Когда мозг находится в состоянии стресса, она переходит в защитный, воспалительный режим.

Исследователи измерили активность специфических генов, связанных с этим воспалительным состоянием. Микроглия у мышей с нарушением всасывания продуцировала более высокие уровни воспалительных молекул. Также была отмечена повышенная активность генов, связанных с неблагоприятным, ассоциированным с заболеванием состоянием.

Эти данные свидетельствуют о том, что неабсорбированный сахар в кишечнике передавал сигналы тревоги иммунной системе мозга. Возникшее в результате воспаление мозга, вероятно, вызвало изменения в поведении, наблюдаемые у мышей. Модель на животных идеально отражала тенденции, наблюдаемые у добровольцев.

Исследователи отметили несколько ограничений своей работы. Как в части исследования, посвященной людям, так и в части, посвященной животным, участвовали только мужчины. Биологический пол может существенно влиять как на метаболические процессы, так и на показатели психического здоровья.

Поэтому в будущих исследованиях необходимо будет включить в выборку женщин. Этот шаг поможет определить, применима ли связь между нарушением всасывания фруктозы и тревожностью ко всем. Расширение круга участников необходимо для полного понимания этого состояния.

Кроме того, исследование на людях носило исключительно наблюдательный характер. Исследователи не могли контролировать ежедневный рацион добровольцев. Они не смогли увидеть, что происходит с уровнем тревожности, когда фруктоза полностью исключается из рациона человека.

В будущих клинических исследованиях можно было бы проверить, улучшают ли низкофруктозные диеты симптомы тревоги у людей с синдромом мальабсорбции. Изучение этой связи в конечном итоге может привести к разработке новых методов нутритивной терапии. Такие открытия могли бы предложить новые способы управления психическим здоровьем посредством персонализированного выбора продуктов питания.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний