Кишечный иммунитет управляет обменом веществ

Лимфоциты кишечника регулируют интенсивность метаболизма, действуя на кишечные клетки и кишечные гормоны.

В кишечнике очень много иммунных клеток, и неудивительно: во-первых, инфекции зачастую проникают в тело именно через кишечник, во-вторых, здесь же обитает масса симбиотических бактерий, без которых нам бы жилось намного труднее. Кишечный департамент иммунной системы должен постоянно уничтожать патогенных нарушителей и одновременно не трогать дружественную микрофлору.

Наши «домашние» кишечные бактерии влияют на множество физиологических процессов, и в первую очередь на обмен веществ. Можно предположить, что иммунитет, который постоянно общается с микрофлорой, косвенно действует и на метаболизм тоже – мы уже как-то писали, что иммунная система влияет на сахарный обмен через кишечных бактерий.

Но иммунные клетки, которые сидят в кишечнике, могут и сами регулировать обмен веществ. Известно, что Т-лимфоциты, которые сидят в кишечном эпителии, часто скапливаются там, где особенно активно всасываются питательные вещества; кроме того, у них активно работают гены, управляющие метаболизмом, и сами клетки путешествуют по эпителию не только когда организму угрожает какая-то инфекция, но и по каким-то другим причинам. 

Исследователи из Гарварда и Йеля с помощью генетических модификаций создали мышей, у которых лимфоциты лишены интегрина β7. Это мембранный белок, который помогает лимфоцитам взаимодействовать с эпителиальными клетками. В результате количество лимфоцитов в кишечном эпителии у таких мышей сильно падало.

Одновременно у животных разгонялся обмен веществ: бурый жир, задача которого – сжигать жировые запасы, вдруг начинал заниматься этим чрезвычайно активно, а поджелудочная железа начинала выбрасывать в кровь очень много инсулина, сильно снижая уровень сахара. Таких мышей пробовали держать на вредной диете с большим количеством жира и сахара, но, несмотря на вредную диету, у животных не появлялось признаков метаболического синдрома, который обычно сопутствует ожирению, диабету второго типа, проблем с сосудами и т. д.

Похожие вещи происходят при повышении уровня глюкагоноподобного пептида-1, который синтезируют так называемые L-клетки кишечного эпителия. Синтезируют они его либо под действием нервного сигнала, либо в ответ на появление сахара или желчных кислот (которые, в свою очередь, появляются в кишечнике в ответ на жиры). Глюкагоноподобный пептид-1 заставляет поджелудочную железу вырабатывать больше инсулина, и заодно стимулирует прирост инсулинсинтезирующих клеток. Кроме того, этот пептид замедляет перистальтику желудочно-кишечного тракта и заставляет нейроны отправлять в мозг сигналы насыщения. То есть в целом глюкагоноподобный пептид-1 помогает меньше есть и одновременно помогает избавляться от лишних калорий.

Поэтому возникла гипотеза, что иммунитет регулирует обмен веществ, действуя на этот пептид. Всё так и оказалось: в статье в Nature говорится, что у мышей, у которых в кишечнике было мало Т-лимфоцитов, было больше как пептида, так и синтезирующих его L-клеток. Иммунные клетки управляют обменом веществ напрямую, влияя на появление новых L-клеток и поглощая пептид, который они выделяют. Как пишет портал Nature, можно предположить, что иммунитет работает добавочным регулятором обмена веществ, настраивая его на разные условия среды. Ведь когда еды мало, то желательно, чтобы L-клетки и их пептид особо не активничали; и наоборот, когда еды много и организму, чего доброго, грозит ожирение, то L-клетки и их пептид должны работать, так сказать, не покладая рук.

Разумеется, тут сразу возникает вопрос, как сами Т-лимфоциты чувствуют, как нужно отрегулировать метаболизм. Очевидно, в иммунной системе для этого должен стоять некий «датчик снабжения», который определял бы, сколько в теле хранится запасов, как индивидуум питается и т. д.

С другой стороны, интересно, как Т-лимфоциты сочетают такую работу со своей прямой функцией – защитой организма от бактерий, вирусов и пр. Кишечные Т-лимфоциты работают в особых условиях, но ведь генетически они не отличаются от тех, которые находятся в других местах – значит, есть какие-то молекулярные механизмы, которые делают из кишечных Т-лимфоцитов тех, кто они есть.

Ответив на эти и другие вопросы, мы не только больше узнаем об иммунитете, но и, возможно, найдём новый способ бороться с избыточным весом, диабетом и прочими расстройствами, связанными с обменом веществ.