В последние годы была обнаружена взаимосвязь между составом микробиоты кишечника и склонностью к ожирению. Впервые данную закономерность выявили у мышей: оказалось, что мыши, получающие одинаковую (богатую полисахаридами) пищу, но имеющие различные варианты генов, отвечающих за предрасположенность к ожирению, также имеют разный состав бактерий в кишечнике.

Исходно детеныши наследуют состав микробиоты от матери, но затем у предрасположенных к ожирению мышей, вместе с увеличением массы тела, изменяется и соотношение бактерий-симбионтов в кишечнике. Как и у человека, у мышей в кишечнике преобладают бактерии, принадлежащие к двум типам - Firmicutes и Bacteroidetes. Было выявлено, что у мышей, страдающих ожирением, доля бактерий из Bacteroidetes снижается (примерно на 50%), а доля бактерий из Firmicute, наоборот, пропорционально увеличивается.

Но оказалось, что та же взаимосвязь прослеживается и у человека. Как уже упоминалось, у человека в кишечнике также преобладают бактерии, принадлежащие к двум типам - Firmicutes и Bacteroidetes (хотя видовой состав бактерий иной, чем у мышей). И было показано, что у страдающих ожирением людей доля бактерий из Bacteroidetes ниже, чем у худощавых, и эта доля повышается при снижении веса в результате применения специальных низкокалорийных диет.

Взаимосвязь между массой тела и составом микробиоты кишечника была подтверждена и в исследовании, проведенном в США с участием моно- и дизиготных близнецов женского пола и их матерей (всего 154 человека), которые либо страдали ожирением, либо имели нормальную массу тела.

В другой работе был изучен состав микробиоты у 9 людей: из них 3 человека имели нормальную массу тела, 3 человека страдали патологическим ожирением и 3 человека были после перенесения хирургической операции по шунтированию желудка. В этом исследовании было отмечено, что состав микробиоты после шунтирования желудка существенно отличается от такового у людей с нормальной массой тела и с ожирением: у перенесших эту операцию пациентов значительно возрастает доля в микробиоте бактерий, принадлежащих к Gammaproteobacteria. Предполагают, что это может быть связано как с последствиями самого хирургического вмешательства, так и с изменением характера приема пищи и пищеварения после операции.

Используя современные методы исследования, ученым удалось более точно изучить состав микробиоты – были охарактеризованы не только истинные бактерии (эубактерии), но и археи. Отмечено, что у страдающих ожирением людей повышается доля не только бактерий, принадлежащих к Prevotellaceae, которые продуцируют водород, но и метаногенных архей, принадлежащих к Methanobacteriales, которые потребляют водород. Так как такая особенность характерна именно для людей с ожирением, но не для имеющих нормальную массу тела или перенесших шунтирование желудка, то авторы исследования предположили, что именно согласованное повышение количества бактерий, производящих водород, и архей, потребляющих водород, способствует повышенному извлечению энергии из пищи в кишечнике.

На основании многочисленных полученных данных было высказано предположение, что влияние на состав микробиоты кишечника потенциально может иметь терапевтическое применение для лечения пациентов с ожирением: например, можно попытаться контролировать состав микробиоты с помощью фармацевтических, биотехнологических или иных подходов.

Эксперименты, проведенные на мышах, показали, что если провести колонизацию кишечника мышей микробиотой, характерной для мышей с ожирением, то такие животные быстро набирают избыточный вес. Если же использовать для колонизации микробиоту, характерную для худых мышей, то быстрого набора массы тела не происходит. Полагают, что микробиота может оказывать подобное действие на массу тела организма-хозяина, повышая эффективность извлечения энергии из поглощаемой пищи, прежде всего - из полисахаридов.

С другой стороны, показано, что диета существенно влияет на состав микробиоты: например, при использовании диеты с высоким содержанием жиров состав бактерий в кишечнике изменяется очень быстро – буквально за один день.

Интересно, что также обнаружена связь между компонентами системы врожденного иммунитета, склонностью к ожирению и микробиотой. Так, у мышей, у которых наблюдается недостаточность так называемого Toll-подобного рецептора 5 (перевод с английского языка названия: Toll-like receptor 5), развивается гиперфагия и инсулинорезистентность, быстро возрастает масса тела. Если после этого перенести микробиоту из кишечника таких мышей здоровым животным, то у последних развиваются признаки метаболического синдрома (инсулинорезистентности). Таким образом, микробиота кишечника может играть роль в развитии как ожирения, так и метаболического синдрома.