Регуляция активности гидролаз жёлчных кислот микробиотой кишечника, зависящая от пищевых волокон, и её значение при заболеваниях человека

Осложнения синдрома короткой кишки включают мальабсорбцию и бактериальный рост, что приводит к длительной зависимости от парентерального питания. Мы предположили, что непереносимость цельной пищи у некоторых пациентов с синдромом короткой кишки может быть связана с влиянием пищевых волокон на кишечный микробиом. У 55 детей с синдромом короткой кишки и в мышиной модели диеты с пищевыми волокнами были выполнены shotgun-метагеномное секвенирование и таргетная метаболомика. Биоинформатический анализ проводили на этих данных, а также на материале исследования пищевого вмешательства у здоровых людей. По сравнению со здоровыми контролями у пациентов с синдромом короткой кишки микробиота кишечника характеризовалась меньшим разнообразием и повышенным содержанием Proteobacteria; этот профиль был наиболее выражен у детей, получавших парентеральное питание, и обратно коррелировал с потреблением цельной пищи. Потребление цельной пищи коррелировало с повышением уровня гликозидгидролаз (GH) и гидролаз жёлчных солей (BSH) при снижении содержания конъюгированных жёлчных кислот в кале, что указывает на регуляцию активности BSH пищевыми волокнами через GH. Механистические данные, подтверждающие эту гипотезу, были получены при анализе жёлчных кислот в кале и плазме в исследовании безволоконного пищевого вмешательства у здоровых людей, а также в опыте на мышах с диетой, содержащей пищевые волокна. Для выявления трёх клинически значимых фенотипов синдрома короткой кишки применяли моделирование гауссовых смесей по профилю жёлчных кислот в кале. Пищевые волокна связаны с деконъюгацией жёлчных кислот, вероятно через взаимодействие между BSH и GH кишечной микробиоты в тонкой кишке, что может приводить к непереносимости цельной пищи у пациентов с синдромом короткой кишки. Этот механизм потенциально полезен для клинического фенотипирования и таргетной терапии при синдроме короткой кишки с учётом метаболизма жёлчных кислот и может иметь значение и при других заболеваниях кишечника.