Лимфоциты кишечника регулируют интенсивность метаболизма, действуя на кишечные клетки и кишечные гормоны.
В кишечнике очень много иммунных клеток, и это неудивительно. Во-первых, инфекции довольно часто проникают в тело именно через кишечник, во-вторых, здесь обитает масса симбиотических бактерий, без которых нам бы жилось намного труднее. Кишечный департамент иммунной системы должен постоянно уничтожать патогенных нарушителей и при этом одновременно не трогать полезную для нас микрофлору.
Т-лимфоцит.
Выросты эпителиальных клеток кишечника.
«Домашние» бактерии кишечника
«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.
Исследования с помощью генетических модификаций
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 не вредную диету, у животных не появлялось признаков метаболического синдрома, который обычно сопутствует ожирению, диабету второго типа, проблем с сосудами и т. д.
Глюкагоноподобного пептид — 1
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.
Как иммунитет управляет обменом веществ
Поэтому возникла гипотеза, что иммунитет регулирует обмен веществ, действуя на этот пептид. Всё так и оказалось. Исследования показали, 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. Следовательно, 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 не были слишком активными. И наоборот, когда еды много и организму, вероятно, грозит ожирение, то L-клетки и их пептид должны работать, 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, который определял бы, сколько в теле хранится запасов и 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.