Согласно новым исследованиям, проведенным на мышах и 3D-моделях человеческих тканей, внутренняя оболочка тонкой кишки, известная как эпителий, меняет свою структуру и удваивается в размерах во время беременности, а также во время грудного вскармливания.
На этих важнейших этапах воспроизводства матери приходится потреблять больше питательных веществ, чтобы поддерживать рост и развитие своего ребенка. Авторы нового исследования предполагают, что эти изменения в кишечнике могут также позволить матерям усваивать больше питательных веществ из пищи, которую они едят, и таким образом направлять еще больше на развитие ребенка. Однако эту идею еще предстоит подтвердить.
О своих новых результатах ученые рассказали в статье, опубликованной 4 декабря в журнале Nature.
«Наша команда обнаружила новый удивительный способ изменения организма матери, чтобы сохранить здоровье ребенка», — заявил соавтор исследования Йозеф Пеннингер, научный директор Центра исследований инфекций имени Гельмгольца в Германии.
Команда сделала это открытие после изучения роли сигнальной молекулы под названием RANK, которую можно обнаружить в многочисленных тканях по всему телу. Ранее было показано, что эта молекула контролирует формирование молочных желез, вырабатывающих молоко в груди. Гормоны, участвующие в репродукции, такие как прогестерон, также увеличивают выработку RANK в этих железах, что позволяет предположить, что молекула помогает оркестровать изменения в организме, связанные с беременностью.
Помимо тканей молочной железы, RANK также обнаруживается в эпителии кишечника, но до сих пор о его роли там было мало что известно.
В новом исследовании Пеннингер и его коллеги использовали стволовые клетки для выращивания небольших трехмерных копий тонкого кишечника человека и мыши. Они вырастили эти»органоиды» с помощью специальных химических веществ. Затем они подвергли клетки внутри мини-кишечника воздействию RANK, что вызвало ряд структурных изменений.
В частности, крошечные, похожие на пальцы выступы, выступающие из эпителиальных клеток, внезапно удлинились и сплющились. Эти выступы, известные как ворсинки, помогают увеличить площадь поверхности кишечника, что способствует лучшему всасыванию питательных веществ через ткани.
Аналогичные изменения происходили у беременных и кормящих мышей, обнаружила команда. Однако без RANK эти изменения не происходили. В отдельных экспериментах, в которых генетически модифицировали мышей, не вырабатывающих RANK, кишечник оставался прежним.
Более того, молоко, вырабатываемое кормящими мышами, у которых отсутствовал RANK, содержало меньше питательных веществ, чем молоко мышей, вырабатывающих RANK, и первые рождали потомство с меньшим весом.
В совокупности эти результаты позволяют предположить, что кишечный эпителий перестраивается во время репродукции, чтобы обеспечить максимальное усвоение питательных веществ развивающимся ребенком, предположила команда.
«Эти новые исследования впервые дают молекулярное и структурное объяснение того, как и почему кишечник изменяется, чтобы адаптироваться к повышенному спросу на питательные вещества со стороны матери», — сказал Пеннингер.
В дальнейшем команда планирует изучить, происходит ли такое ремоделирование тканей у людей, а также выяснить, контролируют ли этот процесс другие факторы, помимо RANK.
Это открытие может иметь значительные последствия для понимания не только физиологии беременности, но и здоровья женщин в целом. Учитывая, что многие женщины сталкиваются с проблемами усвоения питательных веществ во время беременности и лактации, понимание роли молекулы RANK и изменений в кишечнике может привести к новым подходам в медицине и диетологии.
Например, если подтвердится, что изменения в кишечной ткани напрямую связаны с уровнем RANK, это может открыть новые горизонты для разработки препаратов, которые смогут поддерживать здоровье кишечника у беременных женщин. Такие препараты могут помочь избежать недостатка питательных веществ, который может adversely affect both the mother’s and baby’s health.
Исследование также может пролить свет на долгосрочные последствия беременности на здоровье матери и ребенка. Если кишечная микрофлора и структура способны изменяться в ответ на гормональные сигналы во время беременности, стоит задуматься, как эти изменения будут влиять на восприимчивость к заболеваниям, обмен веществ и общее здоровье в более дальней перспективе.
Кроме того, ученые планируют провести клинические испытания, чтобы проверить, как изменения в кишечнике могут влиять на пищевые привычки и усвоение питательных веществ у людей, особенно у тех, кто уже испытывает сложности с питанием. Понимание микрособытий внутри кишечника может помочь в разработке специальной диеты для женщин на стадии беременности и лактации, способствующей лучшему усвоению необходимых элементов.
В конечном итоге, это исследование подчеркивает важность комплексного подхода к беременности и лактации, учитывающего как физиологические, так и биохимические изменения в теле женщины. Учёные надеются, что их работа даст толчок к разработке новых методов поддержки матерей в их стремлении обеспечить здоровье и благополучие своих детей, что сделает беременность более безопасным и приятным периодом в жизни каждой женщины.
