Vědci AV ČR poprvé prokázali úlohu střevních bakterií v kontrole růstu
19. 02. 2016
Pracovníci Gnotobiologické laboratoře Mikrobiologického ústavu AV ČR v Novém Hrádku ve spolupráci s francouzskými kolegy prokázali, že střevní bakterie jsou nezbytné pro správný růst po narození a přispívají k určení velikosti dospělých jedinců. Tuto spojitost potvrdili díky využití bezmikrobního myšího modelu. „Otevírají se potenciální možnosti využití vybraných bakterií, které mají schopnost podporovat postnatální růst, ke zmírnění škodlivých účinků chronické podvýživy na růst dětí,“ říká Mgr. Martin Schwarzer, Ph.D., z Mikrobiologického ústavu AV ČR. Výsledky publikoval prestižní časopis Science.
Ústřední molekulou regulující růst je inzulínu podobný růstový faktor-1 (IGF-1), jehož produkce a aktivita je částečně řízena střevními bakteriemi. V juvenilní fázi je růst živočichů ovlivněn interakcí mezi příjmem potravy a hormonálními signály. V případě akutní podvýživy dochází u myší po několika dnech k významnému úbytku hmotnosti, na kterém se mimo jiné do značné míry podílí změny ve složení střevních bakterií. Naproti tomu v případě chronické podvýživy dochází k celkovému zpomalení růstu. Komplexní mechanismy růstové retardace zahrnují stav odolnosti (rezistence) k působení růstového hormonu, který je vylučovaný hypofýzou – endokrinní žlázou nacházející se v mozku. Za normálních okolností růstový hormon stimuluje produkci růstových faktorů, jakým je například inzulínu podobný růstový faktor 1 (IGF-1), v játrech a periferních tkáních. Při rezistenci k růstovému hormonu klesá tato produkce IGF-1, což vede k opožděnému vývoji, a jedinec je tak menší a váží méně, než odpovídá jeho věku. Vliv mikroflóry na tento mechanismus nebyl až do dnešního dne známý.
Porovnáním juvenilního růstu standardních myší (těch s normální střevní mikrobiotou) a axenických myší (tzn. bezmikrobních, které nejsou kolonizovány žádnými detekovatelnými živými bakteriemi) za různých nutričních podmínek vědci poprvé prokázali úlohu střevních bakterií v kontrole růstu. Pozorovali, že jak při normální, tak při nutričně chudé stravě bezmikrobní myši nejenže vážily méně, ale byly také menší než odpovídající standardní myši.
U bezmikrobních myší, společně s menší celkovou velikostí, došlo také ke snížení růstových parametrů kostí, jako je jejich délka a síla. Kromě toho bylo prokázáno, že bezmikrobní myši měly nižší množství a aktivitu IGF-1. Nezbytnost IGF-1 pro správný růst prokázali vědci tím, že zablokovali jeho působení u standardních myší, čímž snížili jejich celkovou kinetiku růstu. Naopak, pokud IGF-1 dodali myším bezmikrobním, jejich růst se zrychlil.
Kromě Mikrobiologického ústavu AV ČR v Novém Hrádku na výzkumu pracoval tým francouzských vědců z Ústavu funkční genomiky Lyon (CNRS/ ENS Lyon/ Université Claude Bernard Lyon 1), laboratoře Carmen (Inserm/ INRA/ Université Claude Bernard Lyon 1/ INSA Lyon) a laboratoře BF2I (INRA / INSA Lyon).
Foto: © Vincent Moncorg
Připravily: Mikrobiologický ústav AV ČR a Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
Přečtěte si také
- Akademie věd ČR udělila šest medailí, dvě převzali zahraniční experti
- Tomáš Čižmár převzal Cenu ministra školství, mládeže a tělovýchovy
- Nadějní středoškoláci prezentovali vědecké projekty na konferenci Otevřené vědy
- Technologická agentura ocenila aplikované výzkumy pracovišť Akademie věd
- Česká a Saská akademie věd chtějí rozvíjet spolupráci na důležitých tématech
- ERC Synergy grant podpoří výzkum Ondřeje Nováka z Akademie věd ČR
- Podpora mladých vědců je důležitá, shodují se účastníci Wichterleho kempu
- Akademie věd podpořila prémiemi tři zkušené badatele a šest nadějí
- Výstava Věda fotogenická se představuje v Poslanecké sněmovně
- Akademie věd představila výsledky tří výzkumných programů Strategie AV21
Vědy o Zemi
Vědecká pracoviště
- Geofyzikální ústav AV ČR
Geologický ústav AV ČR
Ústav fyziky atmosféry AV ČR
Ústav geoniky AV ČR
Ústav pro hydrodynamiku AV ČR
Ústav struktury a mechaniky hornin AV ČR
Výzkum ve vědách o Zemi je soustředěn na dvě hlavní oblasti: globálně kontinentální fyzikální a geologické problémy složení, struktury a vývoje zemského tělesa, včetně jeho plynného obalu, a lokálně regionální vlastnosti vnitřní struktury území České republiky, jež představuje unikátní geologickou formaci v Evropě. Historie českých a moravských geologických jednotek, oscilace klimatu a environmentální proměny v nedávné geologické minulosti jsou předmětem rostoucího zájmu, stejně tak jako paleomagnetismus, paleontologie a procesy v horninovém prostředí vyvolané lidskou činností. Studují se příčiny indukovaných seismických vln, je mapována kontaminace půdy a sedimentů, jsou vyhledávány a vyšetřovány lokality vhodné jako případná úložiště radioaktivních odpadů. Přechodové a horní vrstvy atmosféry jakož i bližší okolí Země jsou zkoumány především z globálního hlediska fyziky jejího plynného obalu, zatímco klimatické předpovědi a studium dlouhodobých změn atmosférické cirkulace jsou omezeny převážně na oblast střední Evropy. Sekce zahrnuje 6 ústavů s přibližně 480 zaměstnanci, z nichž je asi 320 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.