Особлива група Т-клітин допомагає кишечнику налаштуватися на перетравлювання тієї чи іншої їжі.
Багато звірів можуть дозволити собі різну дієту. Примати, гризуни, багато не дуже розбірливих хижаків здатні їсти, наприклад, з високим вмістом білка, але з низьким вмістом вуглеводів, або, навпаки, з високим вмістом вуглеводів і жирів, але з невеликою кількістю білка. Зрозуміло, різноманітність дієти не буде нескінченною, але все одно це не те, що якісь коали, які харчуються майже виключно листям і втечами евкаліпту. Вміти перемикатися з дієти на дієту дуже корисно, особливо, якщо живеш там, де є явна зміна часів року: в різні сезони доводиться задовольнятися різною їжею.
При цьому тут виникає питання, як кишечник всеїдних тварин налаштований на таке різноманітне харчування. З тими тваринами, які все життя їдять одне і те ж, все просто: очевидно, що будова їх кишечника, біохімія травних ферментів і т. д. раз і назавжди налаштовані так, щоб з найбільшою ефективністю переробляти їх єдину їжу. У всеїдних повинен бути перемикач. Можна було б припустити, що тут все знову зводиться до мікрофлори, яка дуже сильно допомагає нам у травленні, і не тільки в травленні. Швидше за все, кишкові бактерії дійсно допомагають кишечнику перемикатися з однієї їжі на іншу.
Однак, як пишуть в Science дослідники з Єльського університету, у кишечника є регулятор, який діє сам, без допомоги мікрофлори. Цей перемикач - імунна система. Піддослідних мишей переводили зі звичного раціону, в якому все було збалансовано, на іншу дієту: одні миші починали їсти корм з підвищеним вмістом білка, інші - з підвищеним вмістом вуглеводів. Як і очікувалося, через кілька днів клітини тонкого кишечника перебудували активність своїх генів: у мишей, що сиділи на білці, стали більш активні гени, що допомагають перетравлювати білок, а у мишей, що сиділи на вуглеводах, стали більш активні гени, що допомагають перетравлювати вуглеводи.
Але крім цього в кишечнику змінився склад епітеліальних клітин. Кишковий епітелій складається з клітин, які, хоча і зайняті однією роботою - перетравлюванням і всмоктуванням поживних речовин - все ж відрізняються одна від одної. Причому відрізняються активністю різних генів, а не тільки тих, які відповідають за обробку білків, або вуглеводів, або жирів. Виявилося, що зміни в харчуванні змушують буквально перебудовуватися сам кишківник - одних клітин в ньому стає більше, інших менше. І, що важливо, подібні зміни відбувалися навіть у тих мишей, яких позбавляли мікрофлори. Тобто зміни в активності генів і перебудова кишкового епітелію під впливом дієти від бактерій не залежали.
Дослідники створили кишкові органоїди - крихітні тривимірні комплекси клітин, які за структурою нагадували епітелій тонкого кишечника. В органоїдах не було ні нейронів, ні імунних клітин, ні бактерій. У якийсь момент їх пересаджували на вуглеводну «дієту», тобто підвищували рівень глюкози в живильному середовищі. Однак на зміни в дієті клітини органоїда не реагували. З чого можна було зробити висновок, що зміни в кишківнику залежать від якихось інших клітин.
Відомо, що схожі клітинні зміни відбуваються при інфекціях - імунітет переводить кишковий епітелій у режим надзвичайної ситуації, щоб з було простіше впоратися з патогеном. Дослідники припустили, що і в дієтичних змінах теж бере участь імунітет. Дійсно, в кінцевому рахунку виявилося, що весь секрет криється в особливій групі Т-лімфоцитів, які називаються гамма-дельта Т-лімфоцитами. Їх досить багато в кишечнику, але досі було не дуже зрозуміло, чим вони там зайняті. Тепер же можна сказати, що гамма-дельта Т-лімфоцити допомагають кишечнику налаштуватися на ті чи інші поживні речовини. Мишачий кишківник, позбавлених гамма-дельта клітин, до зміни дієти не адаптувався.
Можливо, безпосередній вплив імунітету на травлення може бути ще глибшим. І це не перший раз, коли ті ж гамма-дельта Т-клітини виявляють за якимись сторонніми справами. Так, відомо, що вони допомагають регулювати температуру тіла і контролюють тривожну поведінку у мишей. Втім, не можна сказати, що імунітету подібні речі так вже не стосуються. Якщо згадати, що імунна система повинна постійно відображати різноманітні інфекції, і що імунні клітини і білки беруть участь у різних неінфекційних хворобах, то не дивно, що імунітету є справа і до температури тіла, і до дієти, і до багато іншого. До речі, про схожу роботу - присвячену тому, як кишківник керує травленням - ми писали два роки тому, тільки тоді йшлося про те, що кишкові Т-лімфоцити діють на кишкові гормони.