Небольшая травма, серьезная инфекция или даже грипп могут направить организм по совершенно разным путям. Одни люди быстро выздоравливают, другие тяжело заболевают или умирают. Ученые называют этот путь траекторией болезни, и на него влияют многие факторы, включая возраст, пол, историю здоровья и биологию. В Институте Солка Дженелл Айрес, доктор философии, годами изучала, почему люди так по-разному реагируют на болезни и травмы. Ее работа сосредоточена на том, как можно направить организм от болезни и смерти к выздоровлению и выживанию.

Воспаление часто является основной силой, стоящей за ухудшением состояния организма при инфекциях и травмах. Оно необходимо для защиты, так как предупреждает иммунную систему и привлекает иммунные клетки туда, где они нужны. Но когда воспаление становится чрезмерным, оно может повредить ткани и способствовать смерти. Поскольку инфекции могут вызывать особенно вредное воспаление, команда Солка изучала мышей с инфекцией. Они обнаружили, что добавление аминокислоты метионина в рацион животных защищало их от истощения, проблем с гематоэнцефалическим барьером и смерти, связанных с воспалением.

Польза пришла неожиданным путем. Метионин улучшал фильтрацию почек, показывая, что почки могут играть более важную роль, чем считалось ранее, в помощи организму перейти от инфекции к выздоровлению. Результаты, опубликованные в Cell Metabolism, предполагают, что небольшие изменения в питании могут сильно влиять на исходы болезней. Добавки метионина могут быть потенциально полезны при воспалительных состояниях, заболеваниях почек, почечной недостаточности и у пациентов на диализе, хотя необходимы дополнительные исследования.

«Наше исследование показывает, что небольшие биологические различия, включая диетические факторы, могут иметь большое влияние на исходы болезней», — говорит старший автор Айрес, профессор и обладательница кафедры наследия Института Солка, а также исследователь Медицинского института Говарда Хьюза. «Наше открытие механизма, управляемого почками, который ограничивает воспаление, вместе с защитными эффектами добавок метионина у мышей, указывает на потенциал питания как механистически обоснованного медицинского вмешательства, которое может направлять и оптимизировать пути, по которым люди идут в ответ на повреждения, вызывающие болезни».

Воспаление — это реакция иммунной системы на угрозу. Эта угроза может быть патогеном внутри организма или чем-то простым, как заноза. Иммунные клетки движутся к проблеме и помогают заживлению. Когда эти иммунные клетки прибывают, они усиливают сигналы тревоги организма через белки, известные как провоспалительные цитокины. Организм должен поддерживать воспаление в тщательном балансе. Слишком малое воспаление может не справиться с угрозой, а слишком большое может повредить здоровые ткани. Большая часть исследований в этой области была сосредоточена на том, как включаются или выключаются иммунные реакции.

Команда Айрес изучает другой вопрос. Вместо того чтобы сосредотачиваться только на иммунных переключателях, они изучают, как организм регулирует силу воспаления, контролируя высвобождение и накопление провоспалительных цитокинов. «Провоспалительные цитокины в конечном итоге приводят к болезни и смерти во многих случаях», — говорит первый автор Катя Троха, доктор философии, постдокторант в лаборатории Айрес. «Иммунная система должна балансировать воспаление, чтобы атаковать захватчика, не повреждая здоровые клетки организма. Наша задача — найти механизмы, которые она для этого использует, чтобы мы могли воздействовать на них для улучшения результатов лечения пациентов».

Чтобы выяснить, как организм управляет уровнями цитокинов, исследователи использовали мышиную модель системного воспаления, вызванного патогеном Yersinia pseudotuberculosis. Одним из первых изменений, которые они заметили, было снижение потребления пищи у зараженных мышей, что указывало на изменение метаболизма животных. Чтобы лучше понять их пищевой статус, исследователи измерили аминокислоты, циркулирующие в крови. Аминокислоты являются строительными блоками белков и поддерживают здоровую функцию клеток по всему организму.

У зараженных мышей были низкие уровни метионина, незаменимой аминокислоты, которая содержится в таких продуктах, как стейк, яйца и рыба. Когда исследователи добавили метионин в рацион мышей, они обнаружили, что это защищает их от летального воспаления. Защита была связана с улучшением функции почек: метионин усиливал фильтрацию крови почками, что помогало удалять избыточные провоспалительные цитокины. Это открытие предполагает, что почки играют активную роль в регулировании воспаления, а не просто являются пассивными фильтрами.

«Мы были удивлены, обнаружив, что почки так важны для контроля воспаления», — говорит Троха. «Это открывает новые возможности для лечения воспалительных заболеваний, воздействуя на функцию почек».

Исследователи предупреждают, что результаты получены на мышах, и необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, применимы ли они к людям. Тем не менее, они предполагают, что диетические вмешательства, такие как добавки метионина, могут быть простым и эффективным способом улучшить исходы при воспалительных состояниях.

«Наша работа подчеркивает важность питания в модуляции иммунного ответа», — говорит Айрес. «Это захватывающее время для изучения того, как то, что мы едим, может влиять на нашу способность бороться с болезнями».