Высокожировая диета нарушает способность нейтрофилов убивать бактерии

Ожирение ассоциировано с хроническим воспалением, которое способствует развитию других заболеваний. Для такого воспаления характерно повышение уровней провоспалительных цитокинов (IL-6, TNF-α и IL-1β) в жировой ткани и в крови, а также миелоидных клеток (Ly6C^hi моноцитов, макрофагов и нейтрофилов). Эффект, который оказывает повышение уровней моноцитов и макрофагов, изучен лучше, чем эффект нейтрофилов. Однако ожирение значительно влияет на популяцию последних. Так, у мышей нейтрофилы уже через три дня на высококалорийной диете проникают в жировую ткань, где вырабатывают IL-1β. Исследователи из США отследили изменения, происходящие в популяции нейтрофилов на высокожировой диете у мышей.

Самцов мышей C57Bl/6J кормили или стандартным кормом, или кормом с высоким содержанием жиров, начиная с шестинедельного возраста. Спустя небольшой период времени (1–4 недели) на высокожировой диете в костном мозге у мышей выросло количество Ly6G⁺CD11b⁺ нейтрофилов. Оно оставалось повышенным и через 16 недель. Через 16 недель также повышалось количество CD19⁺ B-лимфоцитов, но не CD3e⁺ T-лимфоцитов, Ly6^Chi моноцитов или Ly6C^lo моноцитов.

Ранее было показано, что нейтрофилы важны для регенерации поврежденной сосудистой сети костного мозга после миелоаблативной терапии. Мышей облучали, а потом пересаживали им нейтрофилы от обычного донора или донора на высокожировой диете. В последнем случае регенерация костного мозга проходила хуже. Важную роль в регенерации играет выработка нейтрофилами TNFα. Предположительно, высокожировая диета нарушает выработку этого цитокина даже после пересадки клеток другой мыши. Интересно, что уровень экспрессии гена Tnfa не отличался в нейтрофилах у мышей на обычной и высокожировой диете. Проблема была нарушении способности хранить и секретировать этот фактор.

Высокожировая диета повышала количество нейтрофилов, но вместе с тем росла и их гетерогенность. Встречались клетки разного уровня зрелости: пре-нейтрофилы Ly6G⁺CD11b⁺cKit⁺, незрелые нейтрофилы Ly6G⁺CD11b⁺cKit^-CXCR2^lo, зрелые нейтрофилы Ly6G⁺CD11b⁺cKit^-CXCR2^hi и старые нейтрофилы Ly6G⁺CD11b⁺cKit^-CD62L^lo. Но высокожировая диета способствовала росту именно числа пре-нейтрофилов, незрелых и старых нейтрофилов. Дисбаланс в популяции наблюдался и после инфекции Pseudomonas aeruginosa или Klebsiella pneumoniae.

Секвенирование РНК единичных клеток у мышей с ожирением и без показало, что пре-нейтрофилы экспрессировали больше Hexb и Cebpε, незрелые нейтрофилы — Retnlg и Cxcr2, зрелые нейтрофилы — Cxcr2, Fcgr3 и Siglece. Высокожировая диета повышала в нейтрофилах экспрессию генов, связанных с хранением жиров, окислением жирных кислот и регуляцией уровня жирных кислот в клетке.

В ранних исследованиях было показано, что нейтрофилы животных на высокожировой диете хуже убивают бактерии. Авторы изолировали нейтрофилы костного мозга и инфицировали их P. aeruginosa. Нейтрофилы мышей на высокожировой диете действительно хуже фагоцитировали и убивали бактерии, хотя уровень активных форм кислорода и эластазы у них значительно не менялся. Добавление к нейтрофилам пальмитата также нарушало фагоцитоз. То же было показано на нейтрофилах из крови мышей. Эффект не был связан с гибелью нейтрофилов, однако популяция нейтрофилов мышей на высокожировой диете была менее динамичной и более статичной. Нетоз тоже был нарушен диетой.

Иммунная система контролирует уровень глюкозы в крови