Почему панды остаются толстыми на бамбуковой диете?

Большая панда питается низкокалорийной растительной пищей, преимущественно бамбуком. При этом у панды не наблюдаются недостаток веса и проблем со здоровьем. В зависимости от сезона ей достаются различные части растения: в конце весны - начале лета сочные и богатые белком молодые побеги,  и суховатые листья на протяжении остальных месяцев.

Между тем зимой, чтобы противостоять пониженной температуре воздуха, пандам требуется особенно плотная жировая прослойка. Специалисты Института зоологии Китайской академии наук задались вопросом, как  в эти сезоны бамбуковые медведи компенсируют недостаток питательных веществ.

Для этого в течение года собирали образцы фекалий панд. Анализ позволил установить, что грамположительные бактерии Clostridium butyricum присутствовали в большом количестве в кишечнике животных весной и летом. Расщепляя растительные сахара, они превращают их в другие органические вещества, которые становятся своеобразным «заготовками» для жировых молекул. Предполагая, что именно эта микробиота позволяет пандам быстро набирать массу, ученые проверили гипотезу на мышах.

Колонии бактерий из фекалий панд пересаживали в кишечник грызунов. Мыши, получавшие их, значительно быстрее набирали вес, чем мыши из контрольной группы. Обе группы жили в одинаковых условиях и ели одинаковую пищу.

Дальнейшие исследования показали, что масляная кислота, продукт метаболизма C. butyricum, усиливает экспрессию гена циркадного ритма Per2, что, в свою очередь, увеличивает синтез и накопление липидов. Таким образом, сезонные изменения кишечной флоры синхронизируют периферический циркадный ритм организма, что запускает необходимый липидный обмен.

Сезонные изменения кишечных бактерий в результате изменения доступности пищи не являются редкостью. Науке известно несколько видов обезьян, микробиота которых летом, когда они питаются листьями и свежими фруктами, отличается от зимней, когда им доступна только кора деревьев. Коренные жители Танзании, современные охотники-собиратели хадза, также следуют этой тенденции: они ведут традиционный образ жизни, и их рацион заметно меняется в зависимости от времени года.

Понимание того, как работает пищеварительная система панд и знание о бактериях, полезных для них, будет использовано при разработке пробиотиков и других лекарственных средств.