تقویت سلامت روده با اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه

در بررسی اخیر منتشر شده در مجله مواد مغذی، محققان داده های موجود در مورد اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه (SCFAs)، مانند بوتیرات، استات و پروپیونات را به عنوان اجزای حیاتی میکروبیوم روده انسان بررسی می کنند.

مطالعه: باکتری های تولید کننده اسید چرب با زنجیره کوتاه: اجزای کلیدی میکروبیوتای روده انسان. اعتبار تصویر: mi_viri / Shutterstock.com

معرفی

میکروبیوتای روده نقش مهمی در حفظ سلامتی ایفا می کند، از جمله اثرات سدی در برابر ارگانیسم های بیماری زا، بلوغ و عملکرد سیستم ایمنی، تنظیم مصرف رژیم غذایی، و جذب مواد مغذی. دیس بیوز میکروبی روده در چندین اختلال مشاهده شده است، با درمان های متعدد مبتنی بر میکروبیوتای روده در حال حاضر برای مدیریت اختلالات مزمن پزشکی مورد بررسی قرار گرفته است. یک مسیر مرتبط بالینی برای تعدیل میکروبیوتای روده شامل بازگرداندن سطوح SCFA برای بهبود سلامت قلبی متابولیک است.

در بررسی حاضر، محققان یک نمای کلی از ارتباط بین سطوح SCFA و سلامت انسان ارائه کردند.

SCFA ها در سلامت انسان

ناقلان SCFA موجود در سطح اپیتلیال روده بزرگ شامل مونوکربوکسیلات انتقال دهنده-1 (MCT-1) و MCT-4، MCT-1 همراه با سدیم (SMCT-1) و پروتئین مقاوم به سرطان پستان (BCRP) واسطه اثرات SCFA هستند. روی روده ها

SCFA ها نفوذپذیری و یکپارچگی سد روده را افزایش می دهند. به عنوان مثال، بوتیرات، غلظت پروتئین های اتصال محکم مانند اکلودین، کلودین-1، و زون اکلوژنز-1 را با تنظیم مثبت ژن های کد کننده پروتئین های مربوطه، افزایش می دهد.

بوتیرات همچنین با افزایش بیان موسین 2 (MUC-2)، تعدیل سطح استرس اکسیداتیو، کاهش آسیب اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) ناشی از پراکسید هیدروژن، کاهش تولید گونه های فعال اکسیژن (ROS) و بازگرداندن سطح گلوتاتیون، لایه مخاط اپیتلیال روده را تقویت می کند. همچنین SCFA ها تمایز سلولی و/یا آپوپتوز را برای جلوگیری از سرطان القا می کنند.

SCFA ها همچنین می توانند گلوکونئوژنز روده ای را که توسط مغز ایجاد می شود را تنظیم کنند. به طور خاص، پروپیونات گیرنده های اسید چرب آزاد-3 (FFAR-3) واقع در بیرونی ترین لایه سلول های عصبی اطراف پورتال از نوع آوران را فعال می کند.

همچنین نشان داده شده است که SCFA ها فعالیت هیستون داستیلاز (HDAC) را مهار می کنند و در نتیجه ممکن است بر پاتوفیزیولوژی اختلالات عصبی روانی مانند بیماری آلزایمر، اسکیزوفرنی و افسردگی تأثیر بگذارند.

علاوه بر این، SCFA ها التهاب عصبی و سیستمیک را با تعدیل ساختار و عملکرد سلول های میکروگلیا و همچنین احساسات و عملکردهای شناختی تنظیم می کنند. SCFA ها همچنین ممکن است با القای تولید آنزیمی تریپتوفان 5-هیدروکسیلاز 1 بر یکپارچگی سد مغزی تأثیر بگذارند و در نتیجه سنتز سروتونین را افزایش دهند.

SCFA ها مانند استات با تعدیل دریافت رژیم غذایی و افزایش سطح هورمون های سیری مانند پپتید YY (PYY) و پپتید-1 شبه گلوکاگون (GLP-1) از طریق گیرنده جفت شده با پروتئین G (GPR) -41 و GPR- اشتها را کاهش می دهند. 43 فعالیت و مهار HDAC.

پروپیونات گلوکونئوژنز را در کبد کاهش می دهد، در حالی که بوتیرات و استات باعث افزایش سطح لپتین و کاهش لیپوژنز، وزن و سطح تری گلیسیرید سرولوژیکی می شود. پروپیونات و بوتیرات با اتصال به GPR-41 و اتساع عروق، علاوه بر جلوگیری از ترومبوز با کاهش بیان مهارکننده فعال کننده پلاسمینوژن-1 (PAI-1) سطح فشار خون را کاهش می دهند.

علاوه بر این، SCFAها سطوح میلوپراکسیداز (MPO) را کاهش می‌دهند و کموتاکسی سلول‌های التهابی را با کاهش پروتئین 1-1 (MCP-1) و چسبندگی سلول عروقی (VCAM-1) کاهش می‌دهند. SCFAها همچنین تعداد سلول‌های T تنظیمی (Treg) را افزایش می‌دهند و با کاهش فعالیت فاکتور هسته‌ای کاپا B (NF-κB) و انتشار سیتوکین مرتبط، التهاب روده را کاهش می‌دهند.

چگونگی ارتباط تولید SCFA با بیماری های انسانی

به خصوص میکروب های روده فیرمیکوت ها گونه ها از جمله لاکتوباسیلاسه، Ruminococcaceae، و Lachnospiraceae تولید SCFA از پلی ساکاریدهای پیچیده از طریق هیدرولیز. علاوه بر این، اکتینوباکتری ها، پروتئوباکتری ها، و فوزوباکتری ها می تواند بوتیرات تولید کند.

التهاب حاد روده را از محرک های مضر مانند ویروس ها و باکتری ها محافظت می کند. اگر این آسیب‌ها برطرف نشوند، می‌توانند به التهاب مزمن تبدیل شوند که با اختلالاتی مانند بیماری التهابی روده (IBD) مرتبط است.

بیماران IBD اغلب با فراوانی کمتری از میکروب‌های تولیدکننده بوتیرات مانند گونه رزبوریا و Faecalibacterium prausnitzii، در نتیجه باعث تولید کمتر SCFA می شود. استات از طریق فعال سازی دامنه پیرین خانواده NLR حاوی 3 (NLRP-3) هموستاز بافتی را کنترل می کند. در مقایسه، بوتیرات سد روده ای را که در IBD مختل می شود، از طریق افزایش سطح کلودین-1، آمفیرگولین (AREG) و اینترلوکین-22 (IL-22) تنظیم می کند.

در سرطان کولورکتال، افزایش فراوانی میکروب های بیماری زا مانند فوزوباکتریوم نوکلئاتوم و کاهش فراوانی باکتری‌های تولیدکننده بوتیرات، با کاهش سطح SCFA و افزایش التهاب، مشاهده شده است.

بوتیرات با تغییر حالات ردوکس و مسیرهای متابولیک D-گلوکز آپوپتوز سلول تومور را افزایش می دهد. در فشار خون بالا، کاهش تعداد میکروبی روده تولید کننده بوتیرات و کمبود جذب روده ای SCFA مشاهده شده است.

SCFA ها، به ویژه بوتیرات، التهاب قلبی را تنظیم می کنند و پلاک ها را با کاهش سطح متالوپروتئیناز ماتریکس-2 (MMP-2)، VCAM-1 و لیگاند-2 کموکاین (CCL-2) تثبیت می کنند، در نتیجه مهاجرت ماکروفاژها را کاهش می دهند و رسوب کلاژن را افزایش می دهند.

چاقی با دیس بیوز میکروبی روده و تغییر آن همراه است فیرمیکوت ها/باکتریوئیدها نسبت علاوه بر این، دیابت نوع 2 با کاهش تعداد میکروبی تولید کننده بوتیرات و سطوح پایین تر SCFA در گردش همراه است.

SCFA ها هموستاز گلوکز را از طریق اثرات تنظیم شده توسط گیرنده گاما (PPARγ) وابسته به کیناز بیمار فعال شده با آدنین مونوفسفات (AMP) (AMPK) و پراکسی زوم بهبود می بخشد. SCFA ها همچنین لیپولیز را مهار کرده و لیپوژنز را افزایش می دهند.

نتیجه گیری

SCFAها اجزای ضروری میکروبیوتای روده هستند که سلامت قلب و متابولیک را حفظ می کنند. تولید SCFA وابسته به میکروبیوتا را می توان با مصرف رژیم های غذایی با فیبر بالا مانند رژیم غذایی مدیترانه ای، وگان یا گیاهخواری افزایش داد. مصرف پری بیوتیک ها مانند آرابینوکسیلان الیگوساکاریدها (AXOS) و همچنین پروبیوتیک هایی مانند لاکتوباسیلوس پلانتاروم، لاکتوباسیلوس پاراکازئی، و لاکتوباسیلوس رامنوسوس همچنین می تواند سلامت و تندرستی را ارتقا دهد.