A bélflóra bevonása az energia-anyagcsere gyógyszertudományokba

Nathalie M. Delzenne * és Patrice D. Cani

bélflóra

Louvaini Katolikus Egyetem, Farmakokinetikai, Anyagcsere-, Táplálkozási és Toxikológiai Osztály, Brüsszel, Belgium. UCL, PMNT-7369 egység, Avenue E. Mounier, 73/69, B-1200 Brüsszel, Belgium

A bél mikroflórát ma a gazda energia homeosztázisában kulcsfontosságú szervnek tekintik. A legfrissebb adatok arra utalnak, hogy a bélbaktériumok ökoszisztémájának változásai hozzájárulhatnak az anyagcsere-rendellenességek, például a 2-es típusú cukorbetegség és az elhízás kialakulásához. Először is, a bél mikroflóra növelheti a nem emésztett élelmiszerek energiahatékonyságát a fermentáció révén, így több energiát biztosít a gazdának. Másodszor, a zsírsavak áramlását és a zsírszövetben történő tárolást az éhgyomri indukálta FIAF adipocita faktor szabályozza, amely expresszió a bél mikroflórájától függ. Harmadszor, a magas zsírtartalmú étrendi táplálás megváltoztatja a bélbaktériumok profilját, ami a bifidobaktériumok tartalmának csökkenéséhez vezet, amely korrelál a magasabb LPS plazmaszinttel, ezáltal hozzájárulva az elhízással járó gyulladás, inzulinrezisztencia és 2-es típusú cukorbetegség kialakulásához. A bél mikroflóra összetételének megváltoztatása hasznos eszköz lehet a magas zsírtartalmú/alacsony rosttartalmú étrend okozta metabolikus szindróma megelőzésére vagy kezelésére.

A 2-es típusú cukorbetegség és az elhízás két szorosan összefüggő anyagcsere-rendellenesség, amelyek az ételből származó energia és a kiadások közötti egyensúlyhiánytól függenek. Ezért a zsírtömeg-felhalmozódás és az azzal járó kórképek kialakulásának elleni küzdelem érdekében klasszikusan említett környezeti tényezők a túlzott energiafogyasztás csökkentése és a fizikai aktivitás elősegítése. Ugyanakkor egy tipikus populációban, amely étrendi sokaságnak vagy "táplálkozási stressznek" (magas zsírtartalmú étrend) van kitéve, csak bizonyos személyeknél alakul ki elhízás és hiperglikémia, míg mások kevésbé lesznek érzékenyek a vércukorszinthez kapcsolódó anyagcsere-változásokra., 2]. Még akkor is, ha az egyéni fogékonyság összekapcsolható a genommal, úgy tűnik, hogy az egyénhez szorosan kapcsolódó, és születésétől fogva jellemző új „környezeti” tényező részt vesz a testtömeg és az energiaháztartás kontrolljában: a bélflóra. A szintézis során megpróbálunk rávilágítani az első kísérleti vizsgálatokra, amelyek elősegítették a fátylat a sarkában a bélflóra szerepéről az energia-anyagcsere szabályozásában.

Az emberi bélflóra: titkos kert

Hogyan módosíthatja a növényvilág az energiatárolást és elősegítheti az adipozitást ?

A bélbaktériumok szabályozzák az energiatárolást a gazdájukban

A bélflóra szerepe az elhízással járó anyagcsere-betegségek kialakulásában. A takarmány és az FIAF energiahatékonyságának elmélete. Az emészthetetlen szénhidrátokban lévő energia - elkerülve az emésztést a felső emésztőrendszerben lévő enzimekkel - a bélbaktériumok közreműködésével elérhetővé tehető a gazda számára, amelyek rövid láncú karbonsavakká fermentálják őket. Ez utóbbiak felhasználhatók a máj lipogén és glükoneogén szubsztrátjaiként. Ezenkívül a bélflóra szabályozza az FIAF fehérje expresszióját - az FIAF expressziójának csökkenése növeli a lipoprotein lipáz aktivitását, lehetővé téve a zsírsavak tárolását vagy oxidációját a perifériás szövetekben. FIAF: az éhgyomorra kiváltott zsírfaktor; LPL: lipoprotein lipáz.

A flóra minőségi változásainak fontossága

A bakteriális gyulladás lehet az elhízás és a cukorbetegség kialakulásáért felelős tényező ?

A bélflóra megváltoztatása a magas zsírtartalmú étrend és a gyulladás, a cukorbetegség és az elhízás kialakulásához kapcsolódó mechanizmusok bevitele után. A lipopoliszacharid (LPS) elmélete. A lipidekben gazdag étrend bevitele megváltoztatja a bélflóra összetételét (1), különösen a bifidobaktériumok csökkenésével (2). A bélflóra ezen változása a plazma LPS-szintjének növekedésével jár. (3). Az LPS, miután kötődik CD14/TLR4 komplex receptorához, stimulálja az inzulinrezisztencia kialakulásában részt vevő gyulladásos citokinek szintézisét és szekrécióját. LPS: lipopoliszacharidok.

Mindezek a tanulmányok erősen utalnak a bélflóra eredetű faktor (lipopoliszacharid) potenciális szerepére az elhízással járó cukorbetegség patogenezisében.

Melyek az anyagcsere-mediátorok, amelyek a bélflóra szelektív módosításától függenek ?

A bélflóra módosítása prebiotikumokkal és fiziológiai hatásokkal. A bifidobaktériumok és a gasztrointesztinális peptidek szerepe. A prebiotikus típusú fermentálható rostok bevitele jelentősen és szelektíven növeli a bifidobaktériumok tartalmát a belekben. Ez a plazma LPS szintjének csökkenésével és a gyulladás csökkenésével jár. Ezenkívül a prebiotikumok fermentációja növeli a bél L-sejtjeinek és azok szekréciós termékeinek - GLP-1 és PYY - számát, amelyek mind részt vesznek a szénhidrát homeosztázis és a jóllakottság szabályozásában. LPS: lipopoliszacharidok; GLP-1: glukagonszerű peptid-1; PYY: YY peptid.

Következtetés

Hivatkozások

  1. Tappy L. A túltáplálás metabolikus következményei emberben. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2004; 7: 623–8. [Google ösztöndíjas]
  2. Levin BE, Keesey RE. Különböző testtömeg-alapértékek védelme az étrend okozta elhízott és rezisztens patkányokban. Am J Physiol 1998; 274: R412-R419. [Google ösztöndíjas]
  3. Savage DC. A gyomor-bél traktus mikrobiális ökológiája. Annu Rev Microbiol 1977; 31: 107–33. [Google ösztöndíjas]
  4. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA és mtsai. Az elhízáshoz kapcsolódó bélmikrobiom, megnövekedett energiatermelési képességgel. Természet 2006; 444: 1027–31. [Google ösztöndíjas]
  5. Xu J, Mahowald MA, Ley RE és munkatársai. A szimbiotikus baktériumok fejlődése a disztális emberi bélben. PLoS Biol 2007; 5: e156. [Google ösztöndíjas]
  6. Ley RE, Peterson DA, Gordon JI. Ökológiai és evolúciós erők alakítják a mikrobiális sokféleséget az emberi belekben. Cell 2006; 124: 837–48. [Google ösztöndíjas]
  7. Gill SR, Pop M, Deboy RT és mtsai. Az emberi disztális bélmikrobiom metagenomikus elemzése. Tudomány 2006; 312: 1355–9. [Google ösztöndíjas]
  8. Nicholson JK, Holmes E, Wilson ID. Bél mikroorganizmusok, emlősök anyagcseréje és személyre szabott egészségügyi ellátás. Nat Rev Microbiol 2005; 3: 431–8. [Google ösztöndíjas]
  9. Wong JM, De SR, Kendall CW és mtsai. Vastagbél egészsége: erjedés és rövid láncú zsírsavak. J Clin Gastroenterol 2006; 40: 235–43. [Google ösztöndíjas]
  10. Hill JO. Az elhízás járványának megértése és kezelése: energiamérleg perspektíva. Endocr Rev 2006; 27: 750–61. [Google ösztöndíjas]
  11. Servin AL. A bél mikroflóra és a gazdaszervezet között "megfog". Med Sci (Párizs) 2007; 23: 229–30. [Google ösztöndíjas]
  12. Backhed F, Ding H, Wang T és mtsai. A bél mikrobiota mint környezeti tényező, amely szabályozza a zsír tárolását. Proc Natl Acad Sci, USA 2004; 101: 15718–23. [Google ösztöndíjas]
  13. Foufelle F, Hegarty B, Bobard A és mtsai. Az inzulin új szerepe a máj szénhidrát-lipid anyagcseréjének szabályozásában. Med Sci (Párizs) 2005; 21: 569–71. [Google ösztöndíjas]
  14. Ley RE, Turnbaugh PJ, Klein S és mtsai. Mikrobiális ökológia: az elhízással összefüggő emberi bélmikrobák. Természet 2006; 444: 1022–3. [Google ösztöndíjas]
  15. Cani PD, Neyrinck AM, Maton N és mtsai. Az oligofruktóz elősegíti a jóllakottságot a magas zsírtartalmú étrenddel táplált patkányokban: a glukagonszerű Peptide-1 bevonása. Obes Res 2005; 13: 1000–7. [Google ösztöndíjas]
  16. Cani PD, Daubioul CA, Reusens B és mtsai. Az endogén glükagonszerű peptid-1 (7-36) amid bevonása az oligofruktóz glikémiát csökkentő hatására streptozotocinnal kezelt patkányokban. J Endocrinol 2005; 185: 457–65. [Google ösztöndíjas]
  17. Cani PD, Knauf C, Iglesias MA és mtsai. Az oligofruktóz glükóz tolerancia és máj inzulin érzékenységének javításához funkcionális glukagonszerű peptid 1 receptor szükséges. Cukorbetegség 2006; 55: 1484–90. [Google ösztöndíjas]
  18. Cani PD, Joly E, Horsmans Y és mtsai. Az oligofruktóz egészséges emberben elősegíti a jóllakottságot: kísérleti tanulmány. Eur J Clin Nutr 2006; 60: 567–72. [Google ösztöndíjas]
  19. Keenan MJ, Zhou J, McCutcheon KL és mtsai. A rezisztens keményítő, egy nem emészthető fermentálható rost hatása a testzsír csökkentésére. Elhízás (ezüst tavasz) 2006; 14: 1523–34. [Google ösztöndíjas]
  20. Backhed F, Manchester JK, Semenkovich CF és mtsai. A csíramentes egerek étrend okozta elhízással szembeni ellenállásának mechanizmusai. Proc Natl Acad Sci USA, 2007; 104: 979–84. [Google ösztöndíjas]
  21. Hotamisligil GS. Gyulladás és anyagcserezavarok. Természet 2006; 444: 860–7. [Google ösztöndíjas]
  22. Neal MD, Leaphart C, Levy R és mtsai. Az enterocita TLR4 közvetíti a baktériumok fagocitózisát és transzlokációját a bélgáton. J Immunol 2006; 176: 3070–9. [Google ösztöndíjas]
  23. Vreugdenhil AC, Rousseau CH, Hartung T és mtsai. A lipopoliszacharidot (LPS) megkötő fehérje a chilomikronok által végzett LPS méregtelenítést közvetíti. J Immunol 2003; 170: 1399–405. [Google ösztöndíjas]
  24. Wright SD, Ramos RA, Tobias PS és mtsai. CD14, a lipopoliszacharid (LPS) és az LPS-kötő fehérje komplexeinek receptora. Science 1990; 249: 1431–3. [Google ösztöndíjas]
  25. Cani PD, Amar J, Iglesias MA és mtsai. A metabolikus endotoxémia elhízást és inzulinrezisztenciát vált ki. Cukorbetegség 2007; 56: 1761–72. [Google ösztöndíjas]
  26. Brun P, Castagliuolo I, Leo VD és mtsai. Fokozott béláteresztő képesség elhízott egereknél: új bizonyíték a nem alkoholos steatohepatitis patogenezisében. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2007; 292: G518–25. [Google ösztöndíjas]
  27. Creely SJ, McTernan PG, Kusminski CM és mtsai. A lipopoliszacharid aktiválja a veleszületett immunrendszeri választ az emberi zsírszövetben elhízás és 2-es típusú cukorbetegség esetén. Am J Physiol Endocrinol Metab 2007; 292: E740–7. [Google ösztöndíjas]
  28. Gibson GR, Roberfroid MB. Az emberi vastagbél mikrobiota étrendi modulációja: a prebiotikumok fogalmának bevezetése. J Nutr 1995; 125: 1401–12. [Google ösztöndíjas]
  29. Cani PD, Neyrinck AM, Fava F és mtsai. A bifidobaktériumok szelektív növekedése a bél mikroflórájában az endotoxaemiával összefüggő mechanizmus révén javítja a zsírtartalmú étrend által kiváltott egerek cukorbetegségét. Diabetologia 2007; 50: 2374–83. [Google ösztöndíjas]
  30. Cani PD, Dewever C, Delzenne NM. Az inulin típusú fruktánok modulálják az étvágyszabályozásban szerepet játszó gyomor-bélben lévő peptideket (glükagonszerű peptid-1 és ghrelin) patkányokban. Br J Nutr 2004; 92: 521–6. [Google ösztöndíjas]
  31. Delzenne NM, Cani PD, Daubioul C és mtsai. Az inulin és az oligofruktóz hatása az emésztőrendszeri peptidekre. Br J Nutr 2005; 93 (1. kiegészítés): S157–61. [Google ösztöndíjas]