Diéta, bél mikrobiota és elhízás

Easy Links

Cikk hivatkozások

*Levelezési cím: Hongjie Li, Buck Institute for Research on aging, 8001 Redwood Boulevard, Novato, CA 94945-1400, USA, Tel: + 1-585-290-0085; E-mail: @

Chuanxian Wei, a Kínai Tudományos Akadémia Biofizikai Intézetének Agy- és Kognitív Tudományi Állami Kulcs Laboratóriuma, 15 Datun Road, Peking 100101, Kína, tel: 86-10-64880162; Fax: + 86-10-64888474; E-mail: @

Egyre több bizonyíték utal arra, hogy a bél mikrobiota megváltozása („dysbiosis”) számos betegséghez vezethet, ideértve az elhízást is, amely a világ nagy lakosságát érinti, és jelenleg globális egészségügyi kérdés. A bél mikrobiota által közvetített elhízás mechanizmusait az utóbbi években még csak feltárják és jellemzik. Felmerült, hogy a bél mikrobiota diszbiózisa elsősorban három módon járul hozzá az elhízás kialakulásához: befolyásolja az energiaszüretet, megváltoztatja a gazda génexpresszióját és kiváltja a krónikus gyulladást. A bél mikrobiotájának összetételét meghatározó és befolyásoló tényezők közül az étrend az egyik legjobban jellemzett humán és állatkísérletekben, és hosszú ideje összefüggésben áll a súlygyarapodással vagy -vesztéssel. Ebben a felülvizsgálatban olyan mechanizmusok legújabb fejleményeit fogjuk megvitatni, amelyek révén a bél mikrobiota dysbiosis elhízáshoz vezet. A továbbiakban megvitatjuk az elhízással kapcsolatos bélmikrobiota okait, kiemelve az étrendi hatásokat.

Kulcsszavak: Diéta; Bél mikrobiota dysbiosis; Elhízottság

Az elhízás túlsúlyos egészségügyi állapot, amely megnöveli számos betegség, például a 2-es típusú cukorbetegség (T2D), a szívbetegségek, a májbetegségek és a stroke kockázatát. A klinikán az elhízást 30 kg/m2-nél magasabb testtömeg-indexként (BMI) [1] írják le, amely általános követelmény az elhízott egyének meghatározásában. Úgy gondolják, hogy a magas kalóriatartalmú étrend fogyasztása és a csökkent fizikai aktivitás okozza az elhízás magas gyakoriságát azokban a magas jövedelmű országokban, ahol a mozgásszegény életmód válik dominánssá [2]. Az új bizonyítékok arra utalnak, hogy a bél mikrobiota kulcsszerepet játszik az étrend és az életmód által okozott elhízás közvetítésében (1. ábra) [3].

Becslések szerint az emberi gyomor-bél traktusban (GI) több mint 100 billió (1014) mikroba kolonizálódik, ami tízszer több, mint a szervezetben lévő emberi sejtek száma [4]. A bélmikrobiota kifejezés a bélben élő összes kommenzális mikrobafajt leírja. Egyre nyilvánvalóbb, hogy a bél mikrobiota számos szempontból kritikus szerepet játszik az emberi egészség fenntartásában, ideértve a fel nem használt energia szubsztrátok fermentálását, az immunrendszer kiképzését, a hám integritásának fenntartását, a bél fejlődésének szabályozását és a patogén baktériumok inváziójának megakadályozását [4,5]. A 16S riboszomális-RNS-gén szekvenálásán és a metagenomikus elemzésen alapuló legújabb vizsgálatok megkezdték a bél mikrobiota faji sokféleségének feltárását az egyéneken belül és között [6,7]. Becslések szerint körülbelül 1000 faj kolonizálhatja az emberi bélet. Habár a fajok szintjén nagy eltérések vannak a különböző egyedektől, egy nemrégiben készült tanulmány kimutatta, hogy a legtöbb egyed bélmikrobiota a három domináns baktériumnemzetség, a Bacteroides, három klaszter („enterotípus”) egyikébe sorolható. Prevotella és Ruminococcus [8].

A bél mikrobiota összetételét számos tényező határozza meg és befolyásolja, például genetika, életkor, földrajzi származás, étrend és antibiotikumok alkalmazása [4,5]. Egy tanulmány 531 különböző korú (0-70 év) és földrajzi eredetű (három USA-ból és Malawiból származó) egyed székletmintájának baktériumfajait hasonlította össze [9]. Megállapították, hogy az egyéneken belül a bél mikrobiota sokfélesége sokkal nagyobb a felnőtteknél, mint a gyermekeknél, de az interperszonális különbségek a gyermekeknél lényegesen nagyobbak. A baktériumközösség összetétele az élet első 3-5 évének végére konvergál egy felnőtthez hasonló mikrobiotává. Ezeket a funkciókat mindhárom populáció megosztja.

A bélmikrobiota nemcsak az emészthetetlen étrendi poliszacharidok felszívódó monoszacharidokká történő erjedését irányítja a bél lumenében, hanem a gazda metabolizmusának állapotát is befolyásolja azáltal, hogy befolyásolja az energia tárolását és elköltését szabályozó gazda gének expresszióját. Kiderült, hogy a bél mikrobiota utasítja a gazdát, hogy fokozza a máj lipidfelhalmozódását, ami az inzulinrezisztencia és a T2D kialakulásával jár [18]. Az éhgyomorra kiváltott zsírfaktor, a keringő lipoprotein lipáz (LPL) inhibitor Fiaf expresszióját a hagyományos mikrobiota gátolja. A Fiaf elnyomásával a bél mikrobiota növeli a lipoprotein lipáz aktivitást, ezáltal fokozva a zsírsavak felvételét a bél hámsejtjeiben és a lipidek lerakódását a zsírban [18,32]. Következésképpen a csíra mentes Fiaf -/- egerek 67% -kal magasabb LPL aktivitást mutatnak az epididymális zsírpárnában, mint a vad típusú Fiaf allélt hordozó csíramentes alomtársak. Az SCFA-k, a bél mikrobiotája által végzett fermentációs végtermékek családja, amint azt fentebb említettük, a hiszton-dezacetiláz-gátlóként befolyásolhatják a gén T2D iránti érzékenységét a génexpresszió epigenetikus szabályozása révén [33].

Tanulmányok azt is kimutatták, hogy a bél mikrobiota elősegítheti az elhízást azáltal, hogy megakadályozza a gazdaszervezet túlzott energiafelhasználását. Az AMP-aktivált fehérjekináz (AMPK), a sejt energiaállapotát figyelő "üzemanyag-mérő" szerepet játszik a glükóz és a lipid homeosztázis szabályozásában, és aktiválása a sejtek energiaraktárainak fenntartásához vezet, leginkább az oxidatív anyagcsere fokozásával. Kiderült, hogy az elhízott és cukorbetegeknél az AMPK aktivitása csökkent vagy károsodott a vázizomzatban [34]. A hagyományos tenyésztésű egerekhez képest a csíra mentes egerek tartós rezisztenciát mutatnak a magas zsír- és magas cukortartalmú nyugati étrend által kiváltott elhízással szemben, ami összefügg a máj és a vázizmok megnövekedett AMPK-aktivitásával, ami arra utal, hogy a bél mikrobiota jelenléte elnyomja a gazda AMPK aktivitását a többlet energiakiadások megelőzése érdekében [35]. Így a bél mikrobiota és termékei kölcsönhatásba lépnek a bélhám által expresszált molekulákkal, és ezáltal szabályozzák az egyensúlyt az energiatárolás és a ráfordítás között.

Az étrend az egyik olyan tényező, amely alakíthatja a bél mikrobiota szerkezetét, és bizonyos típusú étrendeket összefüggésbe hoztak az elhízott mikrobiotával (1. ábra) [50,51]. Például a Bacteroides nemzetség nagymértékben társul az állati fehérjék, aminosavak és telített zsírok fogyasztásával, amelyek a nyugati étrend tipikus alkotóelemei, míg a Prevotella nemzetség az agráriumokra jellemző szénhidrátok és egyszerű cukrok fogyasztásával függ össze. társadalmak. A Bacteroides által dominált bélmikrobiomában szenvedő emberek Prevotelladominált mikrobiómot nyernek, ha a nyugati étrendről hosszabb ideig szénhidrátalapú étrendre váltanak. Következetesen egy másik tanulmány megállapította, hogy az európai mikrobiomában a Bacteroides-re jellemző taxonok dominálnak, míg az afrikai mikrobiomában a Prevotella dominál [52].