היחסים בין המיקרוביומים המעיים לבריאות מטבולית הפכו להתמקד מרכזי במחקר ביו-רפואי מודרני.בין המטבולטים המיקרוביים המיסוריים המיסוריים, חומצות שומן קצרות שרשרת (SCFAs) – בעיקר acetate, propionate, ו- Butyrate - הופיעו כמולקולות מפתח המשפיעות על גלוקוז ביתיות.

הבנה של חומצות שומן קצרות צ'סטין: ייצור, קוצר ראייה ואפקטים מערכתיים

חומצות שומן קצרות שרשרת הן חומצות שומן תנודתיות עם פחות משישה אטומים פחמן, שנוצר כאשר חיידקי מעיים מתוססים סיבים תזונתיים בלתי אפשריים וכוכבים עמידים בקולונל.שלושת ה-SCFAs בשפע ביותר - אינטט (C2), propionate (C3), ו- C4) נמצאים ביחס מחוספס של כ 60:20 בייצור המעי שלהם תלוי ה- C.

Acetate

Acetate הוא SCFA בשפע ביותר במעיים ומשמש כמצע עבור כולסטרול וסינתזה חומצה שומנית בכבד.זה גם פועל כמקור אנרגיה עבור רקמות היקפיות. מעבר לתפקיד המטבולי שלה, aceate מפעילה GPR43 (הידוע גם FFAR2) על תאים enteroendocrine, מגרה את שחרור של incretins כגון GLP-1 ו-pYrat מציע ישירות את ההשפעה האחרונה על ידי מנגנונים הדם.

פרופיל

Propionate משמש בעיקר כמבשר gluconeogenic בכבד. זה גם מדכא את סינתזת כולסטרול על ידי מעכב hepatic 3hydroxy-3-methylglutaryl-CoA מצמצם את ה- GPR41 (FFAR3) ו- GPR43, עם אפקטים חזקים במיוחד על GPR41, אשר הוא ביטוי מאוד ב adocytes ומערכת העצבים הנכנסת מחקרים.

אבל

Butyrate הוא מקור האנרגיה המועדף עבור קולוציטים ו מעכב חזק של סטיות הטון (HDACs) דרך מעכב HDAC, אבל מודול מודמנט ביטוי גנים בתאי החיסון, קידום an Anti-inflammatory phenotype. זה גם מחזק את השלמות מחסום מעיים על ידי הגדלת חלבונים מחץ מתוחים (למשל, קלוטין-1, occludiny של גלוקוז, אך הוא שיפור הרגישות שרירים).

הקליטה של SCFAs מתרחשת בעיקר באמצעות דיפוזיה פסיבית ו מונכרטראז'ילט תחבורה באפיתליום המעי הגס.פעם נספג, אצטאטה ו propionate מועברים דרך הפורטל אל הכבד, בעוד Butyrate הוא בעיקר מטבול על ידי קולוציטים.למרות חילוף החומרים הראשון הזה, חלק של butyrates נמלט לתוך מחזור המערכתי, שבו זה יכול להפעיל אפקטים נוספים קוליים.

מכניזם של SCFA פעולה על Glucose Homeostasis

ההשפעה של SCFAs על רגולציה של גלוקוז בדם כוללת מסלולים משולבים מרובים.אלה כוללים הפעלה ישירה של קולטנים מטבוליט-רגיש, מודולציה של סודיות הורמונלית, רגולציה של אותות דלקתיים, ושינוי של חילוף החומרים אנרגיה ברקמות מפתח.

המונחים: G-Protein Coupled Receptors

SCFAs הם ligands טבעי עבור קולטנים G-חלבון יחד GPR41 (FFAR3) ו GPR43 (FFAR2). GPR41 הוא יחד עם Gi /o חלבונים והוא בעיקר בא לידי ביטוי רקמת אדים, pancreatic beta תאים, ובכך להזין את תאי GPR4 בלחץ GPR.

סוד ההורמונלי

תאי L של ה- ileum ו-Colle הם האתר העיקרי של GLP-1 ו- PY הפקה. SCFAs, במיוחד עיכובים propionate ו- butyrate, מעוררים תאים אלה דרך GPR41/GPR43-תלוי ומנגנונים עצמאיים.Elevation של סידן intracellic ו cAMP במורד הזרם של פעילות קולטן מעוררים דלקת מפרקים של pepticide-Gepting , יש שיפור ב-Gemics.

הפחתה של ‪Lo-Grade Inflammation‬

דלקת נמוכה כרונית היא סימן ההיכר של התנגדות להשמנה והאינסולין. SCFAs להפעיל אפקטים אנטי דלקתיים בעיקר באמצעות מעכב HDAC הפעלה של GPR109A (קולטן עבור Butyrate) על מאקרופילזות קולומיות ותאים dendritic. Butyrate מדכא את הייצור של cytokines כגון TNF-α, שיפור דלקת אינסולין β-iltraimic.

[ה] תפקידו של אטלראט כמעכב HDAC מספק קישור אפיגנטי ישיר בין דיאטה, מיקרוביוטה מעיים וביטוי גנים מטבוליים.המנגנון הזה מפריד אותו מ-SCFAs אחרים ומדגיש את הפוטנציאל הטיפולי שלו." - בין היתר FLT:1Donohoe et al., Metabolism (2011).

תוצאות על ידי Adipose Tissue and the Liver

ברקמות לבן, SCFAs, במיוחד propionate, לעורר adipogenesis ולקדם את אחסון של שומן בריא תוך מעכב lipolysis באמצעות GPR41 הפעלה.זה מפחית את זרימת חומצות שומן חינם, אשר הוכח לפגוע אינסולין propatic אינסולין הורמון (אבל ירידה אינסולין) אבל ירידה קוגניטיבית ו propionateate Modogenesis ואת ליפתולוגיה.

עדויות קליניות ומחקרים אנושיים

מחקרים תצפיתיים והתערבותיים בבני אדם מחזקים את הקשר בין SCFAs לבין גלוקוז יוסטזז, אם כי התוצאות משתנות בהתאם לאוכלוסייה וההתערבות בשימוש.

גילויים

ניתוח חלקי חוצה מראה באופן עקבי כי אנשים עם רמות גבוהות יותר של צ'יק או פלזמה SCFA נוטים להיות סמנים גליקומיים טובים יותר.לדוגמה, מחקר של 340 מבוגרים בריאים מצאו כי ריכוזי פלסמה היו קשורים באופן הפוך עם אינסולין צום ו-HoMA-IR (הוונטוסטטי הערכה של Insulin Resistance) באופן דומה, אך רמות קצבאות בצואה היו נמוכות יותר עם אנשים עם טרום סוכרת בהשוואה לשיטות לא מבוקרות, כמו גם, מכיוון שגורמות לאבחון חומרים לאנטיבות, כמו גם לאבחון, מכיוון שמקובלים, כמו גם לאבחון של שימוש בפירושים, מכיוון שמקובלים, מכיוון ש-DMAGate אנטיביוטיקה, מכיוון שנמנעים, מכיוון שמקובלים, מכיוון שמומלץ לשימוש לאנטימיים, מכיוון ש-DIFicology, מכיוון ש-HMAGate, הוא השפעה על ידי שימוש ב-D.

מחקרים עם Dietary Fiber

ניסויים מבוקרים אקראיים להאכיל את המשתתפים דיאטות סיבים גבוהים סיפקו את הראיות משכנעות ביותר.ניסוי ציוני דרך מ De Vadder et al. (2014) הראה כי תוספת עם עמילן עמיד ( substrate רב אך רבודה) שיפרה את הרגישות של אינסולין כולו אצל גברים הסובלים מעודף משקל. לאחרונה, התערבות של 12 שבועות באמצעות תערובת של inulin ו beta-gcan מוגברת קיבולת ו- propeate רמות נמוכות יותר של גלוקוז יעיל; הם מופיעים באופן שווה עם רמות הסוכרת.

מנהל SCFA

מחקרים מעטים הצליחו לנהל SCFAs ישירות על ידי אנמה או תוספי אוראלי כדי לבודד את ההשפעות שלהם.ניסוי הוכחה-of-תפיסה נתן מתנדבים היתוך קולונומי של אצט, propionate, ו- butyrate. רק את ההיתוך המשולב (אך לא SCFAs בודדים) הוריד באופן משמעותי את הגלוקוז לאחר הניתוח והפצה GLP-1 ו- PY אוראליים פנים עקב אתגרים מהירים בקליטת, אך ירידה במשקל איטי, אך ירידה במשקל הגוף, אך ירידה ראשונה, אך ירידה במשקל הגוף, אך ירידה במשקל לאחר מכן, אך ירידה מופחתת, אך ירידה משמעותית.

אסטרטגיות תזונתיות ל-Digment SCFA הפקה

בהתחשב באתגרים של תוספי SCFA ישירים, הגדלת הייצור אנדוגניות באמצעות דיאטה נשאר הגישה המעשית והמחקרית ביותר.

המונחים:

(החומרים) הם מרכיבים מותסים באופן סלקטיבי, אשר מעוררים את הגידול של חיידקים מועילים, כולל מינים של SCFA-production כגון:0Bifidoib חיידק FLT:1, FLT:2Lactobacillus (IRFA-production) כגון: 0LT:4Faecali prausichiiFal ReLT:5, ו-LT6Roseolates) הם בעלי השפעה אקראית (Foseolate) אך הם בעלי השפעה גבוהה באופן עקבי של דם (Fulate)

כוכב הלכת

(RS) נמלט עיכול במעי הקטן ועובר תסיסה במיישבים.מזונות גבוהים באופן טבעי RS כוללים בננות ירוקות, תפוחי אדמה מבושלים ורעננים שלמים.מחקר חלוצי על ידי רוברטסון et al. הראה כי 12 שבועות של RS 2 תוספת של RS מסוג 2 מוגברת של קצבת המעי הגס ושיפור רגישות היקפית ופריפריה.

כל הגונים והחתכים

מחקרים אפידמיולוגיים מקשרים באופן עקבי צריכת דגנים מלאים עם סיכון נמוך יותר של סוכרת מסוג 2. גרגרי שלם כגון oats, barley, ו-rye מכילים β-glucan וסיבים אחרים בעלי תסיסה כי להעלות propionate ו Butyrate. A 2020 הוכח כי החלפת דגנים מזוקקוז עם דגנים מלאים במשך 16 שבועות הגדילה גיל ההתבגרות ושיפור גלוקוז בקרב מבוגרים בינוניים עם תסמונת מטבולית (כמו גם עם ספירת סוכר).

פרוביוטיקה וסינוביוטיקה

(ב) זנים פרוביוטיים מסוימים יכולים לשפר את ייצור SCFA ישירות (למשל, FLT:0Lactobacillus plantarumFLT:1) או על ידי שינוי המיקרוביוטה הכוללת. Synbiotics - שילוב של פרוביוטיקה עם prebiotics - יכול להיות יעיל סינרגיט עם רמות SCFA של 2021 נתן למשתתפים עודף משקל של סינבולטי המכילה:2Balic: 15 שבועות לאחר טיפול תרופתי עם ירידה של 2.

אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות הראיות המבטיחות, תרגום התערבויות מבוססות SCFA לפרקטיקה קלינית עומדות בפני כמה מכשולים.

אפשרויות ל- Gut Microbiota

ההרכב של מיקרוביוטה מעיים של אדם קובע את היעילות של ייצור SCFA סיבים תזונתיים. הבדלים אישיים לאדם בשפע של חיידקים מרכזיים להפריה סיבים יכול להוביל לתגובות מטבוליות שונות מאוד.עצות תזונתיות אישיות המבוססות על פרופילים מיקרובימאומים בסיס עשוי לשפר את התוצאות, אבל הטכנולוגיה עדיין לא מוכנה לשימוש קליני נרחב.

דוס-תגובה וכביש המנהל

הכמות והסוג האופטימלי של סיבים תזונתיים הדרושים כדי לייצר חומרים הקשורים ל-SCFA קליני נשארים לא ברורים. צריכת סיבים מוגזמת עלולה לגרום לאי נוחות גסטרוסטרית ונפיחות. תוספי SCFA Direct חייבים להתגבר על המכשולים של יציבות, זמינות ביולוגית, והתאמה אישית. התפתחויות אחרונות כוללות צורות מיקרו-capsulated של butyrate נתרן שניתן לשחרר ב- קולונל, ו- קולונובעית-הת-התרפיון-הת-תרגול מוקדם מראה ניסויים בבני אדם.

שילוב עם תוספות מטאבוליות אחרות

SCFAs לא לפעול בבידוד.אפקטים שלהם הם טבילה עם אלה של metabolites מיקרוביאלי אחרים כגון חומצות דויל וחומצות אמינו שרשרת הזרועות.האנסים כמו metformin ו- GLP-1 קולטנים עשויים גם לשנות את ההרכב המיקרוביוטה וייצור SCFA. A 2019 מצא כי metformin מוגברת אך מוגברת חיידקים (למשל, LTFose: LT2K) עם חומרים מזינים פוטנציאליים כדי לשלב את היתרונות של סוכרת מסוג 2.

בטיחות לטווח ארוך וכלכלה

רוב המחקרים ההתערבותיים אחרונים רק 8-16 שבועות.בטיחות ארוכת הטווח של רמות ה- SCFA גבוהות כרונית או פלזמה אינה ידועה. Butyrate, אם כי מועיל, כבר מסובך בקידום סרטן המעיים ברקעים גנטיים מסוימים, אם כי ראיות נוכחיות הן ברובן ב vitro או ממודלים בעלי חיים עם מוטציות APC.

Next-Generation Interventions

אסטרטגיות עתידיות יכולות לכלול את השימוש של פרוביוטיקה הדור הבא שנועדה לייצר SCFAs (למשל, מהונדס גנטית FLT:0BifidobacteriumFLT:1 או FLT:2E. coliigph 3 זנים ; pcalFA) השתלות מיקרוביוטה (FMT) מתורם בריא עם ייצור SCFA גבוה הראו יתרון כלשהו ברגישות נמוכה, אם כי הם גם הם מתאימים ל-תרגול מוקדם של טיפול תרופתי, אם כי הם, אם כי הם, כמו גם הם חווים מספר רב של שיטות למידה.

מסקנה

הראיות המתעוררות מבססות את התפקיד של חומצות שומן קצרות שרשרת - דומיננטי, propionate, ו Butyrate - כמו רגולטורים חיוניים של גלוקוז homeostasis. באמצעות אותות מכווצים קולטנים, שחרור הורמונלי, בקרת דלקת, ופעולות מטבוליות ספציפיות רקמות, השפעה על מספר רב של מחסומים של גלוקוז.