Дефіцит вітаміну В12 на кордонах змінює мікробіоти кишечника в мишачій моделі харчування при коліті

Харчування та мікроби

Редаговано
Сільвія Турроні

Університет Болоньї, Італія

Переглянуто
Равіндер Нагпал

Школа медицини Вейк-Форест, США

Нобухіко Камада

Мічиганська медицина, Мічиганський університет, США

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

кордонах

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ Оригінального дослідження

  • 1 Програма клітинної біології, Науково-дослідний інститут, Лікарня для хворих дітей, Торонто, Онтаріо, Канада
  • 2 Відділ гастроентерології, гепатології та харчування, Департамент педіатрії, Торонто, Онтаріо, Канада
  • 3 Кафедра лабораторної медицини та патобіології, Університет Торонто, Торонто, Онтаріо, Канада
  • 4 Фізіологія та експериментальна медицина, Науково-дослідний інститут, лікарня для хворих дітей, Торонто, Онтаріо, Канада
  • 5 Кафедра медицини, Департамент біохімії та біомедичних наук, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада
  • 6 Відділ загальної та грудної хірургії, лікарня для хворих дітей, Торонто, Онтаріо, Канада
  • 7 Інститут здоров'я органів травлення Фарнкомба, Університет Макмастера, Гамільтон, Онтаріо, Канада

Призначення: Запальна хвороба кишечника (ВЗК) відноситься до спектру аутоімунних захворювань, наслідком яких є хронічне запалення кишечника. Попередні висновки свідчать про роль дієти, харчування та дисбіозу мікробіоти кишечника як у розвитку, так і в прогресуванні стану. Вітамін В12 є ключовим кофактором метіонінсинтази і виробляється виключно мікробами. Попередня робота пов'язувала підвищений рівень гомоцистеїну, субстрату метіонінсинтази, МетН, із ВЗК, вказуючи на потенційну роль дефіциту вітаміну В12 при травмах кишечника та запаленні. У цьому дослідженні оцінено роль вітаміну В12 у формуванні мікробіоти кишечника та визначенні реакцій на пошкодження кишечника за допомогою відтворюваної мишачої моделі коліту.

Методи: Оцінювали вплив добавок і дефіциту вітаміну В12 в природних умовах; 3-тижневих мишей C57Bl/6 після відлучення розділили на три групи дієтичного лікування: (1) достатня кількість вітаміну В12 (50 мг/кг), (2) дефіцит вітаміну В12 (0 мг/кг) та (3) доповнення вітамін В12 (200 мг/кг) протягом 4 тижнів. Пошкодження кишечника викликали 2% декстраном сульфатом натрію (DSS) через питну воду протягом 5 днів. Вплив різних рівнів дієтичного вітаміну В12 на склад мікробіоти кишечника оцінювали за допомогою секвенування гена 16S рРНК із зразків калу, зібраних на 0-й та 28-й день дієтичного втручання, та 7 днів після індукції коліту на 38-й день, коли кров і товста кишка тканини також збирали.

Результати: У відповідь на дієтичні втручання у складі мікробіоти кишечника тварин без хвороб не виявлено значних змін. Навпаки, після коліту, спричиненого DSS,> 30 родів суттєво змінилися у мишей з дефіцитом вітаміну В12. Змінені рівні В12 не мали значного впливу на складові показники активності захворювання; однак введення дієти з дефіцитом В12 призвело до зменшення пошкодження епітеліальної тканини, спричиненого DSS.

Висновки: Добавки вітаміну B12 не змінюють склад мікробіоти кишечника в здорових умовах, але сприяють різній мікробній реакції та дисбактеріозу кишечника після індукції експериментального коліту.

Вступ

Запальна хвороба кишечника (ВЗК) охоплює цілий спектр кишкових захворювань, включаючи виразковий коліт та хворобу Крона (1) і характеризується хронічним, рецидивуючим та послаблюючим запаленням слизової оболонки в кишковому тракті (2). Збільшення доказів пов’язує розвиток ВЗК із зменшенням мікробного різноманіття мікробіоти кишечника (3) та змінами дієти (4) у генетично сприйнятливого хазяїна (5). Хоча безпосередня причина розвитку ВЗК досі не з’ясована до кінця, дефіцит мікроелементів зазвичай пов’язаний із ВЗК. У цій популяції недоїдання часто пов’язане як з недостатнім споживанням їжі, так і з недостатнім всмоктуванням через основну активність захворювання кишечника. Тому дефіцит мікроелементів є припущеним, що він відіграє роль або у розвитку, або у прогресуванні ВЗК (6).

Вітамін В12, також відомий як кобаламін, діє як кофермент метіонінсинтази, який каталізує перетворення гомоцистеїну в метіонін (7). Дефіцит вітаміну В12 призводить до гіпергомоцистеїнемії, що характеризується високим рівнем гомоцистеїну (8). Гіпергомоцистієн є встановленим фактором ризику серцево-судинних захворювань і асоціюється із скутістю артеріальних стінок (9), яка часто підвищується у пацієнтів із ВЗК (10). Раніше також було описано зв'язок гіпергомоцистеїнемії з ВЗК (11), при цьому підвищений рівень гомоцистеїну присутній у тканинах кишечника хворих на ВЗК (як хвороба Крона, так і виразковий коліт) порівняно зі слизовою оболонкою кишечника, взятої у здорових контролерів (12). Гіпергомоцистеїнемія також може бути наслідком дефіциту фолатів, оскільки і фолат, і вітамін В12 є важливими кофакторами метіонінсинтази (13).

На сьогоднішній день є суперечливі результати щодо впливу стану вітаміну В12 на запалення кишечника, і жодні дослідження не досліджували, чи пов’язані зміни у складі мікробіому кишечника з дефіцитом вітаміну В12. Бенайт та ін. (14) повідомили, що дефіцит вітаміну В12 захищає від колітів, спричинених DSS, у мишей. Навпаки, Bressenot et al. (15) відзначають знижену кишкову бар'єрну функцію у щурів із дефіцитом вітаміну В12. Третє дослідження виявило варіації ефектів гострого введення кобаламіну в мишачій моделі коліту на основі його біоактивного стану: метилкобаламін має більше протизапальних властивостей, тоді як синтетичний ціанокобаламін має більш прозапальну дію (16).