Потенційний сприятливий вплив бутирату при кишкових та позакишкових захворюваннях
Листування: Роберто Берні Канані, доктор медичних наук, доктор філософії, кафедра педіатрії, Неаполітанський університет “Федеріко II”, Via S Pansini 5, Неаполь 80131, Італія. ti.aninu@inreb
Телефон: + 39-81-746286 Факс: + 39-81-51278
Анотація
Багаторазовий сприятливий вплив на здоров’я людини коротколанцюгового бутирату жирних кислот, синтезованого з непоглинених вуглеводів мікробіотою товстої кишки, добре задокументовано. На кишковому рівні бутират відіграє регулюючу роль у трансепітеліальній рідині, покращує запалення слизової та окислювальний статус, підсилює захисний бар’єр епітелію та модулює вісцеральну чутливість та перистальтику кишечника. Крім того, все більша кількість досліджень наголошує на ролі бутирату в профілактиці та інгібуванні колоректального раку. На позакишковому рівні бутират надає потенційно корисний вплив на багато станів, включаючи гемоглобінопатії, генетичні метаболічні захворювання, гіперхолестеринемію, резистентність до інсуліну та ішемічний інсульт. Механізми дії бутирату різні; багато з них пов'язані з його потужним регуляторним впливом на експресію генів. Ці дані свідчать про широкий спектр позитивних ефектів, які надає бутират, з високим потенціалом для терапевтичного використання в людській медицині.
ВСТУП
Таблиця 1
Основні ефекти бутирату, потенційно корисні в медицині
| Кишковий рівень | Позакишковий рівень |
| Поглинання іонів | Чутливість до інсуліну |
| Розмноження клітин | Синтез холестерину |
| Клітинна диференціація | Витрати енергії |
| Функція кишкового бар’єру | Поглинач аміаку |
| Імунна регуляція | Стимуляція β-окислення дуже довголанцюгових жирних кислот та проліферація пероксисом |
| Окислювальний стрес | Функція CFTR |
| Перистальтика кишечника | Нейрогенез |
| Вісцеральне сприйняття та ректальна відповідність | Виробництво HbF |
CFTR: трансмембранний регулятор провідності муковісцидозу; HbF: Бутират для підвищення гемоглобіну плода.
Множинні ефекти бутирату на кишковому рівні.
ЕФЕКТИ БУТИРАТУ НА КИШКОВОМУ РІВНІ
Вплив на трансепітеліальний транспорт іонів
Вплив на ріст та диференціацію клітин
Вплив на запальний та окислювальний статус
Більшість клінічних досліджень, що аналізують вплив бутирату на запальний статус, зосереджувались на пацієнтах з UC. Hallert та співавт. [60] доручили 22 пацієнтам із спокійним UC додавати до свого щоденного раціону 60 г вівсяних висівок (що відповідає 20 г харчових волокон). Чотири тижні цього лікування призвели до значного збільшення концентрації бутирату в калі та до значного поліпшення абдомінальних симптомів. У подвійному сліпому, плацебо-контрольованому багатоцентровому дослідженні Vernia та співавт. [61] лікували 51 пацієнта з активним дистальним UC ректальними клізмами, що містять або 5-аміносаліцилову кислоту (5-ASA), або 5-ASA плюс бутират натрію (80 ммоль/л, два рази на день). Комбіноване лікування місцевим 5-АСК плюс бутират натрію значно покращило показник активності захворювання більше, ніж лише 5-АСК. Ці та інші втручальні дослідження [62-64] припускають, що введення в дію бутирату в просвіт або стимулювання вироблення просвіту бутирату при попаданні в організм харчових волокон призводить до полегшення запалення та симптомів у хворих на УК.
Численні дослідження повідомляють, що метаболізм бутирату порушується у слизовій оболонці кишечника хворих на ВЗК. Останні дані показують, що дефіцит бутирату виникає внаслідок зменшення поглинання бутиратів запаленою слизовою через зниження регуляції MCT1. Одночасна індукція транспортера глюкози GLUT1 свідчить про те, що запалення може спричинити метаболічний перехід від бутирату до окислення глюкози. Очікується, що дефіцит транспорту бутирату матиме клінічні наслідки. Зокрема, зменшення внутрішньоклітинної доступності бутирату в колоноцитах може зменшити його захисний ефект щодо раку у хворих на ВЗК [65].
Обмежені дані доклінічних досліджень показують, що окислювальний стрес на слизовій оболонці товстої кишки може модулюватися бутиратом. Окислювальний стрес бере участь як у запаленні [66], так і в процесі ініціювання та прогресування канцерогенезу [67]. Під час окисного стресу виникає дисбаланс між утворенням активних форм кисню (АФК) та антиоксидантними захисними механізмами, що призводить до каскаду реакцій, в результаті яких ліпіди, білки та/або ДНК можуть пошкоджуватися. У здорових людей було продемонстровано, що місцеве введення бутирату у фізіологічних концентраціях збільшувало антиоксидант GSH і, можливо, зменшувало продукцію АФК, на що вказує зменшення виробництва сечової кислоти [68]. Оскільки товста кишка людини постійно зазнає дії різноманітних токсичних подразників, посилене вироблення бутирату в товстій кишці може призвести до посиленої стійкості проти токсичних подразників, що покращує бар’єрну функцію. Це може бути актуальним для лікування шлунково-кишкових розладів, таких як постінфекційний синдром подразненого кишечника (СРК), мікроскопічний коліт, ВЗК та диверсійний коліт.