Formarea acizilor grași cu lanț scurt de către microbiota intestinală și impactul acestora asupra metabolismului uman
Douglas J. Morrison
Centrul de cercetări de mediu al universităților scoțiene, Universitatea din Glasgow, East Kilbride, Scoția
Tom Preston
Centrul de cercetări de mediu al universităților scoțiene, Universitatea din Glasgow, East Kilbride, Scoția
ABSTRACT
Formarea SCFA este rezultatul unei interacțiuni complexe între dietă și microbiota intestinală în mediul lumenului intestinal. Descoperirea receptorilor, într-o serie de tipuri de celule și țesuturi pentru care acizii grași cu lanț scurt SCFA par a fi liganzii naturali, a dus la un interes crescut pentru SCFA ca molecule de semnalizare între microbiota intestinală și gazdă. SCFA reprezintă fluxul major de carbon din dietă prin microbiota intestinală către gazdă și se evidențiază un rol de reglementare al SCFA în metabolismul local, intermediar și periferic. Cu toate acestea, lipsa unor studii umane bine concepute și controlate ne-a împiedicat înțelegerea semnificației SCFA în sănătatea metabolică a omului. Această revizuire își propune să reunească concluziile recente cu privire la rolul SCFA în metabolismul uman pentru a evidenția rolul multilateral al SCFA pe diferite sisteme metabolice.
Introducere
Producția de SCFA de către microbiota intestinală
SCFA sunt produse în principal prin fermentarea zahararitică a glucidelor care scapă de digestie și absorbție în intestinul subțire, iar căile de producție a SCFA sunt relativ bine înțelese 4 și descrise recent în detaliu. 5 Produsele majore sunt formiatul, acetatul, propionatul și butiratul. Lactatul este, de asemenea, un acid organic major produs din fermentarea unor NDC selectate, adesea fermentabile rapid. 6 Se produc, de asemenea, cantități relativ mici de acizi grași cu lanț ramificat, în principal prin fermentarea aminoacizilor cu lanț ramificat derivat din proteine. 7 Fermentarea aminoacizilor poate contribui, de asemenea, la SCFA, în principal prin producția de acetat și propionat. Se știe relativ puțin despre rolul formiatului în intestin. A fost legată de metanogeneză și pare a fi crescută în condiții inflamatorii. 8.9 Lactatul poate fi metabolizat în continuare în acetat, propionat și butirat de către un număr de organisme care se hrănesc încrucișat. 10-12
Locul producției SCFA și gradientului biologic de la lumenul intestinal la periferie
Există un gradient biologic puternic pentru fiecare SCFA de la lumenul intestinal la periferie, ceea ce duce la expunerea diferită a celulelor și țesuturilor la SCFA (Fig. 1). Lucrarea seminală la victimele cu moarte subită a fost prima care a evidențiat reducerea semnificativă a butiratului, față de acetat și propionat în epiteliul intestinal și, de asemenea, reducerea semnificativă a propionatului față de acetat în ficat la om. Acest lucru a fost observat, de asemenea, mai recent, cu studii de flux stabil de izotopi la om, unde capacitatea hepatică de a utiliza SCFA echilibrează producția de SCFA intestinale, ducând la producția de propionat splanchnic și butirat nesemnificativ. 30,31 Aceste observații sugerează că rolurile SCFA ar trebui luate în considerare în fiecare tip de celulă sau țesut în cadrul acestui gradient biologic. Interacțiunea dintre utilizarea epitelială și integritate, utilizarea splanșică și disponibilitatea periferică necesită delimitare pentru a determina dacă producția crescută a tuturor SCFA sau creșterea selectivă a SCFA individual la țesuturi specifice, determină unele dintre efectele metabolice observate.