Ожиріння, рухливість, дієта та кишкова мікробіота - поєднання точок

Анотація

Мета огляду

Метою цього огляду є дослідження взаємозв'язку між змінами дієти та змінами мікробіоти кишечника, які сприяють порушенням моторики кишечника та ожирінню.

Недавні висновки

Ми розглядаємо зміни мікробіоти, які спостерігаються при ожирінні, діареї та запорах, і розглядаємо потенційні механізми того, як дисбіоз може схилити до них. Ми виявили, що мікробні метаболіти, особливо коротколанцюгові жирні кислоти, можуть призвести до сигнальних змін в ентероцитах господаря. Мікробні зміни, що призводять як до порушень моторики, так і до ожиріння, можуть бути опосередковані вивільненням гормонів, включаючи глюкагоноподібні пептиди 1 та 2 (GLP-1, GLP-2) та поліпептид YY (PYY). Ці шляхи забезпечують можливості для втручань, спрямованих на мікробіоти, які можуть лікувати як порушення моторики, так і ожиріння.

Резюме

Таким чином, численні механізми сприяють взаємодії між мікробним дисбіозом, ожирінням та порушенням моторики.

Це попередній перегляд вмісту передплати, увійдіть, щоб перевірити доступ.

Параметри доступу

Придбайте одну статтю

Миттєвий доступ до повної статті PDF.

Розрахунок податку буде завершено під час оформлення замовлення.

Підпишіться на журнал

Негайний онлайн-доступ до всіх випусків з 2019 року. Підписка буде автоматично поновлюватися щороку.

Розрахунок податку буде завершено під час оформлення замовлення.

Скорочення

Коротколанцюгові жирні кислоти

Ферментовані олігосахариди, моносахариди, дисахариди та поліоли

Глюкозозалежний інсулінотропний поліпептид

Список літератури

Статті, що представляють особливий інтерес, опубліковані нещодавно, були виділені як: • Важливі

Turnbaugh PJ, Backhed F, Fulton L, Gordon JI. Ожиріння, спричинене дієтою, пов’язане з помітними, але оборотними змінами в мікробіомі дистальної кишки миші. Клітинний мікроб. 2008; 3 (4): 213–23. https://doi.org/10.1016/j.chom.2008.02.015.

Zhang X, Shen D, Fang Z, Jie Z, Qiu X, Zhang C та ін. Зміни мікробіоти людини в кишечнику виявляють прогресування непереносимості глюкози. PLoS Один. 2013; 8 (8): e71108. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071108.

Лей Р.Є., Тернбоу П.Дж., Кляйн С., Гордон СІ. Мікробна екологія: мікроби кишечника людини, пов’язані з ожирінням. Природа. 2006; 444 (7122): 1022–3. https://doi.org/10.1038/4441022a.

Ларсен Н, Фогенсен Ф.К., ван ден Берг Ф.В., Нільсен Д.С., Андреасен А.С., Педерсен Б.К. та ін. Мікробіота кишечника у дорослих людей із цукровим діабетом 2 типу відрізняється від дорослих без діабету. PLoS Один. 2010; 5 (2): e9085. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009085.

Backhed F, Ding H, Wang T, Hooper LV, Koh GY, Nagy A та ін. Мікробіота кишечника як фактор навколишнього середовища, що регулює накопичення жиру. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004; 101 (44): 15718–23. https://doi.org/10.1073/pnas.0407076101.

Eckburg PB, Bik EM, Bernstein CN, Purdom E, Dethlefsen L, Sargent M, et al. Різноманітність мікробної флори кишечника людини. Наука. 2005; 308 (5728): 1635–8. https://doi.org/10.1126/science.1110591.

Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI. Мікробіом кишечника, пов’язаний із ожирінням, зі збільшеною здатністю до збору енергії. Природа. 2006; 444 (7122): 1027–31. https://doi.org/10.1038/nature05414.

Turnbaugh PJ, Hamady M, Yatsunenko T, Cantarel BL, Duncan A, Ley RE, et al. Основний мікробіом кишечника у ожирених та худорлявих близнюків. Природа. 2009; 457 (7228): 480–4. https://doi.org/10.1038/nature07540.

Коляда А, Сизенко Г, Мосейко В, Будовська Л, Пучков К, Передерій В та ін. Зв'язок між індексом маси тіла та Firmicutes/Bacteroidetes співвідношення у дорослого українського населення. BMC Microbiol. 2017; 17 (1): 120. https://doi.org/10.1186/s12866-017-1027-1.

Wang H, Hong T, Li N, Zang B, Wu X. Розчинні харчові волокна покращують енергетичний гомеостаз у мишей із ожирінням, переробляючи мікробіоти кишечника. Biochem Biophys Res Commun. 2018; 498 (1): 146–51. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2018.02.017.

Schwiertz A, Taras D, Schafer K, Beijer S, Bos NA, Donus C, et al. Мікробіота та SCFA у здорових пацієнтів із худобою та надмірною вагою. Ожиріння (Срібна весна). 2010; 18 (1): 190–5. https://doi.org/10.1038/oby.2009.167.

Duncan SH, Lobley GE, Holtrop G, Ince J, Johnstone AM, Louis P, et al. Мікробіота товстої кишки людини пов’язана з дієтою, ожирінням та втратою ваги. Int J Obes. 2008; 32 (11): 1720–4. https://doi.org/10.1038/ijo.2008.155.

Finucane MM, Sharpton TJ, Laurent TJ, Pollard KS. Таксономічний підпис ожиріння в мікробіомі? Дістаючись до нутрощів справи. PLoS Один. 2014; 9 (1): e84689. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0084689.

Wu GD, Chen J, Hoffmann C, Bittinger K, Chen YY, Keilbaugh SA та ін. Пов’язування довготривалих режимів харчування з мікробними ентеротипами кишечника. Наука. 2011; 334 (6052): 105–8. https://doi.org/10.1126/science.1208344.

Haro C, Montes-Borrego M, Rangel-Zuniga OA, Alcala-Diaz JF, Gomez-Delgado F, Perez-Martinez P, et al. Дві здорові дієти модулюють мікрофлору кишечника, покращуючи чутливість до інсуліну у людей із ожирінням. J Clin Ендокринол Метаб. 2016; 101 (1): 233–42. https://doi.org/10.1210/jc.2015-3351.

Девід Л.А., Моріс К.Ф., Кармоді Р.Н., Гутенберг Д.Б., Баттон Є.Е., Вулф Б.Є. та ін. Дієта швидко і відтворюється змінює мікробіом кишечника людини. Природа. 2014; 505 (7484): 559–63. https://doi.org/10.1038/nature12820.

Flint HJ, Bayer EA, Rincon MT, Lamed R, White BA. Утилізація полісахаридів кишковими бактеріями: потенціал для нового розуміння геномного аналізу. Nat Rev Microbiol. 2008; 6 (2): 121–31. https://doi.org/10.1038/nrmicro1817.

Ogden CL, Carroll MD, Kit BK, Flegal KM. Поширеність ожиріння серед дітей та дорослих у Сполучених Штатах, 2011-2012 рр. ДЖАМА. 2014; 311 (8): 806–14. https://doi.org/10.1001/jama.2014.732.

Ng M, Fleming T, Robinson M, Thomson B, Graetz N, Margono C, et al. Глобальна, регіональна та національна поширеність надмірної ваги та ожиріння у дітей та дорослих протягом 1980-2013 рр.: Систематичний аналіз для дослідження глобального тягаря захворювань 2013 р. Lancet. 2014; 384 (9945): 766–81. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(14)60460-8.

O'Brien MJ, Perez A, Scanlan AB, Alos VA, Whitaker RC, Foster GD, et al. Порівняльне випробування PREVENT-DM щодо втручання у спосіб життя та метформіну. Am J Prev Med. 2017; 52 (6): 788–97. https://doi.org/10.1016/j.amepre.2017.01.008.

Glechner A, Keuchel L, Affengruber L, Titscher V, Sommer I, Matyas N, et al. Вплив змін способу життя на дорослих із переддіабетом: систематичний огляд та мета-аналіз. Діабет Prim Care. 2018; 12: 393–408. https://doi.org/10.1016/j.pcd.2018.07.003.

Муніс Педрого Д.А., Дженсен доктор медицини, Ван Дайк КТ, Мюррей Дж. А., Вудс Дж., Чен Дж. Та ін. Метаболізм вуглеводів у кишечнику заважає зниженню ваги у дорослих із надмірною вагою, які проходять втручання у спосіб життя за допомогою об’ємної дієти. Mayo Clin Proc. 2018; 93 (8): 1104–10. https://doi.org/10.1016/j.mayocp.2018.02.019.

Dao MC, Everard A, Aron-Wisnewsky J, Sokolovska N, Prifti E, Verger EO, et al. Akkermansia muciniphila та поліпшення метаболічного здоров’я під час дієтичного втручання при ожирінні: взаємозв’язок із багатством мікробіомів кишечника та екологією. Кишечник. 2016; 65 (3): 426–36. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2014-308778.

Liu R, Hong J, Xu X, Feng Q, Zhang D, Gu Y, et al. Зміни мікробіому кишечника та метаболому сироватки при ожирінні та після втручання для зниження ваги. Nat Med. 2017; 23 (7): 859–68. https://doi.org/10.1038/nm.4358.

• Anitha M, Reichardt F, Tabatabavakili S, Nezami BG, Chassaing B, Mwangi S, et al. Кишковий дисбіоз сприяє затримці шлунково-кишкового транзиту у жирних мишей з високим вмістом жиру. Клітина Mol Gastroenterol Hepatol. 2016; 2 (3): 328–39. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2015.12.008 Дослідження припускає, що дисбактеріоз кишечника у мишей, які харчуються жирними дієтами, сприяє уповільненій перистальтиці кишечника, і ці зміни можуть бути опосередковані TLR4-залежною втратою нейронів.

Reichardt F, Chassaing B, Nezami BG, Li G, Tabatabavakili S, Mwangi S, et al. Західна дієта індукує у мишей нітрегічну нейропатію товстої кишки та порушення моторики через передачу сигналів насиченого жирними кислотами та ліпополісахаридами TLR4. J Фізіол. 2017; 595 (5): 1831–46. https://doi.org/10.1113/JP273269.

Brown AJ, Goldsworthy SM, Barnes AA, Eilert MM, Tcheang L, Daniels D, et al. Рецептори GPR41 і GPR43, зв’язані з білками-сиротами G, активуються пропіонатом та іншими коротколанцюговими карбоновими кислотами. J Biol Chem. 2003; 278 (13): 11312–9. https://doi.org/10.1074/jbc.M211609200.

Бергман Е.Н. Внесок енергії летких жирних кислот із шлунково-кишкового тракту у різних видів. Physiol Rev. 1990; 70 (2): 567–90. https://doi.org/10.1152/physrev.1990.70.2.567.

Hwang N, Eom T, Gupta SK, Jeong SY, Jeong DY, Kim YS et al. Гени та кишкові бактерії беруть участь у зменшенні просвіту бутирату, спричиненого дієтою та лоперамідом. Гени (Базель). 2017; 8 (12). doi: https: //doi.org/10.3390/genes8120350.

Ge X, Zhao W, Ding C, Tian H, Xu L, Wang H, et al. Потенційна роль мікробіоти калу у пацієнтів з повільним транзитним запором у регуляції моторики шлунково-кишкового тракту. Sci Rep.2017, 7 (1): 441. https://doi.org/10.1038/s41598-017-00612-y.

Deng Y, Li M, Mei L, Cong LM, Liu Y, Zhang BB та ін. Маніпуляції з дисбактеріозом кишечника бактеріальною сумішшю покращують запори, викликані лоперамідом, у щурів. Корисні мікроби. 2018; 9 (3): 453–64. https://doi.org/10.3920/BM2017.0062.

Fukumoto S, Tatewaki M, Yamada T, Fujimiya M, Mantyh C, Voss M, et al. Коротколанцюгові жирні кислоти стимулюють транзит товстої кишки через внутрішньосвітловий викид 5-НТ у щурів. Am J Phys Regul Integr Comp Phys. 2003; 284 (5): R1269–76. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00442.2002.

Яно Дж. М., Ю. К., Дональдсон Г. П., Шастрі Г. Г., Енн П, Ма Л та ін. Корінні бактерії з мікробіоти кишечника регулюють біосинтез серотоніну господаря. Клітинка. 2015; 161 (2): 264–76. https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.02.047.

Tottey W, Feria-Gervasio D, Gaci N, Laillet B, Pujos E, Martin JF, et al. Час проходження товстої кишки є рушійною силою складу мікробіоти кишечника та обміну речовин: докази in vitro. J Neurogastroenterol Motil. 2017; 23 (1): 124–34. https://doi.org/10.5056/jnm16042.

Wang L, Hu L, Yan S, Jiang T, Fang S, Wang G, et al. Вплив різних олігосахаридів у різних дозуваннях на склад мікробіоти кишечника та коротколанцюгових жирних кислот у мишей із запорами. Харчова функція. 2017; 8 (5): 1966–78. https://doi.org/10.1039/c7fo00031f.

Хук М, Меркс RMH. Виникнення мікробного різноманіття внаслідок взаємодії перехресного годування в просторовій моделі метаболізму мікроорганізмів кишечника. BMC Syst Biol. 2017; 11 (1): 56. https://doi.org/10.1186/s12918-017-0430-4.

Vandeputte D, Falony G, Vieira-Silva S, Tito RY, Joossens M, Raes J. Консистенція стільця сильно пов'язана з багатством і складом мікробіоти кишечника, ентеротипами і швидкістю росту бактерій. Кишечник. 2016; 65 (1): 57–62. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2015-309618.

Gallardo P, Izquierdo M, Vidal RM, Chamorro-Veloso N, Rossello-Mora R, O’Ryan M, et al. Відмітна мікробіота кишечника пов’язана з діареєю Кишкова паличка інфекції у чилійських дітей. Мікробіол, заражений передньоклітинною клітиною. 2017; 7: 424. https://doi.org/10.3389/fcimb.2017.00424.

Singh P, Teal TK, Marsh TL, Tiedje JM, Mosci R, Jernigan K, et al. Кишкові мікробні спільноти, пов’язані з гострими кишковими інфекціями та відновленням захворювання. Мікробіом. 2015; 3: 45. https://doi.org/10.1186/s40168-015-0109-2.

HC, Florez de Sessions P, Jie S, Pham Thanh D, Thompson CN, Nguyen Ngoc Minh C та ін. Оцінка збурень мікробіоти кишечника на ранній фазі інфекційної діареї у в’єтнамських дітей. Кишкові мікроби. 2018; 9 (1): 38–54. https://doi.org/10.1080/19490976.2017.1361093.

Liu SX, Li YH, Dai WK, Li XS, Qiu CZ, Ruan ML та ін. Трансплантація мікробіоти калу індукує ремісію дитячого алергічного коліту через відновлення мікробіоти кишечника. Світ J Gastroenterol. 2017; 23 (48): 8570–81. https://doi.org/10.3748/wjg.v23.i48.8570.

Johnsen PH, Hilpusch F, Cavanagh JP, Leikanger IS, Kolstad C, Valle PC та ін. Трансплантація мікрофлори фекалій проти плацебо при синдромі подразненого кишечника від помірного до важкого ступеня: подвійне сліпе, рандомізоване, контрольоване плацебо паралельно-групове одноцентрове дослідження. Lancet Gastroenterol Hepatol. 2018; 3 (1): 17–24. https://doi.org/10.1016/S2468-1253(17)30338-2.

Лей Р.Е., Задній Ф, Тернбо П, Лозупоне Каліфорнія, Найт Р.Д., Гордон СІ. Ожиріння змінює екологію мікроорганізмів кишечника. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005; 102 (31): 11070–5. https://doi.org/10.1073/pnas.0504978102.

Zou J, Chassaing B, Singh V, Pellizzon M, Ricci M, Fythe MD, et al. Поживне волокнами живлення мікробіоти кишечника захищає від ожиріння, спричиненого дієтою, відновлюючи опосередковане IL-22 здоров’я товстої кишки. Клітинний мікроб. 2018; 23 (1): 41–53 e4. https://doi.org/10.1016/j.chom.2017.11.003.

Gao Z, Yin J, Zhang J, Ward RE, Martin RJ, Lefevre M, et al. Бутират покращує чутливість до інсуліну та збільшує витрату енергії у мишей. Діабет. 2009; 58 (7): 1509–17. https://doi.org/10.2337/db08-1637.

Todesco T, Rao AV, Bosello O, Jenkins DJ. Пропіонат знижує рівень глюкози в крові та змінює ліпідний обмін у здорових людей. Am J Clin Nutr. 1991; 54 (5): 860–5.