Свързана с възрастта NAFLD: Използването на пробиотици като поддържаща терапевтична интервенция, част 2

5. Промени в чревната микробиота при животински модели на NAFLD

Много предклинични проучвания са се опитали да свържат специфични промени в ГМ състава, често наричан микробен подпис, с развитието на NAFLD и NASH. Продължителното (80 седмици) хранене с диета с високо съдържание на мазнини при мишки се свързва с увеличаване на относителното изобилие на вида Firmicutes по отношение на Bacterioides; на ниво род се наблюдава увеличение на изобилието на Adercreutzia (Actinobacteria), Coprococcus (Firmicutes), Dorea (Firmicutes) и Ruminococcus (Firmicutes) при мишки, хранени с диета с високо съдържание на мазнини в сравнение с диета с ниско съдържание на мазнини група [91]. При свободни от микроби мишки, колонизирани с микробиота от реагиращи и неотговарящи мишки на диета с високо съдържание на мазнини, NAFLD е положително свързан с Barnesiella и Roseburia (от родовете Bacteroidetes и Firmicutes, съответно); след 16 седмици прилагане на диета с високо съдържание на мазнини се наблюдава увеличение на Barnesiella и Allobaculum и намаляване на Lactobacilli. Като цяло типът Firmicutes е по-представен при мишки, развиващи NAFLD [77]. Като цяло, увеличението на Firmicutes/Bacteroidetes е свързано с прогресията на NAFLD, въпреки че няма консенсус. В това последно отношение, в друга работа, вместо това се установи, че Firmicutes и Verrucomicrobiota phyla са по-представени при мишки, които не развиват NAFLD, а на ниво род Bacteroidia и Flavobacteriia са увеличени при мишки, развиващи NAFLD [79]. Прилагането на VSL#3, висококонцентрирана смес от Bifidobacteria, Lactobacilli и Streptococcus thermophilus, подобрява чернодробната хистология, намалява общото съдържание на мастни киселини в черния дроб и намалява серумните нива на аланин аминотрансфераза при мишки, хранени с диета с високо съдържание на мазнини. Хистологичното и биохимично подобрение се свързва с по-ниски нива на два ядрени фактора, регулирани от тумор некрозисфактор (TNF): Jun N-терминална киназа (JNK) и ядрен фактор B (NF-B), и двата участващи в развитието на инсулинова резистентност [ 84].

Гликозидът на цистанхе може също така да повиши активността на SOD в сърдечните и чернодробните тъкани и значително да намали съдържанието на липофусцин и MDA във всяка тъкан, като ефективно улавя различни реактивни кислородни радикали (OH-, H₂O₂ и др.) и предпазва от увреждане на ДНК, причинено от ОН-радикали. Cistanche phenylethanoid гликозидите имат силна способност за изчистване на свободните радикали, по-висока редуцираща способност от витамин С, подобряват активността на SOD в сперматозоидната суспензия, намаляват съдържанието на MDA и имат известен защитен ефект върху функцията на мембраната на спермата. Полизахаридите Cistanche могат да повишат активността на SOD и GSH-Px в еритроцитите и белодробните тъкани на експериментално стареещи мишки, причинени от D-галактоза, както и да намалят съдържанието на MDA и колаген в белите дробове и плазмата и да увеличат съдържанието на еластин, имат добър очистващ ефект върху DPPH, удължава времето на хипоксия при стареещи мишки, подобрява активността на SOD в серума и забавя физиологичната дегенерация на белия дроб при експериментално стареещи мишки. С клетъчна морфологична дегенерация експериментите показват, че Cistanche има добра антиоксидантна способност и има потенциала да бъде лекарство за предотвратяване и лечение на заболявания, свързани със стареенето на кожата. В същото време, ехинакозидът в Cistanche има значителна способност да пречиства DPPH свободните радикали и има способността да пречиства реактивните кислородни видове и да предотвратява индуцираното от свободните радикали разграждане на колагена, а също така има добър възстановителен ефект върху увреждането на анионите от свободните радикали на тимина.

Кликнете върху Cistanches herba

【За повече информация:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

При мишки, хранени с диета MCD за 2 и 4 седмици, типът Tenericutes е по-изобилен в сравнение с този на съответните контролни групи, докато Verrucomicrobia е постоянно по-малко изобилен. След 2 седмици от диетата MCD се наблюдава значително по-голямо изобилие от Firmicutes и значително намалено съдържание на Proteobacteria; на 4-та седмица се наблюдава намаляване на Actinobacteria. На семейно ниво, Rikenellaceae, Desulfovibrionaceae и Verrucomicrobiaceae са постоянно намалени в групата на MCD в сравнение с 4-седмичната контролна група [82]. След 8 седмици храненето с MCD доведе до силно цялостно намаляване на разнообразието на микробиотата и до намаляване на потенциално пробиотичния Lactobacillus, както и Akkermansia, и увеличаване на Ruminococus, което е свързано с чернодробна фиброза [83].

6. Връзка между чревната микробиота и развитието на NAFLD при хората

Няколко големи проучвания при хора са изследвали микробен сигнатура, вероятно предсказваща риска от прогресия от проста стеатоза към по-напреднали стадии на заболяването [76]; въпреки това беше установено известно ниво на несъответствие между проучванията, с различни резултати относно тип, семейство, род и вид. Типовете Firmicutes и Bacteroidetes са най-представени в чревния микробиом; следователно много проучвания върху животни и хора се фокусират върху относителното изобилие на тези две групи. Подобно на това, което беше открито при проучвания върху животни [77,91,92], първоначално беше предложено, че увеличаването на съотношението Firmicutes към Bacteroidetes е свързано с по-висока енергийна реколта и по-тежки прояви на NAFLD при затлъстели индивиди [93] ; това схващане обаче беше оспорено от по-нови открития [94–96]. По-конкретно, при пациенти с NAFLD е установено, че Firmicutes е повишен в проучвания на Del Chierico (2017) и Loomba (2017) [97,98], намален в проучвания на Wang [99] и Zhu [94] и непроменен в тези на Raman (2013) и Alferink [96,100]. Бактероидите са по-представени при пациенти с NAFLD в проучванията на Wang [99] и Zhu [94], намалени в проучванията на Del Chierico [97] и Shen [95] и непроменени в проучванията на Alferink [96]. Предполага се, че използването на по-високи филогенетични нива (т.е. тип) за разграничаване на болестните състояния естествено води до несъответствия; следователно проучванията трябва да се съсредоточат върху по-ниски нива, като например рода [100]; въпреки това, несъответствия са открити и при разглеждане на нивото на рода, относно Prevotella, Oscillibacter, Bifidobacterium, Blautia, Lactobacillus и Roseburia [72]. Тези несъответствия може да произтичат от факта, че NAFLD е хетерогенна по природа и проучванията често включват пациенти в различни стадии на тежест на заболяването, с компенсирана или декомпенсирана цироза [72].

Въпреки това, съгласувани промени са открити при пациенти с NAFLD и NASH, в сравнение със здрави индивиди. Наистина, типът Proteobacteria беше увеличен [95,98,100]; на семейно ниво Enterobacteriaceae са се увеличили [94,95], докато Rikenellaceae [94,97] и Ruminococcaceae [95,100] са намалели; родовете Faecalibacterium [94], Coprococcus [94,99] и Anaerosporobacter [99] също са намалени, докато Dorea е увеличена [97,100]. Увеличаването на родовете Escherichia и Peptoniphilus е специфично за пациенти с NAFLD без NASH [94,97], както и намаляване на Prevotella [101].

7. Пробиотици

Според Организацията по прехрана и земеделие на Обединените нации (ФАО)/Световната здравна организация (СЗО), пробиотиците се определят като „живи микроорганизми, които, когато се прилагат в адекватни количества, предоставят ползи за здравето на гостоприемника“ [102]. За да се използват като пробиотици, микроорганизмите трябва да имат определени характеристики. Те трябва да са живи, безопасни, непатогенни бактерии, способни да преминават през чревния тракт и да оцеляват както при киселинно (стомах), така и при основно (дванадесетопръстник) pH, както и да са устойчиви на жлъчка, солна киселина и панкреатичен сок [103]. ]. Освен това те трябва да са от човешки произход, изолирани от устата, стомашно-чревния тракт или изпражненията и да принадлежат на здрав ГМ. Въпреки това, пробиотичните бактерии от родовете Lactobacillus и Bifidobacterium, както и други микроорганизми, също могат да бъдат изолирани от ферментирало мляко и свързани продукти, като сирене и кисело мляко, както и от традиционни напитки (Yosa, Bosa, Pozol и Togwa ) [104]. В допълнение към тези важни свойства, пробиотиците трябва да притежават антимикробна активност срещу патогенни бактерии и намалена чревна пропускливост, което им позволява да колонизират червата, както и способността да стимулират имунната система, като изпращат сигнали до чревните имунни клетки , произвежда млечна киселина и влияе върху чревния метаболизъм [104].

Известно е, че пробиотиците имат благоприятен ефект както за хората, така и за животните, тъй като те могат да насърчат подвижността на стомашно-чревния тракт и да контролират чревната микробиота, да подобрят толерантността към лактоза и да понижат нивата на холестерола [105]. Те могат също така да благоприятстват пролиферацията и диференциацията на епителните клетки и да подсилят чревната бариера [106]. Освен това, имайки терапевтична роля, те могат да осигурят ползи за имунната, нервната и стомашно-чревната система и да предотвратят някои заболявания, включително затлъстяване, диабет, сърдечно-съдови, чернодробни и метаболитни нарушения, както и рак и алергии [107,108]. Освен това, те са полезно решение за противодействие на други клинични състояния, като диария, гастроентерит, болест на Крон и женски урогенитални инфекции, и облекчаване на симптомите, дължащи се на непоносимост към лактоза [104,109] (Таблица 1).

Интересното е, че пробиотиците, като притежават свойства против стареене, също могат да благоприятстват дълголетието. Те могат да се използват за активиране на антиоксидантни и имуномодулиращи пътища, както и за предотвратяване на някои типични признаци на стареене, като косопад и бръчки по кожата, и за подобряване на еластичността на кожата [134,135]. Wen-Yang Lin (2022) [12], чрез прилагане на смес от пробиотици (Bifidobacterium animalis subsp. infant е BLI-02, Bifidobacterium breve Bv889, Bifidobacterium bifidum VDD088, Bifidobacterium animalis subsp. lactis CP-9 , и Lactobacillus plantarum PL-02) на възрастни мишки, демонстрират своите антиоксидантни свойства, което води до положителна модулация на синтеза на GM и SCFA [12]. Освен това, няколко клинични изпитвания съобщават за ефекта от добавянето на пробиотици върху ГМ при възрастни хора [136–139]. Например, две рандомизирани, двойно-слепи, плацебо-контролирани проучвания показват, че Bifibacterium longum Bar33 и Lactobacillus helveticus Bar13 намаляват опортюнистични патогени (Clostridium cluster XI, Clostridium difficile и Clostridium perfringens, Enterococcus faecium и Campylobacter), докато добавките с Bifidobacterium longum 46 и B. longum 2C увеличава броя на Bifidobacterium catenulatum, Bifidobacterium bifidum и Bifidobacterium breve [136,137].

Пробиотиците упражняват своите ползи за здравето чрез различни механизми на действие: те могат да се конкурират с патогенните бактерии за хранителни вещества и места на адхезия върху чревната лигавица, инхибират производството на бактериални токсини, укрепват епителната бариера и притежават антимикробни свойства, като способността да произвеждат антимикробни вещества (като бактериоцини и SCFAs), чрез които те могат да инхибират растежа на патогени и да ограничат тяхната адхезия и достъп през бариерата. И накрая, пробиотиците могат да действат и като имуномодулатори, като намаляват секрецията на провъзпалителни цитокини [като интерферон-гама (IFN), TNF и интерлевкин 12 (IL-12)] и насърчават експресията на противовъзпалителни цитокини (като напр. IL-10), както и пролиферация и диференциация на епителни клетки и Т лимфоцити [140–142].

В допълнение към положителните ефекти, споменати по-горе, добавките с пробиотици могат също да модулират ГМ при хора и животни [107]. При наличие на дисбиоза пробиотичните видове могат да възстановят правилния баланс на микробния състав на червата и да потиснат патогените, като предизвикат производството на -дефензин и IgA; освен това те могат да благоприятстват експресията на противовъзпалителни молекули и да подобрят целостта на чревната бариера, като насърчават производството на муцин и предотвратяват разрушаването на тесни връзки [40,143].

Родовете Lactobacillus и Bifidobacterium са най-често използваните пробиотични бактерии, следвани от Streptococcus, Escherichia, Enterococcus и Bacillus. Някои гъбични щамове Saccharomyces също могат да се използват като пробиотици [103] (Таблица 2).

Например, доказано е, че лечението с Lactobacillus rhamnosus GG, млечнокисела бактерия, намалява оксидативния стрес и възпалението в червата, модулира променената микробиота, както и възстановява функцията на чревната бариера [144–146]; освен това се съобщава, че Lactobacillus acidophilus може да предотврати чревно възпаление, като намалява експресията на провъзпалителни цитокини (IL-6, TNF, IL-1b и IL-17) и насърчава производството на IL-10, както и чрез модулиране на GM, благоприятствайки увеличаването на полезните бактерии [147,148]. Подобно на други лактобацили, лечението с L. Plantarum има потенциала да промени състава на GM, да повиши нивата на SCFAs и да намали експресията на някои възпалителни цитокини (като TNF, IL1- и IL{{9). }}), като по този начин предотвратява метаболитни нарушения и чревни възпаления [149]. В допълнение към Lactobacilli, бактериите от рода Bifidobacterium (като B. bifidum, B. breve и B. longum) също могат да се използват като пробиотици за модифициране и стабилизиране на състава на GM, за инхибиране на растежа на патогенни бактерии и производство на провъзпалителни цитокини и за укрепване на стомашно-чревната бариера [107]. Освен това се съобщава, че пробиотичната бактерия Escherichia coli Nissle може да модулира бактериалната популация на GM и да възстанови чревната хомеостаза, като произвежда човешки дефензин 2, който е полезен като бариера срещу инвазията на патогени (като Salmonella, Shigella, и Candida) през чревната бариера [150,151]. Освен това, някои дрожди, включително Saccharomyces cerevisiae и Saccharomyces boulardii, също се използват като пробиотици. Те могат да модифицират ГМ микроорганизмите и да намалят възпалението [107,152]. Интересното е, че в допълнение към тези класически пробиотици, няколко проучвания показват полезната роля на други бактерии, известни като "пробиотици от следващо поколение" (NGP), като Faecalibacterium prausnitzii и A. muciniphila. Например, A. muciniphila, грам-отрицателна анаеробна бактерия, е доказано, че може да намали възпалението на червата и да укрепи чревната бариера, благоприятствайки синтеза на антимикробни вещества, удебеляването на слузта и възстановяването на експресията на протеини с плътни връзки [153,154].

Както бе споменато по-горе, GM играе доминираща роля в патогенезата на NAFLD [155]. Промените в неговия състав (например увеличаване на грам-отрицателните бактерии, принадлежащи към видовете Proteobacteria, Escherichia и Enterobacteria) повишават чревната пропускливост, което води до транслокация на ендотоксини и токсични метаболити в черния дроб и води до производството на възпалителни цитокини. от клетки на Купфер [156–158]. Освен това, дисбиозата може също да промени метаболизма на жлъчните киселини и холина и да увеличи производството на ендогенен етанол в червата. Всички тези събития причиняват възпаление и ОС, които от своя страна предизвикват началото на заболяването и евентуално прогресирането му в цироза [54].

Към днешна дата все още не са одобрени конкретни лекарства за лечение на NAFLD. Настоящите стратегии, използвани за контролиране на заболяването и неговото прогресиране, включват промени в начина на живот (промяна на диетата, упражнения и постепенна загуба на тегло), употребата на хипогликемични и антиоксидантни средства, както и лекарства, които обикновено се използват за лечение на захарен диабет (като метформин и тиазолидиндиони ) [159]. Използването на пробиотици може да осигури нов терапевтичен подход за управление и лечение на чернодробни заболявания, като NAFLD. Както беше обсъдено по-рано, добре известно е, че те могат да възстановят GM до здравословно състояние, като подобрят експресията на оклудините и блокират инвазията на патогенни бактерии и ендотоксини в червата и намаляват чернодробното възпаление, балансирайки експресията на про- и противовъзпалителни цитокини [54,160,161]. Освен това, те могат също така да благоприятстват производството на SCFAs, да намалят броя на чернодробните триглицериди и да облекчат чревната OS, чрез повишаване на нивата на ензимите супероксид дисмутаза (SOD) и плазмената глутатион пероксидаза (GSH-PH) и намаляване на съдържанието на малонов диалдехид (MDA) [155,162,163].

В заключение, широко се съобщава, че GM се променя при възрастни хора и дисбиозата е свързана с появата на NAFLD [136,155]. По този начин, тъй като промените в GM могат да допринесат за нередовния синтез на жлъчни киселини, което води до прекомерно натрупване на мазнини в черния дроб и развитие на заболяването, използването на пробиотици за възстановяване на GM състава може да бъде ефективно за модулиране на производството на жлъчни киселини и управление NAFLD [55].

7.1. Предклинични проучвания на пробиотични добавки при NAFLD

Проведени са няколко проучвания върху животни за оценка на възможните ефекти на пробиотиците върху развитието и прогресията на NAFLD (Таблица 3). Съобщава се, че Lactobacillus plantarum NCU116 и Lactobacillus plantarum NA136 могат да бъдат безопасни пробиотици за NAFLD. Трябва да се отбележи, че L. plantarum NCU116 има благоприятни ефекти при плъхове модел на NAFLD, чрез инхибиране на възпалението (намалява експресията на TNF и IL-6) и чернодробния оксидативен стрес (увеличаване на SOD, GSH-Px и активността на каталаза) и чрез възстановяване на бактериите флора [164], докато Lactobacillus plantarum NA136 може да облекчи NAFLD при мишки, чрез увеличаване на каскадите на еритроиден фактор 2 (Nrf2) и AMP-активирана протеин киназа (AMPK), което води до активиране на различни антиоксидантни пътища и регулиране на метаболизма на мастни киселини [165]. Освен това е доказано, че Lactobacillus johnsonii BS15 може да предотврати NAFLD при затлъстели мишки, като подобри митохондриалната дисфункция и намали възпалението и чревната пропускливост [166], докато лечението с Lactobacillus rhamnosus GG може да защити мишки и плъхове от NAFLD, като намали натрупването на чернодробна мазнина и възпаление (намаляване на експресията на TNF, IL-1 и IL-8R мРНК) [167] и стимулиране на медиирания от сиртуини тип 1 (SIRT1) сигнален път [168], съответно. В други проучвания добавката с Bifidobacterium longum отслабва натрупването на чернодробна мазнина при модел на плъхове с NAFLD [169]; лечение със смес от пробиотици (Bacillus animalis VKB, Bacillus animalis VKL, Lactobacillus casei IMV B-7280) модулира състава на GM и намалява нивото на холестерола, оксидативния стрес и теглото при затлъстели мишки [170]; и прилагането на Bifidobacterium infantis, Lactobacillus acidophilus и Bacillus cereus при плъхове възстановява структурата на GM и намалява серумните нива на произхождащи от червата бактериални липополизахариди (LPS) и възпалителни цитокини (TNF и IL-18) и увреждане на черния дроб- като рецептор 4 (TLR4)-mRNA [171]. Друго проучване при плъхове разкри, че добавянето на Clostridium butyricum MIYAIRI 588 може да подобри NAFLD, като намали натрупването на липидни капчици [172]. И накрая, лечението с VSL#3 пробиотици облекчава затлъстяването, чернодробната стеатоза и инсулиновата резистентност, както и намалява възпалението, регулирайки надолу активирането на TNF /инхибитор на ядрен фактор капа-В киназа субединица бета (IKK-) сигнален път при високо съдържание на мазнини диетично хранени мишки [173]. Нещо повече, пробиотиците VSL#3 могат да намалят нивата на аланин аминотрансферазата (ALT) и чернодробните общи мастни киселини при диетични мишки с високо съдържание на мазнини [174].

В допълнение към традиционните пробиотици, нововъзникващият NGP, включително A. muciniphila, F. prausnitzii, Bacteroides spp. и Roseburia, може да представлява потенциална терапевтична стратегия за лечение на NAFLD [155]. Например Munukka (2017). съобщават за способността на пробиотика F. prausnitzii да подобрява здравето на черния дроб чрез намаляване на фиброзата, нивата на аспартат аминотрансфераза (AST) и ALT и съдържанието на мазнини в черния дроб на мишки, хранени с високо съдържание на мазнини [175].

7.2. Клинични изпитвания на пробиотични добавки при NAFLD

Някои проучвания при хора демонстрират ползите от пробиотичните добавки при пациенти с NAFLD (Таблица 3). Доказано е, че приемът на конвенционално кисело мляко, ферментирало с Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus и Streptococcus thermophiles, както и добавянето на смес от шест пробиотика (L. acidophilus, L. rhamnosus, L. paracasei, Pediococcus pentosaceus, B. lactis и B. breve), могат да имат благоприятен ефект върху пациенти с NAFLD , чрез модифициране на GM състава и намаляване на възпалението (намалява експресията на TNF) и липидния метаболизъм (намалява общия холестерол и триглицеридите) [176,177]. Рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо-контролирано клинично изпитване показа, че многощамовата пробиотична добавка може да намали инсулина, инсулиновата резистентност, TNF и IL-6 при пациенти с NAFLD [178]; освен това, в същата линия, лечението с Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus може да намали активността на ALT и AST и нивата на гама-глутамил трансфераза (GGT) при пациенти с NAFLD [179]. Друго рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо-контролирано клинично проучване съобщава, че прилагането на VSL#3 намалява триглицеридите и нивата на високочувствителния С-реактивен протеин, както и активността на трансаминазите и GGT [180]. Интересното е, че Shavakhi et al. демонстрира, че лечението с метформин плюс протексин (L. acidophilus, L. casei, L. rhamnosus, L. bulgaricus, B. breve, B. longum, Streptococcus thermophilus) намалява активността на ALT и AST, по-добре отколкото метформин самостоятелно при пациенти с NASH [ 181]. И накрая, използването на коктейл от 14 пробиотични щама, принадлежащи към родовете Lactobacillus плюс Lactococcus, Bifidobacterium, Propionibacterium и Acetobacter, може да подобри чернодробната стеатоза чрез намаляване на активността на AST и GGT, както и нивата на TNF и IL-6 , при пациенти с NAFLD [182].

【За повече информация:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】