Ефекти от интервенциите против стареене върху чревната микробиота Част 2

Моля свържете сеoscar.xiao@wecistanche.comза повече информация

РЕЗЮМЕ

Идентифицирането на начини за справяне с предизвикателствата, свързани със застаряването, е спешна задача, тъй като сме изправени пред застаряващо общество. Външни фактори като диета, упражнения и лекарствена терапия са доказали, че са основни елементи в контролирането на здравословното стареене и удължаването на продължителността на живота. Чревната микробиота също се превърна в ключов фактор в процеса на стареене.биофлавоноидиТъй като чревната микробиота се променя със стареенето, дисбалансът в чревните микроорганизми може да доведе до много свързани с възрастта дегенеративни заболявания и нездравословно стареене. Тази статия прави преглед на скорошния напредък в изследванията за връзката между чревните микроорганизми и ефектите против стареене, като се фокусира върху промените и благоприятните ефекти на чревните микроорганизми при диетична интервенция, упражнения и лекарствена интервенция. В допълнение, бактериотерапията се използва за предотвратяване на слабост и нездравословно стареене. Повечето от тези подходи против стареене подобряват процеса на стареене и свързаните с възрастта заболявания чрез регулиране на хомеостазата на чревната флора и насърчаване на здравословна чревна среда. Практиките за интервенция, базирани на чревни микроорганизми, показват голям потенциал в областта на медицината против стареене.

Моля, щракнете тук, за да научите повече

Ключови думи

Чревна микробиота; стареене;диетична интервенция;упражнения; лекарства; бактериотерапия

1. Въведение

Стареенето е естествен, зависим от времето физиологичен процес, който води до намаляване на цялостната функция. Този спад е основният рисков фактор за големи човешки патологии, включително рак, диабет, сърдечно-съдови заболявания и невродегенеративни заболявания. Следователно намаляването на отрицателните въздействия на напредналата възраст и увеличаването на продължителността на здравето е важна цел на изследванията за стареене и анти-стареене. Геномна нестабилност, изтриване на теломерите, епигенетични промени, загуба на протеостаза, дерегулирано усещане за хранителни вещества, митохондриална дисфункция, клетъчно стареене, изтощение на стволови клетки и променена междуклетъчна комуникация са предложени като основни молекулярни и клетъчни отличителни белези на стареенето. Някои интервенции против стареене могат да бъдат намерени чрез насочване към тези характеристики и патогенезата на стареенето. Доказано е, че различни интервенции против стареене удължават живота на моделните организми. Тези интервенции обикновено се класифицират като диетична интервенция, упражнения, лечение с лекарства и генетична промяна. Установено е, че голям набор от генетични промени увеличават продължителността на живота в някои моделни организми. Например, увеличаването на нивото на сиртуин чрез генетична манипулация удължава продължителността на живота на дрождите, нематодите и мухите.4 Намаляването на експресията на mTOR може да удължи живота и продължителността на здравето на моделните животни. Въпреки това, невъзможността да се контролира генната промяна възпрепятства приложението му в човешкото общество. Следователно негенетичните интервенции са в центъра на настоящите изследвания срещу стареенето. Диетичната интервенция, упражненията и лечението с лекарства са най-обещаващите интервенции за стареенето и свързаните с възрастта заболявания и са включени в изследванията на Националния институт по стареене на САЩ.

Червата са критичен целеви орган за подобряване на здравето на възрастни животни и хора.cistanche АвстралияЧревният тракт съдържа изключително сложна и разнообразна общност от микроорганизми, известна като чревна микробиота. Чревната микробиота влияе върху дългосрочната хомеостаза на метазоаните чрез поддържане на целостта на епитела в чревния тракт, подпомагане на храносмилането, трениране на чревната имунна система и предотвратяване на растежа на патогенни бактерии. Анормалните промени в чревната микробиота са свързани с хронични заболявания, свързани с възрастта. Чревната микробиома се превръща в ключов фактор в процеса на стареене.10 Следователно ние спекулираме, че чревната микробиота може да бъде нова цел против стареене. В този преглед ще се съсредоточим върху негенетичните интервенции, ще обсъдим промените и благоприятните ефекти на чревната микробиота при различни подходи против стареене и ще проучим взаимодействията между интервенциите против стареене и чревната микробиота (Фигура 1).

Cistanche може да спре стареенето

2. Стареене и чревни микроби

Многобройни проучвания при животни и хора показват, че съставът на чревната микробиота варира в зависимост от заложника.цистанчЧревната микробиота при плодови мушици, '1 риби, мишки, 13-1 плъхове, 18 и хора19-"

всички претърпяват промени, свързани с възрастта, повечето от които са неблагоприятни за здравето (Таблица 1).купи цистанчеЧревната микробиота на възрастни хора е доминирана от Firmicutes и Bacteroidetes и по-малки пропорции от Proteobacteria, Actinobacteria и Verrucomicrobia.24 Някои проучвания съобщават за обогатяване на изобилието на Bacteroidetes и Proteobacteria и намаляване на Firmicutes и Bifidobacteria при възрастни хора.{1} } Скорошно проучване предполага наличието на различна основна микробиота, доминирана от семействата Ruminococcaceae, Lachnospiraceae и Bacteridaceae, които намаляват с остаряването. Тази разлика може да се дължи на значителна променливост между индивидите и външни фактори. Въпреки това, дълголетниците имат уникална чревна микробиота.Cistanche ползиКакто е показано в таблица 1, свързаните със здравето родове като Akkermansia, Bifidobacterium, Christensenellaceae и микробното разнообразие са обогатени при дълголетните хора. 2.23 Въпреки промените в микробите на дълголетните хора, тяхното разнообразие и полезни микроби се запазват, за да поддържат здравословно стареене.25 Като цяло съставът на чревните микроби се променя и микробното разнообразие намалява поради натрупването на потенциално провъзпалителни микроби и намаляването на полезните микроби с остаряването. Обратно, това свързано с възрастта разстройство на чревните микроби може да повлияе на здравето и дълголетието на гостоприемника.26 При плодовите мушици и мишки свързаните с възрастта нарушения на микробиотата могат да доведат до дисфункция на чревната бариера, което е патофизиологичен маркер за стареене.127 В сравнение с плодовете мухи, хранени с хомогенат от млади мухи, тези, хранени с хомогенизирани стари мухи, имат по-кратък живот и по-висока честота на дисфункция на чревната бариера.1 Трансплантацията на изпражнения от млади донори в червата на риби на средна възраст може да удължи продължителността на живота и да забави влошаването на поведението. 12 В допълнение, генетичният състав и метаболитите на микроорганизмите също могат да имат положително въздействие върху дълголетието на гостоприемника.8 Следователно чревните микроорганизми могат да играят регулаторна роля в процеса на стареене.

3. Интервенции против стареене и чревни микроби

Много интервенции могат да се използват за регулиране на стареенето. Интервенцията, която засяга чревните микроби, е стратегия против стареене. Съответно, чревните микроби могат да бъдат повлияни от много фактори против стареене, като диета, упражнения и лекарства.

3.1 Диетична намеса и чревни микроби

Диетата и диетичните модели играят основна роля в патогенезата на много заболявания, свързани с възрастта. Ограничаването на калориите (CR), известно още като диетично ограничение (DR), е диетичен план, който намалява приема на калории, без да води до недохранване или намаляване на основните хранителни вещества. Впоследствие бяха проучени нови схеми на CR, като периодично гладуване (IF). CR може да насърчи съответните промени в чревната микрофлора, така че чревната микрофлора може да играе основна роля в благоприятния ефект на CR. В допълнение към типичните мерки за CR, много естествени храни и здравословни хранителни навици също имат ефект против стареене. Хранителните компоненти и диетичните навици могат да модулират състава на чревната микробиота и функциите на чревната бариера.

3.1.1 CR и IF

CR може да удължи живота на много видове, от безгръбначни до гризачи и дори някои нечовекоподобни примати.31-3 Дълго време CR е признат за една от най-ефективните негенетични диетични интервенции, които могат да удължат живота и да предотвратят стареенето. свързани заболявания.23 CR/DR може също да доведе до промени в чревната микробиота и метаболома. Тези предизвикани от CR промени в чревната микробиота предполагат, че животните могат да управляват CR, за да установят балансиран състав на чревната микробиота, което осигурява предимство за здравето на гостоприемника. При нормални животни лечението с CR позволява промени в структурата на микробиотата, намаляване на c разстройствата и свързания с диетата метаболитен удължен и здравословен живот. Lactobacillus беше значително увеличен след третиране с CR в продължение на 8 седмици и относителното му изобилие беше значително по-високо от това на произволно хранени плъхове след 36 седмици.4 При мишки CR значително промени цялостната структура на чревната микробиота, обогати положително свързаната фила с дълголетие (като Lactobacillus и Bifidobacterium) и намалява филата, негативно свързана с Освен това, краткотрайният CR е достатъчен за значително възстановяване на чревната микробиота.

дисбаланс до по-балансирано състояние, както се наблюдава при по-млади мишки, чрез намаляване на доминирането на Clostridia, Clostridiales и Firmicutes.38 Въпреки това, продължителността на CR може да повлияе на промените в метаболитните фенотипове на гостоприемника и чревната микробиота. Чревната микробиота на светло хранени CR мишки е значително различна от тази на тъмно хранени CR мишки и произволно хранени мишки.При модели на затлъстяване, CR води до съответните промени в чревната микробиота, които противодействат на метаболитните увреждания, свързани със затлъстяването и диетата с високо съдържание на мазнини. Четиридесет и пет дни CR при затлъстели мишки обогати Bacteroidetes и значително намали съотношението Firmicutes: Bacteroidetes.40 Лечението с CR също причинява подобни микробни промени при хората. Дългосрочната (една година) CR при затлъстели юноши също намалява съотношението Firmicutes: Bacteroidetes и засилва растежа на полезни микроорганизми като Bacteroides, Roseburia, Faecalibacterium и Clostridium.4l Въпреки това, много нискокалоричната диета (VLCD) намалява броят на Bacteroides и увеличените Firmicutes при пациенти със затлъстяване. VLCD доведе до намаляване на бактериалното изобилие и преструктуриране на чревния микробиом при жени с наднормено тегло или затлъстяване. Трансплантацията на микробиота след диета на мишки намалява телесното им тегло и е обогатена с чревния патоген Clostridioides difficile.*IF е вид периодичен CR, за който също е доказано, че подобрява метаболизма чрез намаляване на телесното тегло и мастната маса, понижаване на кръвната захар и подобряване на инсулиновата чувствителност.4 IF обикновено се постига чрез ограничаване на храненето за 12-24 часа и интервалът от време между гладуването може да повлияе на ефективността на IF.IF може да промени чревната микробиота и ефектът е по-изразен при мишки, които гладуват 16 часа на ден; тези ефекти обаче изчезнаха след спиране на гладуването.IF може да увеличи разнообразието от чревни микроби и да промени техния състав, което води до по-голямо изобилие от Lactobacillaceae, Bacteroidaceae и Prevotellaceae. Освен това, трансплантацията на IF мишка микробиота към нормално хранени мишки подобри експерименталния автоимунен енцефаломиелит, което предполага, че имуномодулиращият ефект на IF е поне частично медииран от чревната микробиота. При миши модели на възпалително заболяване на червата (IBD), диета, имитираща гладуване, моженасърчават чревната регенерация, като по този начин подобряват свързаните с IBD фенотипове и насърчават разширяването на полезната чревна флора Lactobacillaceae и Bifidobacteriaceae. Ислямското гладуване, което е подобно на IF, води до увеличаване на групите Akkermansia muciniphila и Bacteroides fragilis, които се считат за здрава чревна микробиота.

IF е ефективна и естествена стратегия за контрол на теглото. Режимът на гладуване през ден (EODF) значително подобрява затлъстяването, инсулиновата резистентност и чернодробната стеатоза. Трансплантацията на микробиота от мишки, третирани с EODF, към мишки без зародиши подобрява метаболитната хомеостаза. 4EODF за 7 месеца произвежда реконфигурация на микробиота при мишки с диабет, което води до обогатяване на Firmicutes и намаляване на Bacteroidetes и Verrucomicrobia, насърчавайки целостта на чревната бариера. 28--дневният IF режим за мишки с диабет подобрява поведенческото увреждане чрез оста микробиота-метаболит-мозък. Нещо повече, този режим подобрява целостта на чревната бариера и микробното разнообразие при мишки с диабет и увеличава Lactobacillus и Odoribacter, произвеждащ бутират, като същевременно намалява Enterococcus, Streptococcus и неизвестни Enterococcaceae.51 В допълнение, EODF предотвратява развитието на хипертония при спонтанно хипертензивен плъх, предразположен към инсулт модел и този ефект е медииран от промяна на чревната микробиота.

3.1.2 Натурални хранителни продукти и здравословни хранителни навици

С увеличаването на доказателствата, свързващи пряко диетата и здравето, няколко растения и растителни екстракти (напр. плодови екстракти, екстракти от листа, екстракти от корени и грудки) се появиха като притежаващи потенциални ползи за здравето. Счита се, че здравословната диета е богата на плодове, зеленчуци и напитки, като тези храни са силно свързани с цялостното благосъстояние главно поради наличието на фенолни съединения и фибри. Полифенолите и фибрите, две от най-важните растителни съставки, са изследвани по отношение на техния потенциал за модулиране на микробиотата. Идентифицирани са няколко полифенола, които насърчават растежа на здрава чревна микрофлора (напр. Bifidobacterium, Lactobacillus, Akkermansia, Christensenellaceae и Verrucomicrobia) и

имат потенциални ефекти против стареене.54 Например, изобилието от чревна микробиота, което може да бъде свързано със стареенето, е ограничено от 5Диетичния прием на лимонови полифеноли.55s увеличеното приемане на антоцианини, мастни киселини Bacteroidetes и късоверижни (SCFA) и намалени Firmicutes. 5 градуса полифеноли от червено вино значително увеличават броя на Bifidobacteria и Lactobacillus и бактериите, произвеждащи бутират (Faecalibacterium prausnitzi и Roseburia), но намаляват нежеланите бактериални групи като Escherichia coli и Enterobacter cloacae. телесно тегло, което води до намалени Firmicutes и повишени Bacteroidetes в цекума.8 Диетичните фибри, които водят до производството на ключови метаболити като SCFA (полезни за здравето), имат потенциала да променят чревната микробиота и да променят метаболитната регулация. Въпреки че текущите проучвания показват, че ефектите могат да бъдат свързани с повишено изобилие на производители на SCFA и промени в разнообразието на микробиотите, тълкуването е сложно поради методологични различия.Здравословните хранителни навици, като средиземноморската диета (MD), също могат да повлияят на чревната микробиота. MD, съсредоточен върху плодове, зеленчуци, зехтин, ядки, бобови растения и пълнозърнести храни, е свързан с голям брой ползи за здравето. По-доброто придържане към MD се свързва със значително по-високи нива на общи SCFAs.61 Участниците с високо придържане към MD имат по-нисък брой Escherichia coli и по-високо съотношение Bifidobacteria: E. coli. степен 2 Тези констатации демонстрират връзката между MD и подобренията в разнообразието и богатството на чревната микробиота. Промяната на хранителните навици и приемането на MD може да бъде решение за предотвратяване на нарушения на микробиотата и много стомашно-чревни и неврологични разстройства.Firmicutes, Bacteroidetes и Proteobacteria са основните типове сред чревните микроорганизми при бозайниците. Диетичната интервенция доведе до значителни промени в основния тип или класификационната група на ниско ниво (Таблица 2). Тези промени в относителното изобилие на бактерии не винаги са последователни, вероятно поради различен генетичен произход, диети и времеви ограничения. Въпреки това, при диетична интервенция, основната тенденция на чревните микроорганизми е увеличаването на полезните микроорганизми, като Lactobacillus, Bifidobacterium и бактериите, произвеждащи бутират. Като такива, CR и IF, добавянето на екстракти, богати на потенциално биоактивни съединения, и поддържането на добри диетични модели могат да донесат някои допълнителни ползи за подобряване на цялостното здраве и благосъстояние. Ефектът от диетата върху стареенето е сложна тема. В допълнение към горното има някои други диетични компоненти и видове против стареене, като витамини, микроелементи, ограничение на протеини и хранителния модел на хората от Окинава, които не са разгледани тук.

Тази статия е извлечена от GUT MICROBES 2021, VOL. 13, БР. 1, e1994835 (18 страници)