Učinci perfluorooktanske kiseline na crijevnu mikrobiotu i mikrobne metabolite kod C57BL/6J miševaⅠ

Sažetak:

Perfluorooktanska kiselina (PFOA) predstavlja sve veću brigu za javno zdravlje zbog svoje postojanosti u okolišu i svojih toksičnih učinaka. Poznato je da crijevna mikrobiota proizvodi različite metabolite koji pomažu domaćinu u održavanju metaboličke homeostaze.

Kliknite za trenutno olakšanje zatvora kod odraslih

Međutim, nekoliko je studija istraživalo učinke PFOA na metabolite povezane s crijevnom mikrobiotom. U ovoj studiji, mužjaci miševa C57BL/6J bili su izloženi 1 ppm PFOA u vodi za piće tijekom četiri tjedna i provedena je integrativna analiza crijevnog mikrobioma i metaboloma kako bi se otkrili zdravstveni učinci PFOA. Naši rezultati su pokazali da PFOA remeti i crijevnu mikrobiotu sastav i metabolički profili izmeta, seruma i jetre kod miševa. Pronađena je korelacija između LachnospiraceaeUCG004, Turicibacter, Ruminococcaceae i različitih fekalnih metabolita.

Izlaganjem PFOA izazvane su značajne promjene metabolita povezanih s crijevnom mikrobiotom, uključujući žučne kiseline i metabolite triptofana kao što su 3-indoleakrilna kiselina i 3-indooctena kiselina. Nalazi ove studije su korisni u poboljšanju razumijevanja zdravstvenih učinaka PFOA, koji bi mogli biti posredovani kroz crijevnu mikrobiotu i njene povezane metabolite.

1. Uvod

Perfluorooktanska kiselina (PFOA) je proizvedena per- i poli-fluoroalkilna tvar (PFAS) koja se intenzivno primjenjuje u pjenama za gašenje požara, surfaktantima, površinskim zaštitnim materijalima i drugim komercijalnim proizvodima. U Sjedinjenim Američkim Državama postojanje PFOA je utvrđeno u više od 100 javnih vodovodnih sustava [1]. PFOA je navedena kao postojani organski zagađivač u Stockholmskoj konvenciji, a njena proizvodnja je postupno ukinuta u mnogim zemljama. Međutim, PFOA je vrlo postojana u okolišu i još uvijek prijeti okolišu i ljudskom zdravlju. Ljudi su izloženi PFOA uglavnom konzumiranjem kontaminirane vode za piće i hrane, nakon čega slijedi dermalna apsorpcija i udisanje [2].

PFOA je otkrivena u ljudskoj plazmi u danskoj kohorti majka-dijete od 738 trudnica i njihove djece [3], te u sudionicimauključeni u ispitivanje Programa prevencije dijabetesa u SAD-u [4]. Smatra se da je PFOA prisutna u serumu gotovo svih ljudi u industrijaliziranim zemljama [5]. Poluvrijeme raspada PFOA kod ljudi je predloženo na 0.5-1.5 godina na temelju istraživanja na ljudima i kliničkih studija [6]. U listopadu 2021. Agencija za zaštitu okoliša SAD-a (EPA) objavila je PFAS strateški plan za zaštitu ljudskog zdravlja i okoliša od opasnosti PFAS-a.

Američka EPA doživotna zdravstvena granica za PFOA je 0.004 dijelova na bilijun (ppt). Razni zdravstveni učinci povezani su s izloženošću PFOA. Na primjer, PFOA je stimulirala vitalnost stanica, inhibirala proizvodnju slobodnih radikala i poremetila redoks status u svinjskim granuloznim stanicama, uz potencijalno oštećenje reproduktivne funkcije, što zahtijeva odgovarajuću oksidativnu ravnotežu [7]. PFOA može inducirati crijevnu mikrobnu disbiozu u miševa [8]. –10]. Crijevna mikrobiota sastoji se od mikroorganizama koji žive u gastrointestinalnom traktu, koji je sastavni dio domaćina. Sastav crijevne mikrobiote je dinamičan i na njega mogu utjecati mnogi čimbenici, uključujući zagađivače iz okoliša, kao što su pesticidi [11,12], teški metali [13,14] i proizvodi za osobnu njegu [15]. Disbioza crijevne mikrobiote povezana je s raznim bolestima, poput ulceroznog kolitisa [16].

U bolesnika s ulceroznim kolitisom pronađene su više razine PFOA u serumu u usporedbi s kontrolnim subjektima [5]. Gutmikrobiota ima značajan utjecaj na zdravlje i bolesna stanja domaćina kroz proizvodnju ili modifikaciju različitih metabolita. Metagenom crijevne mikrobiote ima veliku sposobnost provođenja širokog spektra metaboličkih procesa, kao što je proizvodnja kratkolančanih masnih kiselina, proizvodnja derivata triptofana i transformacija primarnih žučnih kiselina u sekundarne žučne kiseline.

Ovi metaboliti povezani s crijevnom mikrobiotom igraju ključnu ulogu u održavanju metaboličke homeostaze domaćina. Kao esencijalnu aminokiselinu, triptofan se može transformirati u različite metabolite triptofana pomoću crijevnih mikroorganizama, kao što su 3-indoleakrilna kiselina i {{3} }indoloctena kiselina. Metaboliti triptofana mogu aktivirati signalne putove i kontrolirati homeostazu i funkciju imunoloških stanica putem transkripcijskih faktora kao što je aril ugljikovodični receptor (AhR) [17]. Primarne žučne kiseline se sintetiziraju u hepatocitima domaćina iz kolesterola, koji ulazi u gastrointestinalni trakt i modificira ga crijevna mikrobiota u sekundarne žučne kiseline. Žučne kiseline prepoznate su kao signalni čimbenici i metabolički integratori, te su postale terapijske mete za bolesti kao što su metabolički poremećaji [18].

Gutmikrobiota može utjecati na skup žučne kiseline; u međuvremenu, skup žučne kiseline može modulirati strukturu zajednice crijevne mikrobiote [19]. Crijeva i crijevna mikrobiota imaju dvosmjerni odnos s jetrom, poznat kao 'os crijeva-jetra'. Metaboliti i proizvodi dobiveni iz crijeva mogu se transportirati u jetru kroz portalnu venu. U međuvremenu, jetra izlučuje žučne kiseline u crijeva kako bi olakšala probavu masti i hranjivih tvari topivih u mastima. Crijevna mikrobiota igra ključnu ulogu u održavanju homeostaze crijeva-l-jetrene osovine i bazena žučne kiseline.

Metaboliti koji potječu iz crijevne mikrobiote također su ključni u patogenezi bolesti jetre, kao što su sekundarne žučne kiseline [20] i trimetilamin N-oksid (TMAO) [21]. PFOA-inducirano oštećenje jetre može se ublažiti dodatkom bakterija mliječne kiseline ili gastrodina [22,23]. Crijevna mikrobiota može utjecati na metaboličku homeostazu domaćina proizvodnjom metabolita povezanih s crijevnom mikrobiotom.

Međutim, nije provedena integrativna analiza crijevne mikrobiote i metaboloma poremećenog izloženošću PFOA. U ovoj smo studiji proveli sekvenciranje gena 16S rRNA, u kombinaciji s neciljanom metabolomikom, analizom fekalnih uzoraka, seruma i jetre C57BL/6J miševa tretiranih PFOA-om kako bismo otkrili učinke PFOA-e na crijevnu mikrobiotu i njezine povezane metabolite. Nalazi ove studije su korisni u poboljšanju razumijevanja toksičnih učinaka PFOA.

Prirodni biljni lijek za ublažavanje zatvora - Cistanche

Cistanche je rod parazitskih biljaka koji pripada obitelji Orobanchaceae. Ove su biljke poznate po svojim ljekovitim svojstvima i stoljećima se koriste u tradicionalnoj kineskoj medicini (TCM). Vrste Cistanche uglavnom se nalaze u sušnim i pustinjskim regijama Kine, Mongolije i drugih dijelova središnje Azije. Cistanche biljke karakteriziraju mesnate, žućkaste stabljike i vrlo su cijenjene zbog svojih potencijalnih zdravstvenih koristi. U TCM-u se vjeruje da Cistanche ima tonična svojstva i obično se koristi za hranjenje bubrega, povećanje vitalnosti i podršku seksualnoj funkciji. Također se koristi za rješavanje problema povezanih sa starenjem, umorom i općom dobrobiti. Iako Cistanche ima dugu povijest upotrebe u tradicionalnoj medicini, znanstvena istraživanja o njegovoj učinkovitosti i sigurnosti su u tijeku i ograničena su. Međutim, poznato je da sadrži različite bioaktivne spojeve poput feniletanoidnih glikozida, iridoida, lignana i polisaharida, koji mogu pridonijeti njegovim ljekovitim učincima.

Wecistancheovcistanche prašak, cistanche tablete, cistanche kapsule, a drugi proizvodi razvijeni su korištenjempustinjacistanchekao sirovine, a sve to dobro djeluje na otklanjanje zatvora. Specifični mehanizam je sljedeći: vjeruje se da Cistanche ima potencijalne koristi za ublažavanje zatvora na temelju tradicionalne upotrebe i određenih spojeva koje sadrži. Dok su znanstvena istraživanja posebno o učinku Cistanche na zatvor ograničena, smatra se da ima više mehanizama koji mogu pridonijeti njegovom potencijalu za ublažavanje zatvora. Laksativni učinak:Cistanchedugo se koristi u tradicionalnoj kineskoj medicini kao lijek za zatvor. Vjeruje se da ima blagi laksativni učinak, što može pomoći u promicanju pokreta crijeva i izazvati zatvor. Ovaj se učinak može pripisati različitim spojevima u Cistancheu, poput feniletanoidnih glikozida i polisaharida. Vlaženje crijeva: Na temelju tradicionalne upotrebe, smatra se da Cistanche ima hidratantna svojstva, posebno usmjerena na crijeva. Promicanje hidratacije i podmazivanja crijeva može pomoći omekšati alate i olakšati prolaz, čime se ublažava zatvor. Protuupalni učinak: Zatvor ponekad može biti povezan s upalom u probavnom traktu. Cistanche sadrži određene spojeve, uključujući feniletanoidne glikozide i lignane, za koje se vjeruje da imaju protuupalna svojstva. Smanjenjem upale u crijevima može poboljšati redovitost pražnjenja crijeva i ublažiti zatvor.