Wiadomo, że w przebiegu przewlekłej choroby nerek mamy do czynienia z zaburzeniami mikrobiomu jelitowego. Możemy teraz badać mikrobiom za pomocą badania o nazwie indeks dysbiozy, w którym możemy sprawdzać jedną z bakterii, która powiązana jest z przewlekłą chorobą nerek. Czy dysbioza wpływa na chorobę nerek?
Faecalibacterium prausnitzii
W ludzkiej medycynie obserwuje się rosnącą rolą bakterii Faecalibacterium prausnitzii w możliwościach leczenia przewlekłej choroby nerek (PChN). Bakteria ta, będąca „producentem” butyranu, może poprawiać stan zdrowia nerek poprzez redukcję stanu zapalnego nerek i odbudowę homeostazy jelitowo-nerkowej. W badaniach na modelach mysich zaobserwowano, że suplementacja doustna F. prausnitzii zmniejszała dysfunkcje nerek, stan zapalny i poziomy toksyn mocznicowych w surowicy, co wiązało się z poprawą mikrobiomu jelit i integralności jelit.
Dodatkowo, badania wskazują, że korzystne efekty F. prausnitzii na nerki otrzymujemy dzięki metabolitowi, który produkują. Jest to butyran i zaangażowany w proces receptor GPR-43 w nerkach. Ta ścieżka sygnałowa może oferować nowe możliwości terapeutyczne w leczeniu przewlekłej choroby nerek, zwłaszcza w kontekście korekcji dysbiozy jelitowej obserwowanej u pacjentów.
W dalszych badaniach stwierdzono, że Faecalibacterium jest obficie obecne w zdrowych grupach kontrolach i znacznie zubożone w grupach z PChN, co sugeruje, że dysbioza jelitowa może przyczyniać się do rozwoju i postępu PChN. Zmiany w składzie mikrobioty, które zwiększają obfitość bakterii produkujących toksyny i zmniejszają obfitość bakterii produkujących krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, takie jak Faecalibacterium, mogą mieć bezpośredni wpływ na zdrowie nerek i ogólnoustrojową odpowiedź zapalną.
Wpływ na przewlekłą chorobę nerek – butyran i receptor GPR43
Faecalibacterium prausnitzii ma wpływ na przewlekłą chorobę nerek głównie przez swoje właściwości przeciwzapalne i zdolność do produkcji butyranu, który odgrywa kluczową rolę w modulowaniu odpowiedzi zapalnych i homeostazy jelitowej.
Bakteria ta poprawia funkcję nerek poprzez interakcje z recptorem GPR43, który znajduje się w nerkach. Mechanizm działania polega na tym, że metabolit butyran wyprodukowany przez F. prausnitzii wpływa na receptor GPR43, co prowadzi do zmniejszenia stanu zapalnego w nerkach oraz poprawy funkcji nerek.
Dodatkowo, doustne podanie F. prausnitzii w modelach mysich z PChN wykazało poprawę homeostazy jelit oraz funkcji nerek, co daje podstawy do dalszych badań nad zastosowaniem tej bakterii jako probiotyku w leczeniu PChN. Suplementacja tej bakterii prowadziła do zmniejszenia poziomów toksyn mocznicowych i poprawy składu mikrobioty jelitowej, co również przyczyniało się do lepszej funkcji nerek, a co za tym idzie wpływa na poprawę komfortu życia.
Receptor GPR43, znany również jako FFAR2 (free fatty acid receptor 2), jest receptorem sprzężonym z białkiem G, który odgrywa istotną rolę w rozpoznawaniu krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA), takich jak butyran. Butyran jest produkowany przez bakterie jelitowe, takie jak Faecalibacterium prausnitzii, i ma ważne właściwości przeciwzapalne, które wpływają na zdrowie jelit oraz inne narządy, w tym nerki.
GPR43 jest wyrażany w wielu typach komórek, w tym w komórkach nabłonka jelit i w komórkach odpornościowych, takich jak neutrofile i komórki dendrytyczne. W kontekście nerek, GPR43 znajduje się w komórkach nabłonkowych kanalików oraz w podocytach nerkowych. Badania wykazały, że interakcja butyranu z GPR43 może przyczynić się do zmniejszenia stanu zapalnego i ochrony funkcji nerek poprzez zmniejszenie ekspresji prozapalnych cytokin i poprawę integralności bariery jelitowej. Poprzez te działania, GPR43 ma kluczowe znaczenie w ochronie przed rozwojem i progresją przewlekłej choroby nerek poprzez modulację odpowiedzi zapalnej oraz funkcji nerek
Butyran, znany również jako kwas butyrynowy, to krótkołańcuchowy kwas tłuszczowy (SCFA), który jest produkowany w procesie fermentacji błonnika przez bakterie w jelitach, takie jak Faecalibacterium prausnitzii. Jest to jeden z najważniejszych SCFA w jelicie grubym i odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu zdrowia przewodu pokarmowego i ogólnego stanu organizmu.
Butyran jest głównym źródłem energii dla komórek nabłonka jelitowego. Poprzez dostarczanie energii, butyran wspomaga zdrowie i naprawę błony śluzowej jelit, co może pomóc w prewencji i leczeniu stanów zapalnych jelit oraz wzmocnić barierę jelitową.
Wykazuje działanie przeciwzapalne, zmniejszając produkcję prozapalnych cytokin w organizmie. Może to być korzystne w leczeniu i zapobieganiu stanom zapalnym. Kwas butyrynowy wpływa na funkcjonowanie układu odpornościowego, modulując aktywność komórek odpornościowych takich jak neutrofile i komórki T (limfocyty T). Butyran może również wpływać na metabolizm glukozy, co może pomóc w kontrolowaniu poziomu cukru we krwi i reagowaniu na insulinę.
Badania sugerują, że butyran i inne SCFA mogą wpływać na osi jelitowo-mózgowe, co może mieć znaczenie dla zdrowia psychicznego i funkcji poznawczych. Butyran może również odgrywać rolę w zapobieganiu rozwoju raka jelita grubego poprzez promowanie śmierci komórek nowotworowych i hamowanie ich proliferacji.
Czy obniżenie populacji bakterii Faecalibacterium prausnitzii może przyczynić się do rozwoju PChN?
Tak, obniżenie populacji bakterii Faecalibacterium prausnitzii może przyczynić się do rozwoju przewlekłej choroby nerek.
W badaniach zaobserwowano, że spadek liczby tych bakterii w mikrobiomie jelitowym jest związany z postępem PChN. Faecalibacterium prausnitzii jest produkującą butyran bakterią, która wykazuje właściwości przeciwzapalne, a jej obecność w jelitach ma kluczowe znaczenie dla utrzymania homeostazy jelitowej oraz funkcji nerek.
Redukcja Faecalibacterium prausnitzii wiąże się z zaburzeniem mikrobioty jelitowej, co może prowadzić do zwiększonego stanu zapalnego i dysfunkcji nerek. Mechanizm ten jest pośredniczony przez metabolit butyran i receptor GPR-43 w nerkach, które razem odgrywają ważną rolę w modulacji odpowiedzi zapalnej oraz funkcji nerek. Dlatego zmniejszenie populacji F. prausnitzii może przyczyniać się do rozwoju PChN poprzez negatywny wpływ na równowagę mikrobioty i odpowiedź zapalną.
Dlaczego tyle zwierząt i ludzi ma problemy z nerkami?
Pomyślmy…. może ze względu na nadużywanie antybiotyków? Pies czy kot ma biegunkę? Cyk, antybiotyk! I nie zastanowi się jeden z drugim, że człowiekowi jednak nie daje się antybiotyków na dzień dobry z powodu biegunki czy luźnego stolca. Może też niskiej jakości wysoko przetworzone diety mają tu znaczenie?
Bibliografia:
Li, H.-B., Xu, M.-L., Xu, X.-D., Tang, Y.-Y., Jiang, H.-L., Li, L., Xia, W.-J., Cui, N., Bai, J., Dai, Z.-M., Han, B., Li, Y., Peng, B., Dong, Y.-Y., Aryal, S., Manandhar, I., Eladawi, M.A., Shukla, R., Kang, Y.-M., Joe, B. i Yang, T., 2022. 'Faecalibacterium prausnitzii Attenuates CKD via Butyrate-Renal GPR43 Axis’, Circulation Research
Autor: Agnieszka Cholewiak-Góralczyk
