Informacije

13.2: Uloga mikrobiote u ljudskoj fiziologiji - biologija

13.2: Uloga mikrobiote u ljudskoj fiziologiji - biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ćelijski i genetski doprinos ljudskom tijelu je barem jednako velik od njegove mikrobiote kao i od ljudskih ćelija. Posebno se mikrobiota crijeva ponekad smatra „virtuelnim organom“ (https://doi.org/10.1038/sj.embor.7400731). Slični eksperimenti rađeni su sa mirnim i anksioznim miševima.

Kratkolančane masne kiseline (SCFA)

Vjerojatno jedna od fiziološki najaktivnijih grupa "komunikacijskih" molekula koje proizvodi crijevna mikrobiota su kratkolančane masne kiseline (SCFA) koje su otpadni proizvodi određenih bakterijskih fermentacija. Bakterije crijeva u tipovima Bacteroidetes i Firmicutes glavni su proizvođači SCFA acetata, butirata i propionata kroz fermentaciju neprobavljivih ugljikohidrata. Prisustvo SCFA stoga ukazuje na metaboličku aktivnost i taksonomski sastav crijevne mikrobiote i indirektno na nutritivnu vrijednost hrane koja se konzumira. Ovo može djelomično objasniti vezu između povećane količine dijetalnih vlakana i poboljšanih zdravstvenih ishoda s obzirom na pokazane efekte SCFA na metabolizam glukoze i lipida.

Bakterijski proizvedeni SCFA u debelom crijevu pozitivno utiču na rukovanje glukozom u tijelu na više načina (slika 9). U jednom mehanizmu, SCFA aktiviraju specifične receptore na površini endokrinih ćelija unutar intestinalnog epitela. Kao odgovor, ove endokrine ćelije proizvode dva hormona (peptid YY (PYY) i peptid sličan glukagonu-1 (GLP-1)) (Slika (PageIndex{1})). Ovi hormoni stimulišu apsorpciju glukoze od strane masnih i mišićnih ćelija , povećavaju proizvodnju inzulina i smanjuju proizvodnju glukagona u gušterači. SCFA također ulaze u krvotok direktno smanjuju glukoneogenezu u jetri. Kombinirani učinak SCFA je stoga smanjenje nivoa glukoze u plazmi i posljedično smanjenje rizika od dijabetesa (Slika (PageIndex{ 1})). Pokazalo se da i PYY i GLP-1 potiču sitost.

Pored smanjenja nivoa glukoze u plazmi, SCFA takođe regulišu metabolizam lipida kroz interakciju sa istim endokrinim receptorima u drugim delovima tela. Konkretno, SCFA smanjuju slobodne masne kiseline u krvnoj plazmi, povećavaju oksidaciju masnih kiselina u jetri i mišićnom tkivu i smanjuju nivo holesterola u plazmi (Slika (PageIndex{1})). Zbog ovih povoljnih učinaka na razinu glukoze, masnih kiselina i kolesterola, izmjena crijevne mikrobiote ili ishrane kako bi se povećala proizvodnja SCFA je predložen kao način za smanjenje rizika od dijabetesa tipa II i kardiovaskularnih bolesti.

Uloga SCFA u metaboličkoj fiziologiji može se očekivati ​​zbog njihove sposobnosti da se koriste kao izvori ugljika i energije i njihove hemijske veze sa intermedijerima metabolizma lipida. Utjecaj SCFA na proizvodnju neurotransmitera serotonina je više iznenađujući. Serotonin može utjecati na niz ponašanja i fizioloških funkcija uključujući raspoloženje i društveno ponašanje, apetit i probavu, san, pamćenje i seksualnu želju i funkciju. Iako je serotonin tipično povezan sa delovanjem centralnog nervnog sistema (CNS), velika većina serotonina (80-90%) se proizvodi u crevima. SCFA povećavaju transkripciju gena za kritični enzim u sintezi serotonina. Mikrobno proizvedene SCFA, stoga, mogu igrati ključnu ulogu u proizvodnji i homeostazi crijevnog serotonina. Osim toga, mnoge bakterije u crijevima također mogu same sintetizirati serotonin. Utjecaj crijevne mikrobiote na proizvodnju serotonina može biti dio njihove komunikacije sa CNS-om, koji se ponekad naziva osa mozak-crijeva-mikrobiom.

Mikrobiota i ponašanje

Među sve većim brojem studija koje ispituju osovinu mozak-crijeva-mikrobiom, komunikacija između crijevne mikrobiote i CNS-a i njen utjecaj na ponašanje učinkovito je demonstrirana u studiji koju je proveo Bravo. et al. 2011. U ovoj studiji, miševi su hranili probiotičku bakteriju Lactobacillus rhamnosus JB-1 tokom 28 dana pokazao je značajno smanjenje u ponašanju nalik depresiji i anksioznosti u poređenju sa kontrolnom skupinom, ali su ti efekti eliminirani nakon prekida vagusnog živca, koji povezuje probavni trakt sa CNS-om. Osim toga, miševi su imali ekspresiju gena u mozgu u skladu sa efektima JB-1 na promjenu raspoloženja. Iako specifični hemijski signalni put između JB-1 i CNS-a nije određen u ovoj studiji, komunikacija se očito odvija kroz vagusni nerv, iako modificirani nivoi serotonina mogu igrati ulogu.

Komunikacija između crijevne mikrobiote i CNS-a ne utječe samo na njegovo funkcioniranje, već i na njegov razvoj. Poređenje između ekspresije gena u mozgu u razvoju kod miševa bez klica i konvencionalnih miševa pokazalo je različitu ekspresiju u skoro 200 gena. Ove analize genske ekspresije u kombinaciji s procjenama ponašanja ukazuju na značajnu vezu između prisustva normalne crijevne mikrobiote kod novorođenčeta i razvoja motoričke kontrole i moždanih sistema povezanih s anksioznošću. Kao i kod metaboličkih poremećaja, promjena crijevne mikrobiote je predložena kao potencijalni tretman za nekoliko stanja mentalnog zdravlja, od anksioznosti i depresije do autizma.

Zaštita od infekcije

Dobro uspostavljena normalna flora nas štiti od infekcije (Slika (PageIndex{2})), posebno (ali ne isključivo) od patogena koji inficiraju GI trakt. Normalna flora je ključna za pravilan razvoj i funkcionisanje imunog sistema. Doprinoseći snažnom imunološkom sistemu, normalna flora pomaže da nas zaštitimo od svih vrsta patogena. Normalna flora nas takođe može direktnije zaštititi.

Prvo, normalna flora fizički i nutritivno ne ostavlja prostora za uspostavljanje patogena. Ovo je slično načinu na koji korov ne može rasti na dobro postavljenom travnjaku. Jednostavno nema mjesta. Međutim, ako je travnjak oštećen, korov će brzo i snažno rasti. Jedan dobar primjer za to je Clostridium botulinum. Djeca mlađa od 1 godine još nemaju dovoljno robusnu normalnu floru i mogu se zaraziti C. botulinum dovodi do botulizma dojenčadi. Jedan uobičajeni izvor ovih infekcija je med, ali C. botulinum endospore bi se potencijalno mogle naći bilo gdje. Starija djeca i odrasli sa uspostavljenom florom ne mogu dobiti crijevnu infekciju C. botulinum. Drugi Clostridium vrste, C. difficile može izazvati ozbiljnu infekciju kod bilo koga čija je normalna flora poremećena. Ovo je obično bolnička infekcija povezana s dugotrajnom primjenom antibiotika širokog spektra. C. difficile otporniji je na antibiotike od većine crijevnih bakterija, a uz eliminaciju ostalih bakterija može procvjetati. Ova situacija, u kojoj se infekcija javlja uz već postojeću infekciju (često kao rezultat liječenja početne infekcije), ponekad se naziva superinfekcija. difficile proizvodi egzotoksine koji ubijaju sluznicu crijeva koja se zatim odvaja u feces u plahtama. Ova ponekad fatalna infekcija može uzrokovati tešku dijareju, dehidraciju i na kraju perforaciju crijeva. Budući da je infekcija inicirana nedostatkom normalne flore, u posljednjih desetak godina transplantacija fekalija postala je relativno uobičajen tretman za najteže C. difficile infekcije.

Drugo, bakterije normalne flore mogu proizvesti specifična jedinjenja koja ciljaju potencijalne patogene. Ova jedinjenja mogu biti antibiotici, ali i druga jedinjenja mogu imati inhibitorni efekat na potencijalne patogene. Na primjer, Streptococcus mutans i gljiva Candida oba normalno naseljavaju usta. U svom virulentnom obliku, Candida prouzrokuju prekomjerni rast u ustima uzrokujući drozd. The S. mutans autoinduktor CSP (faktor stimulacije kompetencije) sprečava Candida od prelaska u virulentni oblik i drži ovaj potencijalni patogen pod kontrolom. Slična interakcija između Streptococci i Candida javlja u vagini. Kada antibiotska terapija smanjuje populaciju Streptococcus, the Candida može prerasti i uzrokovati gljivičnu infekciju.

Konačno, pokazalo se da SCFA sprečavaju rast enteričkih patogena kao što su npr E. coli O157:H7.


U posljednjoj deceniji, niz in vitro i in vivo studija modela doveo je do zapažanja da mikrobiota crijeva igra ključnu ulogu i u ljudskom zdravlju i bolesti. Konkretno, mikrobiota crijeva može utjecati na poremećaje ne samo u crijevima, već iu prostorno udaljenim područjima i organima (npr. mozak, pluća, masno tkivo i kardiovaskularni sistem). U specifičnim slučajevima, poremećaji u mikrobioti crijeva su evidentni godinama prije razvoja bolesti, nudeći biomarkere za rano otkrivanje rizika od bolesti i mogućnosti za preventivne intervencije. Najvažniji za sva ova zapažanja su sve veći dokazi o mikrobnoj uzročnosti u razvoju bolesti i identifikaciji specifičnih mehanizama patogeneze.

U ovom specijalnom izdanju od Nutrienti, željeli bismo spojiti radove o ulozi crijevne mikrobiote u različitim zdravstvenim ishodima. Potencijalne teme uključuju:

  • mikrobiota crijeva, upale i pristupi ishrani kod kroničnih bolesti
  • crijevna mikrobiota, metabolizam lipida i prehrana kod neurodegenerativnih bolesti
  • Os crijeva i ndashlunga: uloga crijevne mikrobiote u respiratornim bolestima
  • psihobiom i precizna ishrana
  • crijevna mikrobiota i ljudski životni ciklusi: porijeklo pedijatrijskih i odraslih bolesti
  • crijevna mikrobiota i sistemska upala i
  • Metaboliti crijevne mikrobiote kao novi potencijalni biomarkeri disbioze.

Pozdravljamo podnošenje originalnih istraživačkih članaka i recenzija (meta-analize i sistematski i narativni pregledi).

dr. Laura Soldati
Dr. Luigi Barrea
Guest Editors

Informacije o predaji rukopisa

Rukopise treba dostaviti online na www.mdpi.com registracijom i prijavom na ovu web stranicu. Nakon što ste registrovani, kliknite ovdje da biste otišli na obrazac za podnošenje. Rukopisi se mogu predati do isteka roka. Svi radovi će biti recenzirani. Prihvaćeni radovi će se kontinuirano objavljivati ​​u časopisu (čim budu prihvaćeni) i zajedno će biti navedeni na web stranici posebnog izdanja. Pozivaju se istraživački članci, pregledni članci kao i kratke komunikacije. Za planirane radove naslov i kratak sažetak (oko 100 riječi) mogu se poslati Redakciji radi objave na ovoj web stranici.

Prijavljeni rukopisi ne bi trebali biti ranije objavljeni, niti biti razmatrani za objavljivanje na nekom drugom mjestu (osim radova sa konferencija). Svi rukopisi se detaljno recenziraju kroz jedan slijepi proces recenzije. Vodič za autore i druge relevantne informacije za podnošenje rukopisa dostupni su na stranici Uputstva za autore. Nutrienti je međunarodni recenzirani mjesečni časopis otvorenog pristupa koji izdaje MDPI.

Prije slanja rukopisa posjetite stranicu Uputstva za autore. Naknada za obradu članaka (APC) za objavljivanje u ovom časopisu otvorenog pristupa iznosi 2400 CHF (švajcarski franak). Prijavljeni radovi trebaju biti dobro formatirani i koristiti dobar engleski jezik. Autori mogu koristiti MDPI-jev servis za uređivanje na engleskom prije objavljivanja ili tokom revizija autora.


ORIGINALNI ISTRAŽIVAČKI članak

Saúl Huitzil 1 , Santiago Sandoval-Motta 2,3,4 , Alejandro Frank 2,5,6 i Maximino Aldana 1,2*
  • 1 Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuernavaca, Meksiko
  • 2 Centro de Ciencias de la Complejidad, Universidad Nacional Autónoma de México, Meksiko Siti, Meksiko
  • 3 Instituto Nacional de Medicina Genómica, Meksiko Siti, Meksiko
  • 4 Consejo Nacional de Ciencia y Tecnolog໚, Cátedras CONACyT, Meksiko Siti, Meksiko
  • 5 Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, Meksiko Siti, Meksiko
  • 6 Član El Colegio Nacional, Meksiko Siti, Meksiko

Postoje nepobitni dokazi koji pokazuju da su bakterije snažno utjecale na evoluciju i biološke funkcije višećelijskih organizama. Pretpostavlja se da su se pojavile mnoge interakcije domaćin-mikrob kako bi se povećala adaptivna sposobnost holobiont (domaćin plus njegova mikrobiota). Iako je ova povezanost potvrđena za mnoge specifične slučajeve, opći mehanizmi koji objašnjavaju ulogu mikrobiote u evoluciji domaćina tek treba razumjeti. Ovdje predstavljamo evolucijski model u kojem se mreža koja predstavlja host prilagođava kako bi izvršila unaprijed definiranu funkciju. Tokom svoje adaptacije, mreža domaćina (HN) može komunicirati sa drugim mrežama koje predstavljaju njenu mikrobiotu. Pokazali smo da ova interakcija uvelike ubrzava i poboljšava prilagodljivost HN bez smanjenja adaptacije mikrobnih mreža. Nadalje, prilagodba HN za obavljanje nekoliko funkcija moguća je samo kada je u interakciji s mnogo različitih bakterijskih mreža na specijaliziran način (svaka bakterijska mreža sudjeluje u adaptaciji jedne funkcije). Ometanje ovih interakcija često dovodi do neprilagodljivih stanja, koja podsjećaju na disbiozu, gdje nijedna mreža od koje se sastoji holobiont ne može obavljati svoju funkciju. Razmatrajući holobiont kao jedinicu selekcije i fokusirajući se na adaptaciju domaćina na unaprijed definirane, ali proizvoljne funkcije, naš model predviđa potrebu za specijaliziranom raznolikošću u mikrobioti. Ova strukturna i dinamička složenost u holobiontu olakšava njegovu adaptaciju, dok je homogena (nespecijalizirana) mikrobiota beznačajna ili čak štetna za evoluciju holobionta. Prema našim saznanjima, ovo je prvi model u kojem se simbiotske interakcije, raznolikost, specijalizacija i disbioza u ekosistemu pojavljuju kao rezultat koevolucije. Također nam pomaže da razumijemo pojavu složenih organizama, jer se lakše prilagođavaju obavljanju više zadataka nego nekompleksnim.


Interakcije prebiotika sa mikrobiomom

Dijetetski prebiotici su definirani kao 𠇊 selektivno fermentirani sastojak koji rezultira specifičnim promjenama u sastavu i/ili aktivnosti gastrointestinalne mikrobiote, dajući tako korist(e) zdravlju domaćina” [6]. Ova definicija je bila predmet debate jer se uglavnom fokusira na potrebu za selektivnim metabolizmom. Alternativna definicija koja uključuje mehanizam djelovanja uspostavljena je nedavno u izjavi o konsenzusu [7]. Stručni panel revidirao je definiciju prebiotika kao 𠇊 supstrata koji se selektivno koriste mikroorganizmi domaćini koji donose zdravstvene prednosti”. Ova ažurirana definicija i dalje zahtijeva selektivni mehanizam posredovan mikrobiotom kako bi se definirao kao prebiotik.

Fermentacija dijetalnih prebiotika u crijevima uključuje metaboličko unakrsno hranjenje gdje proizvodi fermentacije jedne ili više vrsta bakterija daju supstrat(e) za druge bakterijske vrste (Sl.  1) [8]. Ova složena kooperativna aktivnost crijevne mikrobiote neophodna je za dobro zdravlje [8, 9]. Bakterijska fermentacija aminokiselina i proteina, koja se događa uglavnom u distalnom dijelu debelog crijeva, stvara niz metabolita, od kojih mnogi imaju toksični potencijal. To uključuje sumporovodik, razgranate masne kiseline (BCFA), fenol, indol, p-krezol, indoksilsulfat, p-krezilsulfat i amonijak [10�]. Čak i ako su prisutni u zdravom debelom crijevu, mora se napomenuti da trenutno imamo vrlo slabo razumijevanje koncentracija mikrobnih metabolita u ljudskom debelom crijevu [12].

Fermentacija i mikrobiota crijeva. Slika prikazuje glavne izvore ishrane koja ulazi u ljudsko debelo crevo na vrhu i glavne metaboličke izlaze na dnu. Strelice pokazuju poznate odnose unakrsnog hranjenja između glavnih prisutnih mikrobnih grupa. Vjeruje se da su metaboliti u zelenim kutijama pozitivni na zdravlje, dok su oni u crvenim kutijama potencijalno štetni. Gasoviti proizvodi su u narandžastim kutijama, a najznačajniji međuprodukti metabolizma su u plavoj boji

Nekoliko studija je pokazalo modulaciju mikrobiote debelog crijeva prebiotičkim inulinom ili fruktanima inulinskog tipa. Identifikacija lančane reakcije polimerazom u realnom vremenu (PCR) odabranih vrsta bakterija u izmetu ljudskih dobrovoljaca nakon uzimanja inulina pokazala je da je prevalencija Faecalibacterium prausnitzii i dva Bifidobacterium vrste, B. adolescentis i B. bifidum, značajno porasla [13]. U placebom kontrolisanoj studiji, dijetalni fruktani tipa inulina povećali su relativnu količinu Bifidobacterium spp. i F. prausnitzii kod gojaznih žena [14]. Kod zdravih odraslih osoba s blagim zatvorom, fruktani inulinskog tipa povećavaju relativnu količinu Anaerostipes, Bilophila i Bifidobacterium u fecesu, a smanjeno je i obilje Bilophila [15]. Razlike u selektivnosti za fermentaciju nekoliko ugljikohidratnih supstrata (laktuloze, galakto-oligosaharida, pektina šećerne repe i vlakana jabuke) pronađene su između mikrobiota mršavih i gojaznih zdravih subjekata korištenjem in vitro modela (TIM-2) proksimalnog kolona, pružajući dokaze da se sastav mikrobiote mijenja ovisno o indeksu tjelesne mase (BMI) kod ljudi [16].

Slika  2 sumira efekte prebiotika na ljudsko zdravlje. Nekoliko studija je ispitivalo učinak prebiotika na alergijske reakcije i infekcije u dojenčadi. Placebo kontrolisano randomizirano ispitivanje dojenčadi s roditeljskom istorijom atopije pokazalo je da formula mlijeka sa dodatkom prebiotske mješavine galakto-oligosaharida (GOS) i dugolančanog inulina značajno smanjuje učestalost atopijskog dermatitisa. Prebiotički dodaci su povezani sa značajno povećanim brojem fekalnih bifidobakterija, ali bez značajne promjene u broju laktobacila [17]. U ovoj istoj kohorti novorođenčadi, mlijeko s dodatkom prebiotika značajno je smanjilo učestalost infektivnih epizoda tokom prvih 6  mjeseci života [18]. U dvogodišnjoj studiji praćenja ove grupe, novorođenčad koja je primala prebiotske suplemente imala je značajno nižu incidencu alergijskih manifestacija [19]. Nakon 5 godina praćenja, novorođenčad u grupi koja je uzimala prebiotske suplemente imala je značajno nižu incidencu bilo koje alergijske manifestacije i atopijskog dermatitisa u odnosu na placebo grupu [20]. Predloženi mehanizam za ovaj dugotrajni učinak prebiotika je imunološka modulacija posredovana promjenama u crijevnoj mikrobioti [19]. U studiji randomizirane intervencije od tri grupe, dojenčad hranjena mlijekom s dodatkom prebiotika GOS + inulin imala je uporediv broj fekalnih bifidobakterija i laktobacila kao i dojenčad koja su hranjena mlijekom standardnom formulom imala je značajno manji broj oba roda bakterija. Incidencija gastrointestinalnih infekcija i infekcija gornjih disajnih puteva bila je značajno niža kod dojenčadi ili onih hranjenih mlijekom s dodatkom prebiotika u odnosu na standardnu ​​formulu. Slično, alergijske reakcije na hranu i mlijeko bile su značajno veće u grupi sa standardnom formulom [21].

Utjecaj prebiotika na funkciju i zdravlje crijeva. Slika ukazuje na vjerojatni mehanizam djelovanja prebiotika u crijevima. U mnogim slučajevima predloženi mehanizmi su u ovom trenutku spekulativni. Fiziološke funkcije su u ljubičastoj boji, a zdravstveni rezultati u zelenoj boji. Skraćenice: FFAR2/GPR43, receptor slobodne masne kiseline 2 FFAR3/GPR41 receptor slobodne masne kiseline 3 GLP-1, peptid sličan glukagonu 1 GLP-2, peptid sličan glukagonu 2 IFN-γ, interferon gama IL-13b2� , interleukin 1 beta IL-6, interleukin 6 IL-10, interleukin 10 LPS, lipopolisaharid NK, prirodne ćelije ubice PYY, peptid YY Th, T pomoćne ćelije TGF-β, transformirajući faktor rasta beta Tr, T regulatorne ćelije ZO- 1 zona pokriva protein 1

Meta-analiza 26 randomiziranih kontroliranih studija (RCT) koja su uključivala 831 zdravu odraslu osobu pokazala je da dodatak prebioticima u ishrani značajno povećava osjećaj sitosti koji su sami prijavili u usporedbi s placebom [22]. Zdrave odrasle osobe koje su hranjene inulinom obogaćenom oligofruktozom iskusile su smanjenu glad i povećanu stopu sitosti u poređenju sa placebom, maltodekstrinom. Povećani osjećaj sitosti bio je praćen povećanjem koncentracije peptida u plazmi peptida sličnog glukagonu 1 (GLP-1) i peptida YY kod subjekata koji su uzimali prebiotike, što je moglo doprinijeti promjeni apetita [23], što ukazuje na potencijalnu za upotrebu u liječenju gojaznosti. Slično, kod gojazne ili gojazne djece, dijeta inulinom obogaćena oligofruktozom značajno povećava osjećaj sitosti u usporedbi s maltodekstrinom. Suplementacija prebioticima dovela je do značajnog smanjenja energetskog unosa kod starije (u dobi od 11�  godina), ali ne i kod mlađe (u dobi od 7�  godina) djece [24] što sugerira da suplementacija prebioticima može potencijalno pomoći u regulaciji unosa energije kod gojazne djece. .

Prebiotici su korišteni u nekoliko studija za liječenje zatvora. Meta-analiza RCT-a koja uključuje 252 ispitanika (eksperimentalna grupa: n =�, kontrolna grupa: n =�) izvijestili su da je inulin značajno poboljšao funkciju crijeva kod pacijenata s kroničnom konstipacijom, pokazujući povoljne efekte na učestalost stolice, Bristolsku skalu konzistencije stolice, vrijeme prolaska i tvrdoću stolice [25]. Nakon pregleda dokaza, Evropska agencija za sigurnost hrane (EFSA) zaključila je da ȁinulin cikorije doprinosi održavanju normalne defekacije povećanjem učestalosti stolice” [26]. Rezultati su nedavno potvrđeni u randomiziranoj, placebom kontrolisanoj studiji koja pokazuje da je inulin od cikorije bio efikasan u liječenju zdravih osoba sa zatvorom, značajno povećavajući učestalost stolice u poređenju sa placebom [27].

Dodatni opisani efekti prebiotika uključuju smanjenje toksina proizvedenih metabolizmom proteina u urinu (str-krezol i amonijak) [28] i serum (str-krezil sulfat) [29] i povećanje apsorpcije kalcija kod adolescenata [30, 31]. Prebiotici takođe mogu imati blagotvorne efekte na fiziologiju domaćina koji su nezavisni od mikrobiote, što su pokazali in vitro eksperimenti za GOS. To je uključivalo modulaciju vrčastih ćelija radi poboljšanja funkcije mukozne barijere [32], direktan zaštitni učinak na funkciju crijevne barijere [33] i inhibiciju adherencije enteropatogenih Escherichia coli na Caco-2 enterocitne i Hep-2 epitelne ćelije [34].

Poboljšano razumijevanje funkcionalne ekologije crijeva i detaljnije poznavanje metabolita crijeva posebno su važni za razumijevanje uloge prebiotika na ljudsko zdravlje. Za neke proizvode već postoje dobri dokazi o zdravlju crijeva i ove nalaze treba prenijeti zdravstvenim radnicima i potrošačima. S druge strane, imperativ je više studija o učinku prebiotika na zdravstvene ishode kod ljudi.


ZAKLJUČAK

Metaboliti koje proizvodi crijevna mikrobiota moduliraju različite fiziološke puteve u domaćinu (13, 19, 38, 49, 54, 58, 62, 80, 81, 84). Jedan od najbolje proučavanih načina komunikacije između mikroba i domaćina je putem SCFA, koji nastaju razgradnjom dijetalnih vlakana u debelom crijevu od strane mikrobiote. Najveće koncentracije SCFA su u debelom crijevu nakon obroka odatle, transportiraju se u krvotok gdje mogu djelovati preko GPCR-a—Gpr41, Gpr43, Olfr78 i Gpr109a. Međutim, SCFA također mogu djelovati nezavisno od GPCR-a kako bi modulirali acetilaciju histona i proliferaciju stanica. U budućnosti će biti potrebno razumjeti interakciju između fizioloških efekata SCFA i ćelijskih bioloških promjena koje SCFA izazivaju. Ovo je izuzetno obećavajuće područje istraživanja, na primjer, bolje razumijevanje uloge SCFA u inhibiciji ćelijskog ciklusa može biti terapeutski korisno, jer je poznato da su SCFA antitumorogeni. U budućnosti, posebno je uzbudljivo uzeti u obzir da moduliranje proizvodnje metabolita u crijevnoj mikrobioti može biti korisno sredstvo za postizanje korisnih učinaka na fiziologiju domaćina.