STŘEVNÍ MIKROBIOM U PACIENTŮ PODCHÁZEJÍCÍCH BARIATRICKÁ CHIRURGIE: SYSTEMATICKÝ PŘEHLEDⅢ
Dec 08, 2023
Konvenční bariatrické postupy zahrnují VG nebo gastricleeve, gastric RYGB a BPD. SG zahrnuje odstranění přibližně 75–80 % žaludku a ponechání malého tubulárního váčku. RYGB zahrnuje vytvoření malého žaludečního váčku, obvykle o objemu asi 30 ml, a gastrojejunostomii mezi váčkem a jejunem. Požitá potrava obejde přibližně 95 % žaludku, celého dvanáctníku a části jejuna. BPD je disassortativní postup zahrnující subtotalgastrektomii a dlouhou intestinální objížďku se smícháním žluči a živin2.
Bariatrická chirurgie je v zásadě doporučována odborníky na hubnutí u jedinců s BMI 40 nebo 35 kg/m² s přidruženými komorbiditami. Všechny bariatrické chirurgické zákroky vedou k drastickému snížení příjmu potravy a spotřebovaných kalorií15. Kromě anatomických změn má mnoho pacientů již existující faktory, které ovlivňují pooperační výsledky, jako je střevní mikroflóra, chirurgická konverze a AT. Se změněnou fyziologií žaludku se mění rychlost přechodu potravy ze žaludku do ilea a jak RYGB, tak VG snižují účinky žaludeční kyseliny na požitou potravu2,16. Tyto změny jsou různé podle zvolené chirurgické techniky. Obvykle k největšímu úbytku hmotnosti dochází po RYGB, s procentem přibližně 62,58 % v 5 letech a 63,52 % v 10 letech 7,16.
První studie mikroflóry po bariatrické operaci se uskutečnila v roce 2009, která zahrnovala údaje od tří obézních jedinců, tří po bypassu žaludku a tří s normální hmotností, a zaznamenala množství skupin bakterií produkujících H2-H2-. Ve stejném roce byla provedena další studie spolu s první longitudinální analýzou střevní mikroflóry 30 obézních jedinců podstupujících žaludeční bypass. Výsledky ukázaly, že před operací byl nižší poměr Bacteroidetes/Prevotella a po operaci vyšší poměr Bacteroidetes/Prevotella17. V přehledu literatury Debédat et al. v roce 2019 prokázali, že střevo je vysoce plastický a specializovaný orgán pro velké chirurgické odstranění ileum, které vede ke zvýšené proliferaci buněk, čímž se zvyšuje příjem a využití glukózy.
Zvyšují se také sekreční buňky, což vede ke zvýšené produkci střevních hormonů, jako je peptid odvozený od glukagonu (GLP-2). Postprandiální sekrece GLP-1 je zvýšená, což může přispět ke zlepšení sekrece inzulínu. GLP-2, koexprimovaný s GLP-1 ve střevních L buňkách a uvolňovaný po příjmu živin, má příznivou trofickou roli v tenkém střevě se stimulací proliferace buněk krypt, zvýšenou hmotností střeva a růstem klků v obou jejunu a tenké střevo2,6-8,16. Při zkoumání metabolomických drah spojených s metabolity, které by mohly být ovlivněny bariatrickou chirurgií, chirurgická intervence snížila cyklus trikarboxylových kyselin, metabolismus glycinu, serinu a threoninu, metabolismus glyoxylátů a dikarboxylátů a tyrosinu. Tyto výsledky naznačují, že BCAA a aromatické látky, stejně jako energetický metabolismus, byly negativně regulovány bariatrickou chirurgií18. Ačkoli byly popsány příznivé účinky suplementace BCAA, některé klinické studie ukazují zvýšené hladiny BCAA u obezity a lidí v rámci inzulínové rezistence8,11,21.
Technika RYGB indukuje redukci sérových BCAA, což dále potvrzuje, jak bariatrická chirurgie pomáhá při inzulínové rezistenci a metabolismu glukózy. Hladiny BCAA se významně snížily pouze u pacientů, kteří po bariatrické operaci ztratili alespoň 10 kg tělesné hmotnosti, ale ne u pacientů s podobným úbytkem hmotnosti vyvolaným restriktivní dietou, což naznačuje roli mechanismu závislého na bariatrické operaci při redukci BCAA6. Zejména technika VG prokázala zvýšenou kapacitu pro biosyntézu aminokyselin po operaci, což je mechanismus, který by mohl být spojen se zlepšenou kontrolou glukózy6,11. Někteří pacienti podstupující bariatrickou operaci hlásili zlepšení parametrů metabolického syndromu, včetně zmenšeného obvodu pasu, snížení triglyceridů, snížení glukózy nalačno, zvýšení lipoprotein s vysokou hustotou a snížený krevní tlak. Mnoho vysvětlení pro tuto změnu architektury ingutu je způsobeno změněným příjmem potravy, hormonální modifikací, žlučovými kyselinami (BA) a změnami v úrovních zánětu5,8,17.
Některé z nich byly spojeny s parametry metabolického syndromu a zvýšenou veillonelou, která nepřímo koreluje s obvodem pasu a pozitivně koreluje s procentem úbytku hmotnosti. Escherichia, Akkermansia, Enterococcus a Carnobacterium pozitivně korelovaly s procentuální ztrátou hmotnosti a Bifidobacterium a Sutterella negativně korelovaly5,20,26. Nedávno byla provedena metaanalýza Guo et al. ohlásili změnu u dvou rodů, Escherichia a Akkermansia, po bariatrické chirurgii. Změny v bakteriálních rodech, jako jsou Eubacteriumspp., Ruminococcaceae spp. a Faecalibacterium spp., jsou spojeny se zlepšením metabolických faktorů, včetně HbA1c. Kromě toho může na zvýšení MGR hrát roli i doporučená zdravá strava po bariatrii, na rozdíl od obezity, jejíž bohatost mikrobioty je snížena10,16.
Druhy Fusobacteriaceae, Clostridiaceae a Enterobacteriaceae se významně zvýšily, zatímco počet Bifidobacteriaceae a Peptostreptococcaceae se po RYGB snížil. Zároveň došlo ke zvýšení bohatosti mikroflóry, především díky Proteobakteriím, se zvýšenou expresí mezi expresí genu bílé mikrobioty ve střevě. phyla byly spojeny se zlepšením hmoty tuku v trupu a glykovaného hemoglobinu6,19. Kromě toho RYGB ukázaly zvýšení množství typických bakterií ústního traktu, jako jsou Fusobacteria, Veillonella a Granulicatella, a tyto změny mohou být opodstatněné změnami pH, protože když je zánět zvýšen v distálním střevě, může to ovlivnit střevní mikrobiotu.
Tok potravy byl také upraven, s méně výživnou látkou v distálním střevě za podmínek po RYGB. V tomto ohledu hraje důležitou roli kyslík, protože zkrácení délky střeva v RYGB může vést k růstu fakultativních aerobů, jako jsou gamaproteobakterie, ak redukci některých obligátních aerobů21. Technika VG však nevykázala významné změny a změny v mikrobiota vyvolané chirurgickým zákrokem se objevují postupně a ne zcela přemodelují mikrobiální rody přítomné ve střevě. Konečně, při porovnání těchto dvou technik se ukázalo, že RYGB významně modifikuje střevní mikrobiom19.
Operace bypassu zvyšuje střevní glukoneogenezi a zlepšuje inzulínovou rezistenci; zvýšený transportér GLUT1 na membráně enterocytů zlepšuje vychytávání glukózy, a to se děje hlavně pro podporu zvýšené tkáně. Hyperplazie střevních buněk také vysvětluje zvýšené množství peptidů odvozených od glukagonu, které napomáhají využití glukózy. Thesodium-glukózový kotransportér (SGLT1) také pomáhá při snižování plazmatické glukózy; je to způsobeno sodíkem přítomným ve žluči. Díky tomu gastrektomie zpomalila absorpci glukózy a neprokázala střevní hyperplazii8. Výsledky však panují spory ohledně tohoto podílu bakterií, protože některé studie s obézními pacienty ukazují změny v množství mikroorganismů po chirurgie, zatímco jiní vykazují opačný účinek.
Bakteriální shluky se několik měsíců po operaci postupně měnily a po 3 měsících bylo možné pozorovat, že bakterie, které tvořily mikrobiom, již nebyly stejné. Změny nebyly dlouhodobě udržitelné, po 12 měsících se vrátily k výchozím předoperačním hodnotám, ale zlepšení metabolismu přetrvávalo. Takže 12 měsíců po operaci byl bakteriální profil podobný jako u předoperačního5,19. U ostatních pooperačních subjektů nedošlo k této rychlé změně mikrobiomu po operaci, ale zlepšení metabolismu bylo dosaženo po 1 roce.
Tyto rozdíly ukazují, že samotná mikrobioměna není schopna dlouhodobě udržet dosažené přínosy, protože bakteriální skupiny působí synergicky při posilování nebo degradaci metabolismu21.Shao et al. provedli výzkum s krysami, které podstoupily bariatrický chirurgický zákrok typu VG a RYGB. Po apostprocedurálním pozorování po dobu 1, 3, 6 a 9 týdnů zjistili, že účinnost bariatrických operací byla spojena s jejich účinky na střevní mikroflóru, protože došlo ke změně ve složení, obsahu genů a fermentačních profilech mikrobů ve střevě, což podpořilo snížení celková adipozita, rychlé zlepšení metabolismu glukózy a ústup komorbidit obezity po výkonu.
Fenotyp cirkulujících mikroorganismů a biomarkerů se vyskytuje odlišně a v celém těle. Pro zkoumání existence biomarkerů, které jsou spojeny s různými výsledky v každé chirurgické technice, bylo zjištěno, že bakteriální rod Veillonella může být nejcharakterističtějším biomarkerem RYGB procedury, zatímco Blautia může být biomarkerem VG chirurgie. Při hodnocení profilu pooperační mikrobioty se ukázalo, že technika RYGB výrazněji mění mikrobiom.
Byla tedy prospěšná signální transdukční dráha, stejně jako degradace a metabolismus xenobiotik. Dalšími dráhami změněnými po operaci byly snížený metabolismus aminocukrů a nukleotidů, metabolismus alaninu, aspartátu a glutamátu a glykolýza/glykoneogeneze19,20. určité bakteriální druhy a chirurgické techniky. Bylo zjištěno, že v RYGB byly kromě úbytku hmotnosti umožněny změny v profilu mikrobioty. Firmicutes phyla byly spojeny s lepšími hladinami glykovaného hemoglobinu a zlepšenou AT v trupu. Na rozdíl od toho VG technika prokázala vazbu na druhy Akkermansiamuciniphila, které souvisí se zlepšeným metabolismem, sníženou adipozitou a zánětem. A. muciniphila produkuje metabolity odvozené ze své fermentace, které slouží jako substrát pro jiné bakterie19.
Zjištění doložená studiem z Autonomní univerzity v Barceloně a nemocnic v Chicagu ukázala, že změna mikrobiomu mění metabolismus jako celek, bakterie mění cirkulující biomarkery a vztah mezi střevním mikrobiomem a zlepšením metabolismu celého těla. Studie sledovala 26 pacientů, z nichž 8 mělo DM2, 9 užívalo metformin, 11 bylo léčeno pro hypertenzi, 10 pro dyslipidémii a pouze jeden měl v anamnéze kardiovaskulární onemocnění. Profil mikroorganismů byl zlepšen, ale tato změna nemohla být dlouhodobě udržitelná. Bakteriální složení BA a butyrátu se postupně měnilo v průběhu měsíců po operaci20. Metabolity odvozené z bakteriálních metabolismů, jako jsou BA, SCFA, trimethylamin-N-oxid (TMAO), betain a cholin, mají změněnou aktivitu, což má za následek přínos pro pacienty; vysoké množství TMAO je například spojeno s vysokým rizikem kardiovaskulárních onemocnění21.
Pokud jde o BCAA, existují důkazy, že suplementace má příznivé účinky, avšak tyto úrovně obezity, inzulínové rezistence a DM2 jsou zvýšené. Inzulinová rezistence zprostředkovaná BCAA nastává, protože inhibuje fosforylaci inzulinového receptoru (IRS-1). Pacienti s inzulinovou rezistencí mají nejen zvýšené hladiny BCAA, ale také mají v mikrobiotě dobré množství mikroorganismů druhů Prevotella copri a Bacteroidesvulgatus, což jsou druhy související se zvýšenou expresí genů, které provádějí biosyntézu BCAA3. BA jsou syntetizovány v játrech, uloženy ve žlučníku a vylučovány do dvanáctníku v reakci na živiny a jejich požadavky na absorpci. Působí jako povrchově aktivní látky a jsou důležité při štěpení a absorpci látek a stimulují sekreci hormonu GLP-1, syntetizovaného L buňkami střeva.
Jsou to také přirozené ligandy receptoru TGR5, exprimované v L buňkách, které souvisí se zlepšeným využitím glukózy, následným úbytkem hmotnosti a snížením zánětu6,8. BA mohou regulovat složení střevní mikroflóry. Proto hrají zásadní roli při udržování zdravé střevní mikroflóry, citlivosti na inzulín, vrozené imunity a vyváženého metabolismu lipidů a sacharidů. Chybná biokonverze primárních BA (PBA) na sekundární BA (SBA) má za následek fekální dysbiózu a metabolickou dysfunkci a je mechanicky spojena s gastrointestinální karcinogenezí, včetně kolorektálního karcinomu a hepatocelulárního karcinomu17. Mechanismus BA tváří v tvář zlepšení vyvolaným bariatrickými operacemi v tělesné hmotnosti a metabolismu zahrnuje snížený systémový a jaterní zánět, což má za následek účinnější signalizaci inzulínu bez zvýšené GLP-1 a sekrece inzulínu6.
Vztah mezi BAmetabolismem a střevní mikroflórou je ve Farnesoidním X receptoru (FXR). U pacientů podstupujících žaludeční bypass se vyvinula „zdravá“ střevní mikroflóra se sníženými bakteriemi a zvýšenou roseburií. Takové změny nebyly nalezeny u FXR knockout myší a naznačují signální dráhu závislou na FXR. Dalším zjištěním je, že mikrobiota metabolizuje BA, které jsou zodpovědné za tvorbu PBA a SBA, které aktivují FXR, a tím stimuluje uvolňování hormonů pocházejících ze střeva, jako je fibroblastový růstový faktor-19 (FGF19), který zase stimuluje BA při jeho syntéze , což zvyšuje spotřebu energie hostitele. Zvýšené hladiny FGF19 a BA se proto nacházejí u dospělých, kteří podstupují operaci bypassu žaludku po 1 měsíci. Totéž se nevyskytuje u obézních dospělých, kteří užívali léky17.
Pacienti s NAFLD mají vysoké hladiny BA v plazmě, stejně jako bariatričtí pacienti, ale poměr PBA/ABS u bariatrických pacientů má tendenci být nižší než u pacientů s NAFLD. Tento nález nesouvisí s pooperační hmotnostíztráta, protože hladiny BA klesají po snížení hmotnosti s kalorikrestrikcí a s nastavitelným bandážováním žaludku21,22. Intestinální anatomická alterace v technice RYGB způsobuje, že špatně strávená potrava se dostává do distálních částí tenkého střeva s vyšší koncentrací BA. Podobný efekt se nachází v technice SG. Dochází ke střevní adaptaci, takže ileální reabsorpce BA je účinnější, což odůvodňuje zvýšení hodnoty inplasmy po bariatrické operaci11,26. Jinými slovy, i když většina experimentálních studií prováděných na toto téma je na zvířatech a pozorovací studie jsou omezené, je známo, že bariatrická chirurgie hraje důležitou roli v etiopatogenezi NAFLD.
Proto modulace střevní mikroflóry po bariatrické operaci a vliv na poměr PBA/SBA v plazmě indukují metabolická zlepšení, která nemusí nutně záviset na hmotnosti2,24. Jak již bylo popsáno dříve, mikroflóra má velký vliv na imunitní systém lidského těla. Obezita je onemocnění zánětlivého charakteru nízkého stupně, které generuje léze v AT, které mohou vést ke středně závažným a chronickým systémovým zánětům. Ovlivňují produkci zánětlivých cytokinů a chemokinů, které rekrutují zánětlivé buňky v AT6,8. Tento nárůst zánětlivých procesů může oslabit střevní stěnu7, což způsobuje, že mnoho obézních pacientů má dysbiózu střevní mikroflóry14. Makrofágy jsou hlavními zánětlivými buňkami v AT a vykazují smíšený povrchový marker u obézních lidí. Kontinuální zánětlivý cyklus a abnormální metabolismus jsou indukovány působením lymfocytů, žírných buněk a neutrofilů14. Některé chemokiny, jako je MCP1, také pomáhají při získávání prozánětlivých buněk23.
Exprese prozánětlivých cytokinů, jako je IL-1, IL-6,IL-8, MIP-1, IFN- a TNF-, jsou u obézních žen významně zvýšeny10,26. Po bariatrické operaci došlo ke zmenšení velikosti adipocytů, doprovázené snížením počtu prozánětlivých cytokinů, jako jsou CD4, CD16+ a monocyty, což mělo za následek snížení tělesné hmotnosti a zlepšení metabolismu. Změny v receptorech přítomné na monocytech, jako je TLR4 receptor, který dokáže rozpoznat bakteriální LPS, jsou spojeny s modifikací mikrobioty. Th1 lymfocyty také změnily svůj fenotyp. U obezity měli zánětlivý profil a poměr Th1/Th2, který se po operaci změnil8. V důsledku toho, jak je zlepšení hladiny glukózy v krvi spojeno s vyšším množstvím Th2, profil zánětlivé sekrece má tendenci se po bariatrické operaci snižovat.
Hladiny glukózy se zlepší během několika dnů po bypassu žaludku a omezení kalorií po operaci vede ke ztrátě hmotnosti a také změnám v anorexogenních střevních hormonech, jako jsou GLP-1, CCK, PYY, OXN a případně glycin. Úbytek hmotnosti ovlivňuje i remisi diabetu. Bariatrická chirurgie s následným úbytkem hmotnosti navíc zlepšuje citlivost na inzulín, konkrétně ve srovnání s gastricbypassem oproti restriktivní dietě6,8. Kromě kontroly příjmu potravy ovlivňují střevní hormony sekreci inzulínu a rezistenci. GLP-1 je nejvíce studovaným hormonem po bariatrické operaci a pacienti s DM2 mají sníženou sekreci tohoto hormonu v postprandiálním období18,26. Vylučování GLP{{ 7}} se zvyšuje po bariatrické operaci, což zlepšuje inzulínovou odpověď.
V přehledu literatury Debédatet al. prokázali, že po případech hypoglykémie způsobených zvýšením počtu beta buněk po bariatrické operaci provedl slinivka po operaci adaptaci, čímž reguloval možné komplikace8. Množství beta buněk se změnilo ve slinivce u pacientů, kteří podstoupili bypass žaludku a trpěli neuroglykopenickými příznaky postprandiální hypoglykémie. Nálezy jsou však heterogenní; další studie na obézních pacientech zjistila, že došlo ke zvýšení hmoty pankreatických beta-buněk před a po provedení VG a bypassu žaludku u celkem 26 pacientů s těžkou obezitou, někteří s DM2 a jiní bez diabetu. Navzdory zlepšení glukózové homeostázy, dokonce ani po chirurgickém zákroku, funkce beta-buněk není obnovena a nezačne působit u lidí, kteří byli vždy hubení, dokonce ani při ztrátě hmotnosti bariatrického pacienta2. GLP-2 se také zdá pomáhat při zlepšení metabolismu a jeho množství se po bypassu žaludku výrazně zvyšuje.
Tento hormon má ochranný účinek na střevní bariéru a zánět8. Dalším střevním hormonem, se kterým bariatrická chirurgie interferuje, je ghrelin, orexigenní peptid produkovaný žaludečními buňkami. Plazmatické hladiny ghrelinu se zvyšují před jídlem a snižují po jídle. Při hubnutí navozujícím dietu se hladiny ghrelinu zvyšují a to by souviselo s opětovným získáním hmotnosti ztracené po dietě, zatímco po bypassu žaludku jsou hladiny ghrelinu v plazmě nižší2. Ghrelinis snížený VG, což také snižuje přírůstek hmotnosti a příjem potravy a zvyšuje reakci na hormon GLP-1. PYYhormon je anorexogenní hormon vylučovaný buňkami v ileu a tlustém střevě v reakci na stimulaci živinami; u obézních jedinců má účinek na potlačení chuti k jídlu. Konečně, předžaludkový a antiinkretin snižují patofyziologické zvýšení antiinkretinové signalizace, která normálně slouží k prevenci postprandiální hypoglykémie neutralizací inkretinem zprostředkovaného inzulínu.
Přírodní bylinná medicína pro zmírnění zácpy-Cistanche
Cistanche je rod parazitických rostlin, který patří do čeledi Orobanchaceae. Tyto rostliny jsou známé pro své léčivé vlastnosti a po staletí se používají v tradiční čínské medicíně (TCM). Druhy Cistanche se vyskytují převážně v suchých a pouštních oblastech Číny, Mongolska a dalších částí Střední Asie. Rostliny cistanche jsou charakteristické svými masitými, nažloutlými stonky a jsou vysoce ceněny pro své potenciální zdravotní přínosy. V TCM se věří, že Cistanche má tonizující vlastnosti a běžně se používá k výživě ledvin, zvýšení vitality a podpoře sexuálních funkcí. Používá se také k řešení problémů souvisejících se stárnutím, únavou a celkovou pohodou. Zatímco Cistanche má dlouhou historii používání v tradiční medicíně, vědecký výzkum jeho účinnosti a bezpečnosti stále probíhá a je omezený. Je však známo, že obsahuje různé bioaktivní sloučeniny, jako jsou fenylethanoidní glykosidy, iridoidy, lignany a polysacharidy, které mohou přispívat k jeho léčivým účinkům.
Wecistanche'scistanche prášek, cistanche tablety, cistanche kapsle,a další produkty jsou vyvíjeny pomocípoušťcistanchejako suroviny, z nichž všechny mají dobrý vliv na zmírnění zácpy. Specifický mechanismus je následující: Předpokládá se, že Cistanche má potenciální přínos pro zmírnění zácpy na základě jeho tradičního použití a určitých sloučenin, které obsahuje. Zatímco vědecký výzkum konkrétně o účinku Cistanche na zácpu je omezený, předpokládá se, že má více mechanismů, které mohou přispět k jeho potenciálu zmírnit zácpu. Laxativní účinek:Cistanchese již dlouho používá v tradiční čínské medicíně jako lék na zácpu. Předpokládá se, že má mírný projímavý účinek, který může pomoci podpořit pohyby střev a vyvolat zácpu. Tento účinek lze přičíst různým sloučeninám nacházejícím se v Cistanche, jako jsou fenylethanoidové glykosidy a polysacharidy. Zvlhčení střev: Na základě tradičního použití se má za to, že Cistanche má zvlhčující vlastnosti, konkrétně zaměřené na střeva. Podpora hydratace a lubrikace střev může pomoci změkčit nástroje a usnadnit průchod, a tím zmírnit zácpu. Protizánětlivý účinek: Zácpa může být někdy spojena se zánětem v trávicím traktu. Cistanche obsahuje určité sloučeniny, včetně fenylethanoidních glykosidů a lignanů, o kterých se předpokládá, že mají protizánětlivé vlastnosti. Snížením zánětu ve střevech může pomoci zlepšit pravidelnost stolice a zmírnit zácpu.
