A bél mikrobiota étrend által kiváltott diszbiózisa, valamint az immunitásra és a betegségre gyakorolt hatás

Absztrakt

1. Bemutatkozás

1.1. Bél mikrobiota

Asztal 1

A diéta által kiváltott dysbiosis összefoglalása.

DietBacteria AlteredEffect on BacteriaReferences

Nagy zsírtartalmú	Bifidobacteria spp.	Csökkent (hiányzik)	[45]
Nagy zsírtartalmú és magas cukortartalmú	Clostridium innocuum, Catenibacterium mitsuokai és Enterococcus spp.	Megnövekedett	[18]
Bacteroides spp.	Csökkent	[18]
Csökkentett szénhidráttartalom	Bacteroidetes	Megnövekedett	[49]
Kalória-korlátozott	Clostridium coccoides, Lactobacillus spp. és Bifidobacteria spp.	Csökkent (a növekedést megakadályozták)	[48]
Összetett szénhidrátok	A Mycobacterium avium paratuberculosis és Enterobacteriaceae alfaj	Csökkent	[49]
A B. longum longum, B.breve és B. thetaiotaomicron alfaj	Megnövekedett	[53]
Finomított cukrok	C. difficile és C. perfringens	Megnövekedett	[54,55]
Vegetáriánus	E. coli	Csökkent	[56]
Magas n-6 PUFA sáfrányolajból	Bacteroidetes	Csökkent	[59,60]
Firmicutes, Actinobacteriumok és Proteobacteriumok	Megnövekedett	[59,60]
δ-proteobaktériumok	Megnövekedett	[61]
Állati tejzsír	δ-proteobaktériumok	Megnövekedett	[62]

2. Bél mikrobiota és betegség

A bélmikrobiális közösségek természetes homeosztázisa számos betegség patológiája során megváltozik: elhízás, metabolikus szindróma, cukorbetegség, gyulladásos bélbetegség (IBD), irritábilis bél szindróma (IBS) és lisztérzékenység. Sok esetben vannak olyan bizonyítékok, amelyek különféle táplálkozási tényezőket vonnak maguk után e betegségek kialakulásában, amelyeket az alábbiakban tárgyalunk. Mind a mikrobiota, mind a bélnyálkahártya étrendi antigéneknek van kitéve, és amint itt tárgyaltuk, a legújabb bizonyítékok azt mutatják, hogy bizonyos étrendi választások dysbiosist okozhatnak. Kevéssé ismert azonban a táplálkozás olyan specifikus mikrobiális populációk kiváltására gyakorolt hatása, amelyek vagy védenek, és megelőznek bizonyos betegségeket, vagy éppen ellenkezőleg, károsak és betegségeket okoznak. Ez egy fontos kutatási terület, mivel az étrendi döntések módosítják a bél mikrobiota ökológiáját, ami befolyásolhatja az egyén hajlamát számos gyulladásos betegségre. Bár bizonyítékok vannak arra, hogy a specifikus étrendi tényezők közvetlenül kapcsolódnak a betegség kockázatában rejlő fogadó válaszokhoz, az is valószínű, hogy egy ilyen hatás - legalábbis részben - a bél mikrobiota ökológiájának elmozdulásainak tudható be (1. ábra).

1.ábra

Az étrend által kiváltott dysbiosis befolyásolja a betegségek fogékonyságát. A bél mikrobiomját (mikrobiális ökológiát és genetikai anyagukat) mind a gazda genetikája, mind a környezet befolyásolja, beleértve az étrendi tényezőket is. Olyan betegségek esetén, mint az IBD, a cukorbetegség és az elhízás, az étrend járulékos tényezőként szerepel azáltal, hogy közvetlen hatással van a gazdaszervezet anyagcseréjére és/vagy az immunválaszokra. A legfrissebb bizonyítékok szerint azonban az étrend is befolyásolja a mikrobiom összetételét. Ez viszont befolyásolhatja a gazdaszervezet immunitását és anyagcseréjét, és megváltoztathatja a betegségre való hajlamot.

2.1. Elhízás, metabolikus szindróma és 2-es típusú cukorbetegség

2.2. 1. típusú cukorbetegség

2.3. Gyulladásos bélbetegség

2.4. Irritábilis bél szindróma

Aktív IBS-betegek egy csoportjában 52% az étrendi összetevőknek tulajdonította a tüneteit: 34% úgy véli, hogy a zöldségek az IBS kellemetlen tüneteit idézik elő, 29% a gyümölcsökhöz, 15% a tejhez, 15% a zsírfogyasztáshoz, 6% paprikára és fűszerekre, 4% cukorra [146]. Egy másik tanulmány a szénhidrátban gazdag ételeket, a kávét, az alkoholt és a forró fűszereket azonosította az IBS-betegek tüneti megnyilvánulásának okaként [147]. A közelmúltban a kutatás a probiotikumokra és a prebiotikumokra, mint az IBS terápiájára koncentrált. A probiotikumokról kimutatták, hogy modulálják a nyálkahártya immunrendszerét és javítják a bélsorompó funkcióját, igazolva potenciáljukat gyomor-bélrendszerrel összefüggő betegségek terápiás szereként [148]. A probiotikumok terápiás hatásai a bél mikrobiota stabilizálódásával járnak [149]. Bifidobacteria spp. kimutatták, hogy hatékonyan enyhíti az IBS-t és jelentősen javítja az IBS tüneteit, például a fájdalmat/kényelmetlenséget, a feszültséget/puffadást, sürgősséget és emésztési rendellenességeket [150, 151]. Bár jelenleg nincs IBS kezelés, a probiotikumok terápiája kezd megjelenni, mint lehetséges kezelési módszer.

2.5. A lisztérzékenység és egyéb ételallergiák

A gluténmentes étrend jelenleg az egyetlen kezelés a lisztérzékenység ellen, és bebizonyosodott, hogy a baktériumok összetétele megváltozik a kezelt és kezeletlen, lisztérzékenységben szenvedő felnőtteknél [166]. A gluténmentes étrend csökkenti a Firmicutes mennyiségét és növeli a Proteobacteriumok számát. A lisztérzékenyeknél ez csökkent immunreakciókat eredményez, ellentmondva annak a meggyőződésnek, hogy a proteobaktériumok az immunválasz iniciátorai [160]. A gluténmentes étrend azonban nem biztos, hogy teljesen helyreállítja a mikrobiota természetes egyensúlyát, amelyet normál esetben az egészséges egyének látnak azoknál a betegeknél, akiknél a gluténérzékenység miatt dysbiosis lépett fel [158]. A Lactobacillus casei beadása a gliadin által kiváltott enteropátia egérmodelljében hatékonynak bizonyult a normál nyálkahártya-építészet és a bélhez kapcsolódó limfoid szövet homeosztázis helyreállításában [167]. Ez arra utal, hogy specifikus mikrobák részt vehetnek bizonyos immunológiai válaszok elősegítésében a fogékony egyénekben, és potenciális célpontot jelenthetnek a betegséggel összefüggő enteropathia csökkentésében.

A diszbiózis aberrált immunválaszokat idézhet elő, amelyek más ételallergiákhoz vezetnek. A bél mikrobiota fontos az orális tolerancia kialakulásához, amely megakadályozza, hogy az immunrendszer reagáljon ártalmatlan kommenzális baktérium- és ételantigénekre [168]. A gyakori ételallergiák, például a tej-, tojás- és diótermékek allergiái, összefüggésben lehetnek a bél mikrobiota dysbiosisával. Ennek alátámasztására az egyik csoport megállapította, hogy a bél immunocitáinak stimulálása a Lactobacillus spp. szabályozhatja a túlzott antigén-specifikus citokin válaszokat [169]. A tápszerre érzékeny csecsemők (12 hónaposnál fiatalabb) szokatlanul alacsony Bifidobacteria spp. és Lactobacillus spp. és magas Clostridia spp., Staphylococcus spp. és E. coli [170]. A Firmicutes (különösen a Lactobacillus spp.) És a Bifidobacteria spp. kimutatták, hogy csökkennek, és az Enterobacteriaceae szintje megnő [171] az ételallergiában szenvedő egyéneknél. A laktóz étrendhez való hozzáadása módosítja a bél mikrobiota összetételét, növelve a Lactobacillus spp. és Bifidobacteria spp., miközben csökken a Bacteroides spp. [172].

Élelmiszerallergia terápiájaként a probiotikumokat javasolták. Az egyik csoport megállapította, hogy a Bifidobacteriummal történő kiegészítés úgy tűnik, hogy módosítja a bél mikrobiotáját oly módon, amely enyhítheti az allergiás gyulladást azáltal, hogy csökkenti az E. coli számát, miközben védelmet nyújt az elválasztás során fellépő Bacteroidetes növekedéssel szemben [171]. Egy másik tanulmány kimutatta, hogy a probiotikus baktériumok in vivo indukálták az anti-gyulladásos IL-10 és az összes IgA plazmaszintjét allergiás hajlamú gyermekeknél [173]. Bár ez kezelési lehetőségeket jelenthet az ételallergiában szenvedő betegek számára, további tanulmányokra van szükség ezen következtetések megerősítéséhez.

3. Következtetések

A bél mikrobiotájának alapvető funkciói vannak a gazdaszervezet anyagcseréjében és az immunrendszer fejlődésének irányításában. A diszbiózist a gyomor-bél traktus számos gyulladásos betegségében észlelik, és azokban, amelyek metabolikusan vagy immunológiailag kapcsolódnak a gyomor-bél traktushoz. Még mindig nem világos, hogy a dysbiosis hozzájárul-e e betegségek patogeneziséhez és tüneteihez, vagy csupán e betegségek következménye. Míg arra összpontosítottak, hogy az étrend hogyan korrelál a sok gyulladás által vezérelt betegség megnövekedett gyakoriságával, az étrend okozta dysbiosis következtében megváltozott mikrobiota szintén olyan tényező lehet, amely hozzájárul az e betegségek során előforduló nem megfelelő gyulladásos válaszokhoz. A probiotikumok és a prebiotikumok hatékony gyógymódok lehetnek a gyulladásos betegségek tüneteinek enyhítésére; a hosszú távú hatások azonban ismeretlenek. Amint egyre jobban megismerjük a mikrobiotát, izgalmas terápiás lehetőséget jelenthet olyan mikrobák elősegítése, amelyek diétával megelőzhetik vagy szabályozhatják a gyulladás által közvetített betegségeket.

Köszönetnyilvánítás

K. B.-t és D. D.-t a Kanadai Gasztroenterológiai Szövetség (CAG) nyári hallgatói díja, E. M.-t pedig az I. K. Barber Művészeti és Tudományos Egyetem Egyetemi Kutatási Díja finanszírozta. D. L. G.-t a Bill és Melinda Gates Alapítvány, a kanadai Crohn és Colitis Alapítvány, a Természettudományi és Mérnöki Kutatási Tanács és a bélbetegségek oktatási tudatosságának támogatásai finanszírozzák.

Összeférhetetlenség

A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.

A bél mikrobiota étrend által kiváltott diszbiózisa, valamint az immunitásra és a betegségre gyakorolt ​​hatás