Perfluoroktano rūgšties poveikis žarnyno mikrobiotai ir mikrobų metabolitams C57BL/6J pelėseⅠ

Santrauka:

Perfluoroktano rūgštis (PFOA) kelia vis didesnį susirūpinimą visuomenės sveikatai dėl jos patvarumo aplinkoje ir toksinio poveikio. Yra žinoma, kad žarnyno mikrobiota gamina įvairius metabolitus, kurie padeda šeimininkui palaikyti metabolinę homeostazę.

Spustelėkite, jei norite nedelsiant palengvinti vidurių užkietėjimą suaugusiesiems

Tačiau keliuose tyrimuose buvo ištirtas PFOA poveikis su žarnyno mikrobiota susijusiems metabolitams. Šiame tyrime C57BL/6J pelių patinai keturias savaites buvo veikiami 1 ppm PFOA geriamajame vandenyje ir buvo atlikta integruota žarnyno mikrobiomo ir metabolizmo analizė, siekiant atskleisti PFOA poveikį sveikatai. Mūsų rezultatai parodė, kad PFOA sutrikdė tiek žarnyno mikrobiotą. pelių išmatų, serumo ir kepenų sudėtį ir metabolinius profilius. Nustatyta koreliacija tarp LachnospiraceaeUCG004, Turicibacter, Ruminococcaceae ir skirtingų išmatų metabolitų.

Žarnyno mikrobiota susijusių metabolitų, įskaitant tulžies rūgštis ir triptofanometabolitus, tokius kaip 3-indolakrilo rūgštis ir 3-indolacto rūgštis, pakitimai buvo sukelti reikšmingų su žarnyno mikrobiota susijusių metabolitų pokyčių. Šio tyrimo išvados padeda geriau suprasti PFOA poveikį sveikatai, kurį gali lemti žarnyno mikrobiota ir su ja susiję metabolitai.

1. Įvadas

Perfluoroktano rūgštis (PFOA) yra pagaminta per- ir polifluoralkilo medžiaga (PFAS), plačiai naudojama gaisro gesinimo putose, paviršinio aktyvumo medžiagose, paviršiaus apsauginėse medžiagose ir kituose komerciniuose produktuose. Jungtinėse Valstijose PFOA buvo nustatyta daugiau nei 100 viešųjų vandens sistemų [1]. PFOA yra įtrauktas į patvariųjų organinių teršalų sąrašą Stokholmo konvencijoje, o jo gamyba daugelyje šalių buvo nutraukta. Tačiau PFOA yra labai patvari aplinkoje ir vis dar kelia grėsmę aplinkai ir žmonių sveikatai. Žmonės yra veikiami PFOA daugiausia vartodami užterštą geriamąjį vandenį ir maistą, vėliau absorbuodami per odą ir įkvėpdami [2].

PFOA buvo aptikta žmogaus plazmoje Danijos motinos ir vaiko kohortoje, kurią sudaro 738 nėščios moterys ir jų vaikai [3], ir dalyviams.įtrauktas į diabeto prevencijos programos tyrimą JAV [4]. Manoma, kad PFOA yra beveik visų pramoninių šalių žmonių serume [5]. Remiantis žmonių stebėjimais ir klinikiniais tyrimais, PFOA pusinės eliminacijos laikas žmonėms buvo pasiūlytas 0,5–1,5 metų [6]. 2021 m. spalį JAV aplinkos apsaugos agentūra (EPA) paskelbė PFAS strateginį planą, skirtą žmonių sveikatai ir aplinkai apsaugoti nuo PFAS keliamų pavojų.

JAV EPA per visą gyvenimą nustatytas PFOA geriamojo vandens sveikatos patariamasis limitas yra 0,004 trilijono dalių (ppt). Įvairus poveikis sveikatai buvo susijęs su PFOA ekspozicija. Pavyzdžiui, PFOA stimuliavo ląstelių gyvybingumą, slopino laisvųjų radikalų gamybą ir sutrikdė redokso būseną kiaulių granuliozinėse ląstelėse, todėl gali pablogėti reprodukcinė funkcija, kuriai reikalinga tinkama oksidacinė pusiausvyra [7]. PFOA gali sukelti pelių žarnyno mikrobų disbiozę [8] –10]. Žarnyno mikrobiotą sudaro mikroorganizmai, gyvenantys virškinimo trakte, kuris yra neatskiriama šeimininko dalis. Žarnyno mikrobiotos sudėtis yra dinamiška ir ją gali paveikti daugelis veiksnių, įskaitant aplinkos teršalus, tokius kaip pesticidai [11, 12], sunkieji metalai [13, 14] ir asmens priežiūros produktai [15]. Žarnyno mikrobiotos disbiozė yra susijusi su įvairiomis ligomis, tokiomis kaip opinis kolitas [16].

Pacientams, sergantiems opiniu kolitu, nustatyta didesnė PFOA koncentracija serume, palyginti su kontrolinės grupės tiriamaisiais [5]. Žarnyno mikrobiota daro didžiulę įtaką šeimininko sveikatai ir ligos būklei, gamindama arba keisdama įvairius metabolitus. Žarnyno mikrobiotos metagenomas turi didžiulį pajėgumą vykdyti įvairius medžiagų apykaitos procesus, tokius kaip trumpos grandinės riebalų rūgščių gamyba, triptofano darinių gamyba ir pirminių tulžies rūgščių pavertimas antrinėmis tulžies rūgštimis.

Šie su žarnyno mikrobiota susiję metabolitai atlieka pagrindinį vaidmenį palaikant šeimininko metabolinę homeostazę. Kadangi triptofanas yra nepakeičiama aminorūgštis, jį žarnyno mikroorganizmai, pvz., 3-indoleakrilo rūgštis ir {{3}, gali paversti skirtingais triptofanmetabolitais. }indolacto rūgštis. Triptofano metabolitai gali suaktyvinti signalizacijos kelius ir kontroliuoti homeostazę bei imuninių ląstelių funkciją per transkripcijos faktorius, tokius kaip arilo angliavandenilio receptorius (AhR) [17]. Pirminės tulžies rūgštys sintetinamos šeimininko hepatocituose iš cholesterolio, kurie patenka į virškinimo traktą ir yra modifikuojami žarnyno mikrobiotos į antrines tulžies rūgštis. Tulžies rūgštys yra pripažintos signalizacijos veiksniais ir medžiagų apykaitos integratoriais ir tapo terapiniais taikiniais sergant tokiomis ligomis kaip medžiagų apykaitos sutrikimai [18].

Žarnyno mikrobiota gali turėti įtakos tulžies rūgšties telkiniui; Tuo tarpu tulžies rūgščių telkinys gali keisti žarnyno mikrobiotos bendruomenės struktūrą [19]. Žarnynas ir žarnyno mikrobiota turi dvikryptį ryšį su kepenimis, vadinamą „žarnų ir kepenų ašimi“. Iš žarnų gauti metabolitai ir produktai gali būti transportuojami į kepenis per vartų veną. Tuo tarpu kepenys išskiria tulžies rūgštis į žarnyną, kad palengvintų riebalų ir riebaluose tirpių maistinių medžiagų virškinimą. Žarnyno mikrobiota vaidina lemiamą vaidmenį palaikant žarnyno – l – kepenų ašies homeostazę ir tulžies rūgšties telkinį.

Iš žarnyno mikrobiotos gauti metabolitai taip pat yra labai svarbūs kepenų ligų patogenezei, pavyzdžiui, antrinės tulžies rūgštys [20] ir trimetilamino N-oksidas (TMAO) [21]. PFOA sukeltą kepenų pažeidimą galima sumažinti papildant pieno rūgšties bakterijomis arba gastrodinu [22,23]. Žarnyno mikrobiota gali turėti įtakos šeimininko metabolinei homeostazei, gamindama su žarnyno mikrobiota susijusius metabolitus.

Tačiau integruota žarnyno mikrobiotos ir metabolizmo, sutrikusios dėl PFOA poveikio, analizė nebuvo atlikta. Šiame tyrime atlikome 16S rRNR genų sekos nustatymą, kartu su netiksline metabolomika, išmatų, serumo ir kepenų mėginių iš PFOA gydytų C57BL/6J pelių analizę, kad atskleistume PFOA poveikį žarnyno mikrobiotai ir su ja susijusiems metabolitams. Šio tyrimo išvados padeda geriau suprasti PFOA toksinį poveikį.

Natūralūs vaistažolių vaistai nuo vidurių užkietėjimo – Cistanche

Cistanche yra parazitinių augalų gentis, priklausanti Orobanchaceae šeimai. Šie augalai žinomi dėl savo gydomųjų savybių ir šimtmečius buvo naudojami tradicinėje kinų medicinoje (TCM). Cistanche rūšys daugiausia aptinkamos sausringuose ir dykumose Kinijoje, Mongolijoje ir kitose Centrinės Azijos dalyse. Cistanche augalai pasižymi mėsingais, gelsvais stiebais ir yra labai vertinami dėl galimos naudos sveikatai. Manoma, kad TCM Cistanche turi tonizuojančių savybių ir dažniausiai naudojamas inkstams maitinti, gyvybingumui didinti ir seksualinei funkcijai palaikyti. Jis taip pat naudojamas sprendžiant problemas, susijusias su senėjimu, nuovargiu ir bendra gerove. Nors Cistanche turi ilgą naudojimo tradicinėje medicinoje istoriją, moksliniai jo veiksmingumo ir saugumo tyrimai tebevyksta ir yra riboti. Tačiau žinoma, kad jame yra įvairių biologiškai aktyvių junginių, tokių kaip feniletanoidiniai glikozidai, iridoidai, lignanai ir polisacharidai, kurie gali prisidėti prie jo gydomojo poveikio.

Wecistanchecistanche milteliai, cistanche tabletės, cistanche kapsulės, ir kiti produktai kuriami naudojantdykumacistanchekaip žaliavos, kurios visos turi gerą poveikį vidurių užkietėjimui malšinti. Specifinis mechanizmas yra toks: Manoma, kad Cistanche gali turėti naudos mažinant vidurių užkietėjimą, remiantis tradiciniu vartojimu ir tam tikrais jo sudėtyje esančiais junginiais. Nors moksliniai tyrimai konkrečiai apie Cistanche poveikį vidurių užkietėjimui yra riboti, manoma, kad jie turi daugybę mechanizmų, kurie gali padėti sumažinti vidurių užkietėjimą. Vidurius laisvinantis poveikis:Cistanchetradicinėje kinų medicinoje jau seniai naudojamas kaip vaistas nuo vidurių užkietėjimo. Manoma, kad jis turi lengvą vidurius laisvinantį poveikį, kuris gali padėti skatinti tuštinimąsi ir sukelti vidurių užkietėjimą. Šis poveikis gali būti siejamas su įvairiais Cistanche junginiais, tokiais kaip feniletanoidiniai glikozidai ir polisacharidai. Žarnyno drėkinimas: Remiantis tradiciniu naudojimu, manoma, kad Cistanche turi drėkinančių savybių, ypač nukreiptų į žarnyną. Žarnyno drėkinimo ir tepimo skatinimas gali padėti suminkštinti įrankius ir palengvinti praėjimą, taip palengvinant vidurių užkietėjimą. Priešuždegiminis poveikis: vidurių užkietėjimas kartais gali būti susijęs su virškinamojo trakto uždegimu. Cistanche yra tam tikrų junginių, įskaitant feniletanoidinius glikozidus ir lignanus, kurie, kaip manoma, turi priešuždegiminių savybių. Mažindamas žarnyno uždegimą, jis gali padėti pagerinti žarnyno judėjimo reguliarumą ir palengvinti vidurių užkietėjimą.