Pirma dalis Postbiotikai ir inkstų liga

Abstraktus

Prognozuojama, kad lėtinė inkstų liga (LIL) iki 2040 m. taps penktąja pasauline mirties priežastimi dėl pagrindinių dabartinių inkstų ligų diagnozavimo ir gydymo metodų trūkumų. Šiuo atžvilgiu naujoji Holobiont koncepcija, naudojama apibūdinti atskirą šeimininką ir jo mikrobų bendruomenę, gali padėti geriau suprasti inkstų ligos patogenezę ir progresavimą. Mikrobiotą moduliuojančios ar išvestinės intervencijos apima probiotikus, prebiotikus, sinbiotikus ir postbiotikus. Nuo 2019 m. Tarptautinė probiotikų ir prebiotikų mokslinė asociacija (ISAAPP) atnaujino postbiotikų sąvoką, nurodydama negyvų mikroorganizmų ir (arba) jų komponentų preparatus, kurie naudingi šeimininko sveikatai. Aiškiai neįtraukiant išgrynintų metabolitų be ląstelių biomasės, bet kokia literatūra, kurioje vartojamas toks terminas, gali būti pasenusi. Dabar peržiūrime atnaujintą postbiotikų koncepciją, susijusią su jų galimu klinikiniu pritaikymu ir inkstų ligų tyrimu, išsamiai aptardami keletą ikiklinikinių formų, tokių kaip GABA druska nuo dietos sukeltos hipertenzijos ir inkstų pažeidimo, ultragarsu apdorotas Lactobacillus paracasei riebalų dietos sukeltas inkstų pažeidimas, GABA druska, lakto-GABA druska ir postbiotinė GABA druska esant ūminiam inkstų pažeidimui ir O. formigenes lizatai hiperoksalurijai gydyti. Be to, mes pateikiame postbiotikų tyrimų, susijusių su inkstų ligomis, planą, kad paspartintume klinikinį vertimą.

Raktažodžiai

lėtinė inkstų liga; postbiotikai; prebiotikai; probiotikai; hiperoksalurija; Oxalobacter formigenes; GABA-druska.

Pagrindinis indėlis

Tai pirmoji postbiotikų ir inkstų ligų apžvalga, kuri patvirtino 2019 m. ISAAPP postbiotikų apibrėžimą. Be to, mes pateikiame postbiotikų tyrimų, susijusių su inkstų ligomis, planą, kad paspartintume klinikinį vertimą.

Spustelėkite čia, kad gautumėte Cistanche privalumus

Pasaulinė inkstų ligų našta

Lėtinė inkstų liga (LIL) iki šiol apibrėžiama įvertinus apskaičiuotą glomerulų filtracijos greitį (eGFR, ty inkstų funkcijos matą) ir albuminuriją (ty inkstų pažeidimo matą), kurie yra susiję su bendra priešlaikinė mirtis dėl visų priežasčių ir dėl širdies ir kraujagyslių ligų, CKD progresavimas ir ūminis inkstų pažeidimas (AKI) [1]. Nepaisant pastarojo meto pažangos šioje srityje, skaičiuojama, kad CKD iki 2040 m. taps penktąja pasaulyje mirties priežastimi, o iki šio amžiaus pabaigos – antrąja mirties priežastimi šalyse, kuriose numatoma ilga gyvenimo trukmė [2]. Šios prognozės parodo pagrindinius dabartinių inkstų ligų diagnozavimo ir gydymo metodų trūkumus. Taigi, geresnis supratimas apie pagrindinę CKD patogenezę gali padėti mums nustatyti naujus diagnostinius įkalčius ir terapinius tikslus. Šiuo atžvilgiu holobionto sąvoka, terminas, vartojamas apibūdinti individualų šeimininką ir jo mikrobų bendruomenę, įskaitant virusus ir ląstelinius mikroorganizmus [3], gali padėti geriau suprasti CKD patogenezę. Iš tiesų daugėja įrodymų, kad sveikata ir ligos gali būti dvišalės šeimininko ir jo mikrobiotos, ypač žarnyno mikrobiotos, sąveikos rezultatas. Tokiai sąveikai įtakos gali turėti keli veiksniai: šeimininko ligos būklė, mityba, vaistai ir antibiotikai [4]. Bandymai modifikuoti šeimininko ir mikrobiotos sąveiką leido sukurti ir paskirti prebiotikus, probiotikus, sinbiotikus ir postbiotikus. Dėl neseniai pasiekto sutarimo dėl postbiotikų apibrėžimo [5], iki-2019 literatūra apie postbiotikus ir inkstų ligas dabar potencialiai paseno. Atitinkamai, mes čia peržiūrėjome koncepciją ir atnaujinome literatūrą apie postbiotikus inkstų ligų srityje, sutelkdami dėmesį į šias intervencijas pagal peržiūrėtą sutarimą dėl postbiotikų koncepcijos.

Cistanche tabletės

Žarnyno mikrobiota: pagrindinis inkstų ligų ir sveikatos modifikatorius

Pastaraisiais metais pagrindinis žarnyno mikrobiotos, kaip homeostazės moduliatoriaus, turinčios įtakos sveikatai ir ligoms, vaidmuo LKL kontekste išryškėjo [6, 7]. Iš tiesų, yra glaudus ryšys tarp žarnyno disbiozės, hipervolemijos, sisteminio uždegimo, miokardo apsvaiginimo ir nepakankamos mitybos ir uždegimo sindromo sergant CKD populiacijomis [8]. Inkstų liga gali paveikti žarnyno mikrobiotą įvairiais mechanizmais, pradedant nuo ureminės aplinkos įtakos iki nustatytos dietos poveikio (pvz., mažai kalio turinčiose dietose dažnai yra mažai skaidulų), taip pat dėl ​​dažno antibiotikų vartojimo ir polifarmacijos. gali neigiamai moduliuoti žarnyno mikrobiotą [9–11]. Ir atvirkščiai, pakitusi žarnyno mikrobiota gali prisidėti prie CKD vystymosi ir progresavimo, nes skatina padidėjusį uždegimą ir (arba) gamina ureminius toksinus ir jų pirmtakus [12]. Žarnyno pralaidumo padidėjimas, atsirandantis dėl barjero vientisumo irimo dėl pakitusios mikrobiotos, leidžia endotoksinams ir bakterijų produktams patekti į kraują. Dėl to gali padidėti oksidacinis stresas ir uždegimas, o tai prisideda prie ŠKL komplikacijų, tokių kaip širdies ir kraujagyslių ligos bei mineralų apykaitos sutrikimai. Žarnyno mikrobiota taip pat gali gaminti indolius, aminus ir fenolius iš maisto komponentų, daugiausia baltymų. Šie iš žarnyno gauti metabolitai gali būti toliau metabolizuojami į ureminius toksinus p-krezilsulfatą (PCS), indoksilsulfatą (IS) ir trimetilamino N-oksidą (TMAO) [9, 11, 13]. Ureminių toksinų buvimas kraujotakoje gali sukelti priešuždegiminius reiškinius, skatinančius transformuojančio faktoriaus (TGF- 1) ekspresiją ir reaktyviųjų deguonies rūšių (ROS) gamybą inkstų kanalėlių epitelio ląstelėse [14]. IS ir PCS taip pat slopina Klotho ekspresiją per genų hipermetilinimą [15]. Klotho turi senėjimą stabdantį ir nefroprotekcinį poveikį. Visi šie veiksniai gali paspartinti CKD progresavimą ir su juo susijusius širdies ir kraujagyslių sistemos sutrikimus. Inkstų ir mikrobiotos sąveikos pripažinimas paskatino daugiau pastangų kuriant naujus gydymo metodus, orientuotus į mikrobiotą.

Standartizuota Cistanche ir Cistanche tubulosa

Prebiotikai, probiotikai, sinbiotikai ir postbiotikai

Mityba turi didelę įtaką mikrobiotos sudėčiai, nes ir žmonės, ir jų žarnyno mikrobiota maisto komponentus naudoja kaip maistines medžiagas. Dėl to atsirado mikrobiotą moduliuojančių arba iš jų gaunamų intervencijų, įskaitant probiotikus, prebiotikus, sinbiotikus ir postbiotikus, kurie gali būti prieinami kaip vaistai, dieta ar maisto papildai [16,17] (1 pav.). Probiotikų, prebiotikų ir sinbiotikų sąvokos buvo gerai aprašytos mokslinėje literatūroje.

Terminas „probiotikas“ yra graikų kilmės ir reiškia „visą gyvenimą“. Tikriausiai pirmą kartą jis buvo panaudotas 1954 m., nors laikui bėgant jo reikšmė pasikeitė. Dabartinį apibrėžimą 2002 m. suformulavo Jungtinių Tautų Maisto ir žemės ūkio organizacija (FAO) ir Pasaulio sveikatos organizacija (PSO): „gyvos padermės griežtai atrinktų mikroorganizmų, kurie, vartojant pakankamais kiekiais, yra naudingi šeimininko sveikatai. “. Apibrėžimą 2013 m. priėmė Tarptautinė probiotikų ir prebiotikų mokslinė asociacija (ISAPP) [18,19]. 2007 m. FAO/PSO prebiotikus apibrėžė kaip „negyvybingą maisto komponentą, kuris yra naudingas šeimininko sveikatai, susijęs su mikrobiotos moduliavimu“. Prebiotikai yra molekulės, kurias virškinimo trakte gali metabolizuoti bakterijos ir kurios apima maistines skaidulas, kurias metabolizuoja bakterijų fermentai, kad susidarytų naudingi metabolitai, tokie kaip trumpos grandinės riebalų rūgštys (SCFA), įskaitant butiratą, acetatą ir propionatą [20]. Prebiotikai gali būti naudojami kaip alternatyva probiotikams arba kartu su jais [19]. 1995 m. terminas „sinbiotikas“ buvo įvestas siekiant apibrėžti sinerginį pro- ir prebiotikų poveikį. Pagrindinis sinbiotikų tikslas yra pagerinti probiotikų išgyvenamumą žarnyno trakte, o tinkamas derinys turėtų užtikrinti didesnį veiksmingumą, palyginti su kiekvieno iš jų vartojimu atskirai.

Galiausiai, kita strategija, galinti skatinti sveikatą, atkuriant žarnyno mikrobiotos naudą, yra postbiotikų, atsirandančios iš mikroorganizmų gautos priemonės, naudojimas, kurį išsamiau aptarsime toliau.

Cistanche ekstraktas

2019 m. postbiotiko koncepcija: kas yra ir kas nėra postbiotikas

Nors probiotikai yra gyvi mikroorganizmai, pasibaigus galiojimo laikui jie gali susižeisti ir mirti. Šių negyvų mikroorganizmų ir fermentacijos produktų indėliui į bet kokį biologinį probiotikų poveikį buvo skiriama mažai dėmesio [5]. 2019 m. Tarptautinė probiotikų ir prebiotikų mokslinė asociacija (ISAAPP) apibrėžė postbiotiko sąvoką moksliniu, komerciniu ir reguliavimo požiūriu kaip „negyvų mikroorganizmų ir (arba) jų komponentų preparatą, naudingą šeimininko sveikatai. “ [5]. „Preparatas“ reiškia, kad tam, kad būtų suteiktas bet koks teigiamas poveikis, jis turi turėti specifinę formulę, gautą taikant tam tikrus inaktyvavimo metodus. „Negyvas“ reiškia mikroorganizmus, kurie buvo gyvi ir, kai jie buvo nužudyti, jie išlaiko savo naudingą poveikį. Žodis „komponentai“ skirtas teigiamam poveikiui, kurį gali turėti mikrobiniai komponentai, tokie kaip ląstelės sienelės komponentai ir pilis. Nors mikrobų metabolitų gali būti postbiotiniuose preparatuose ir jie gali atlikti esminį vaidmenį, apibrėžimas neapima išgrynintų metabolitų, kuriems trūksta ląstelių biomasės. Tačiau iki 2019 m. literatūroje šis terminas dažnai buvo vartojamas neteisingai, vadinant vakcinas ir išgrynintus metabolitus, tokius kaip SCFA, baltymai ir peptidai, kaip postbiotikus [21–23]. Dėl to bet kokia senesnė literatūra, kurioje vartojamas terminas postbiotikas, gali būti pasenusi, todėl reikia skubiai atkurti.

Ruošiant postbiotiką reikia vadovautis apibrėžtais kriterijais: pirma, prieš inaktyvuojant turi būti apibūdinta mikroorganizmo sudėtis, pavyzdžiui, nustatant genomo seką. Antra, inaktyvavimo procesas turėtų būti aprašytas ir patikrintas. Trečia, turi būti pranešta apie postbiotinį preparatą [5].

Pagrindinis postbiotikų pranašumas, palyginti su probiotikais, yra jų stabilumas. Dėl jų paruošimo ir sudėties jie yra ypač stabilūs keletą metų kambario temperatūroje, todėl jie ypač tinka toms vietoms, kuriose transportavimo ir sandėliavimo šaldymo grandinės priežiūra vis dar yra ribota. Be to, jie gali turėti geresnį saugumo profilį, palyginti su probiotikais, nes jie negali daugintis ir sukelti bakteriemijos ar fungemijos. Nepaisant to, vis tiek reikia įvertinti bet kokio tipo postbiotikų saugumą [5].

Galimi postbiotikų veikimo mechanizmai apima nuolatinės mikrobiotos moduliavimą, epitelio barjero funkcijos stiprinimą, sisteminių ar vietinių imuninių atsakų moduliavimą, sisteminių metabolinių reakcijų moduliavimą ir sistemos signalų perdavimą per nervų sistemą [5] (2 pav.).

Nuorodos

1. Perezas-Gomezas, MV; Bartsch, L.-A.; Castillo-Rodriguez, E.; Fernandez-Prado, R.; Fernandez-Fernandez, B.; Martin-Cleary, C.; Gracia-Iguacel, C.; Ortiz, A. Lėtinės inkstų ligos sampratos paaiškinimas ne nefrologams. Clin. Kidney J. 2019, 12, 258–261. [CrossRef] [PubMed]

2. Ortizas, A.; Roger, M.; Jiménez, VM; Perezas, JCR; Furlano, M.; Atxer, LS; Zurro, DG; Casabona, CMR; Gómez, CG; Bermúdez, PP; ir kt. RICORS2040: būtinybė atlikti bendrus lėtinės inkstų ligos tyrimus. Clin. Kidney J. 2021, 15, 372–387. [CrossRef] [PubMed]

3. Douglas, AE; Werren, JH Skylės hologenome: Kodėl šeimininko ir mikrobų simbiozės nėra holobiontai. mBio 2016, 7, e02099. [CrossRef] [PubMed]

4. Maieris, L.; Pruteanu, M.; Kuhn, M.; Zeller, G.; Telzerovas, A.; Anderson, EE; Brochado, AR; Fernandezas, KC; Dozė, H.; Mori, H.; ir kt. Didelis neantibiotikų poveikis žmogaus žarnyno bakterijoms. Gamta 2018, 555, 623–628. [CrossRef] [PubMed]

5. Salminen, S.; Collado, MC; Endo, A.; Hill, C.; Lebeer, S.; Quigley, EMM; Sandersas, aš; Šamiras, R.; Swann, JR; Szajevska, H.; ir kt. Tarptautinės mokslinės probiotikų ir prebiotikų asociacijos (ISAPP) konsensuso pareiškimas dėl postbiotikų apibrėžimo ir taikymo srities. Nat. Gastroenterolio kunigas. Hepatol. 2021, 18, 649–667. [CrossRef]

6. Zhang, P.; Zou, J.-Z.; Chen, J.; Tan, X.; Xiang, F.-F.; Shen, B.; Hu, J.-C.; Wang, J.-L.; Wang, Y.-Q.; Yu, J.-B.; ir kt. Trimetilamino N-oksido ryšys su širdies ir kraujagyslių bei hemodializės pacientų mirtingumu dėl visų priežasčių. Ren. Nepavyko. 2020, 42, 1004–1014. [CrossRef]

7. Zhao, J.; Ningas, X.; Liu, B.; Dongas, R.; Bai, M.; Sun, S. Specifiniai žarnyno mikrobiotos pokyčiai pacientams, sergantiems lėtine inkstų liga: atnaujinta sisteminė apžvalga. Ren. Nepavyko. 2021, 43, 102–112. [CrossRef]

8. Zsom, L.; Zsom, M.; Salimas, SA; Fülöp, T. Numatomas glomerulų filtracijos greitis sergant lėtine inkstų liga: kritinė įvertinimais pagrįstų individualių inkstų ligos rezultatų prognozių apžvalga. Toksinai 2022, 14, 127. [CrossRef]

9. Cigarranas Guldris, S.; Gonzálezas Parra, E.; Cases Amenós, A. Žarnų mikrobiota sergant lėtine inkstų liga. Nefrologia 2017, 37, 9–19. [CrossRef]

10. Favero, C.; Carriazo, S.; Cuarental, L.; Fernandez-Prado, R.; Gomá-Garcés, E.; Perezas-Gomezas, MV; Ortizas, A.; Fernandez-Fernandez, B.; Sanchez-Niño, MD fosfatas, mikrobiota ir CKD. Maistinės medžiagos 2021, 13, 1273. [CrossRef]

11. Chi, M.; Ma, K.; Wang, J.; Dingas, Z.; Li, Y.; Zhu, S.; Liang, X.; Zhang, Q.; Daina, L.; Liu, C. Žarnų mikrobiotos imunomoduliuojantis poveikis inkstų ligoms. J. Immunol. Res. 2021, 2021, 5516035. [CrossRef]

12. Castillo-Rodriguez, E.; Fernandez-Prado, R.; Esteras, R.; Perezas-Gomezas, MV; Gracia-Iguacel, C.; Fernandez-Fernandez, B.; Kanbay, M.; Tejedoras, A.; Lazaro, A.; Ruiz-Ortega, M.; ir kt. Pakitusios žarnyno mikrobiotos įtaka lėtinės inkstų ligos progresavimui. Toxins 2018, 10, 300. [CrossRef] [PubMed]

13. Fernandezas-Prado, R.; Esteras, R.; Perezas-Gomezas, MV; Gracia-Iguacel, C.; Gonzalez-Parra, E.; Sanz, AB; Ortizas, A.; Sanchez-Niño, MD Maistinės medžiagos, paverstos toksinais: mikrobiotos maistinių medžiagų savybių moduliavimas sergant lėtinėmis inkstų ligomis. Nutrients 2017, 9, 489. [CrossRef] [PubMed]

14. Poveda, J.; Sanchez-Niño, MD; Glorieux, G.; Sanz, AB; Egidas, J.; Vanholder, R.; Ortiz, A. P-krezilo sulfatas turi priešuždegiminį ir citotoksinį poveikį žmogaus proksimalinėms kanalėlių epitelio ląstelėms. Nefrolis. Surinkite. Transplantacija. 2014, 29, 56–64. [CrossRef] [PubMed]

15. Sun, C.-Y.; Chang, S.-C.; Wu, M.-S. Kloto ekspresijos slopinimas su baltymais surištais ureminiais toksinais yra susijęs su padidėjusia DNR metiltransferazės ekspresija ir DNR hipermetilinimu. Kidney Int. 2012, 81, 640–650. [CrossRef]

16. Žarnyno mikrobiota sergant lėtine inkstų liga – PubMed. Prieiga per internetą: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27553986/ (prieiga 2022 m. liepos 11 d.).

17. Mills, S.; Stanton, C.; Lane, JA; Smithas, GJ; Ross, RP Precision Nutrition and the Microbiome, I dalis: Dabartinė mokslo padėtis. Maistinės medžiagos, 2019, 11, 923. [CrossRef]

18. Kimas, S.-K.; Guevarra, RB; Kim, Y.-T.; Kwon, J.; Kim, H.; Cho, JH; Kim, HB; Lee, J.-H. Probiotikų vaidmuo su žmogaus žarnų mikrobiomu susijusiose ligose. J. Microbiol. Biotechnol. 2019, 29, 1335–1340. [CrossRef]

19. Markowiak, P.; ´Sli˙zewska, K. Probiotikų, prebiotikų ir sinbiotikų poveikis žmogaus sveikatai. Nutrients 2017, 9, 1021. [CrossRef]

20. Holscher, HD Dietary Fiber and Prebiotics and the Gastrointestinal Microbiota. Žarnų mikrobai, 2017, 8, 172–184. [CrossRef] [PubMed]

21. Muralitaranas, RR; Jama, HA; Xie, L.; Peh, A.; Snelsonas, M.; Marques, FZ Mikrobų bendraamžių spaudimas: žarnyno mikrobiotos vaidmuo hipertenzijoje ir jos komplikacijose. Hipertenzija 2020, 76, 1674–1687. [CrossRef]

22. Vrzáˇcková, N.; Rumlis, T.; Zelenka, J. Postbiotikai, metabolinis signalizavimas ir vėžys. Molecules 2021, 26, 1528. [CrossRef]

23. Rhys-Jones, D.; Climie, RE; Gill, PA; Jama, HA; Galva, GA; Gibsonas, PR; Kaye, DM; Muiras, JG; Marques, FZ Mikrobų intervencijos siekiant kontroliuoti ir sumažinti kraujospūdį Australijoje (MICRoBIA): dvigubai aklo atsitiktinių imčių kryžminio placebu kontroliuojamo tyrimo pagrindimas ir planas. Bandymai, 2021, 22, 496. [CrossRef]

Chiara Favero 1, Laura Giordano 2, Silvia Maria Mihaila 2, Rosalinde Masereeuw 2, Alberto Ortiz 1,3,4 ir Maria Dolores Sanchez-Niño 1,3,5,

1 Nefrologijos ir hipertenzijos skyrius, IIS-Fundacion Jimenez Diaz UAM, 28049 Madridas, Ispanija

2 Farmakologijos skyrius, Utrechto Farmacijos mokslų institutas, Utrechto universitetas, 3584 CG Utrechtas, Nyderlandai

3 Redes de Investigación Cooperativa Orientadas a Resultados en Salud (RICORS) 2040, 28049 Madridas, Ispanija

4 Departamento de Medicina, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de Madrid, 28049 Madridas, Ispanija

5 Departamento de Farmacología, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de Madrid, 28049 Madridas, Ispanija