Synbiotyk redukujący siarczan indoksylu i przewlekłą chorobę nerek

ali.ma@wecistanche.com

CZĘŚĆ Ⅱ: Podawanie synbiotycznego szczepu Lactobacillus bulgaricus 6c3, inuliny i fruktooligosacharydu zmniejsza stężenie siarczanu indoksylu i uszkodzenia nerek w modelu szczurzym

AlonsoJerez-Morales, JoseS.Merino,Sindy T.Diaz-Castillo & et al.

Abstrakcyjny

Siarczan indoksylu(IS) jest zaangażowany w rozwójprzewlekłą chorobę nerek(PChN) i jej powikłania sercowo-naczyniowe. Jedno z proponowanych podejść do zmniejszenia IS(Siarczan indoksylu) jest administracjąsynbiotyki. Praca ta miała na celu poszukiwanie szczepu probiotycznego zdolnego do zmniejszenia IS w surowicy(Siarczan indoksylu) poziomy i zmieszaj z dwoma prebiotykami (inulinaorazfruktooligosacharyd(FOS)) stworzyć domniemanysynbiotyki przetestuj to na szczurze CKD (przewlekłą chorobę nerek) Model. Dwie grupy szczurów Sprague-Dawley poddano nefrektomii. Jedna grupa (Lac) otrzymywała mieszaninę przez 16 tygodni w wodzie do picia, a druga nie (Nef). Grupa kontrolna (C) obejmowała szczury po pozorowanej nefrektomii. Kreatynina w surowicy i IS(Siarczan indoksylu)stężenia mierzono za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej z detektorem diodowym (HPLC-DAD). Do badania próbek z nerek i serca zastosowano mikroskopię optyczną i mikroskopię wzbudzenia dwufotonowego. Grupa Lac, która otrzymałasynbiotyk, zredukowane IS(Siarczan indoksylu) o 0,8 proc., podczas gdy grupa Nef zwiększyła go o 38,8 proc. Analiza histologiczna nerek wykazała, że ​​grupa Lac zwiększyła obszary zwłóknienia o 12%, a grupa Nef o 25%. Synbiotyk nie zmniejszył zwłóknienia serca. Dlatego domniemany synbiotyk wykazał, że funkcja zmniejszająca IS(Siarczan indoksylu)i postęp CKD(przewlekłą chorobę nerek)w modelu szczurzym, ale nie zaobserwowano ochrony serca.

Słowa kluczowe: PChN; siarczan indoksylu; CVD; zwłóknienie nerek; synbiotyk

KLIKNIJ TUTAJ, ABY CZĘŚCIĆ Ⅰ

Kliknij, aby cistanche UK na chorobę nerek

3. Dyskusja

Biorąc pod uwagę znaczny wzrost rozpowszechnienia na świecie, trudności i koszty leczenia oraz fakt, że jest jednym z głównych czynników ryzyka chorób układu krążenia [13,20], PChN(przewlekłą chorobę nerek)staje się jednym z głównych wyzwań zdrowia publicznego. Obecnie rośnie liczba dowodów naukowych potwierdzających ścisły związek między zdrowiem jelit a zdrowiem nerek, powszechnie określanym jako oś jelitowo-nerkowa [21]. Komunikacja/interakcja między mikrobiotą jelitową a jej gospodarzem jest istotna patofizjologicznie, szczególnie w CKD(przewlekłą chorobę nerek)pacjentów [22]. U tych pacjentów wzrost związków mocznicowych we krwi może wpływać na skład i metabolizm mikroflory, a także sprzyjać wzrostowi grup bakterii wytwarzających te metabolity [21,22]. Doniesiono, że u osób cierpiących na dysbiozę mikrobiota może wytwarzać ponad 200 metabolitów surowicy [17]. Wszystko to implikuje wzrost przepuszczalności jelit, co może skutkować translokacją metabolitów, endotoksyn i żywych bakterii do krwioobiegu [23], sprzyjając w ten sposób przewlekłemu zapaleniu, zwiększając ryzyko sercowo-naczyniowe i pogarszając toksyczność mocznicową. Niemniej jednak zaburzenie równowagi mikroflory jelitowej można odwrócić, na przykład stosując prebiotyki, probiotyki lub ich kombinację jakosynbiotyki. W tym kontekście opisano, że suplementacja niektórymi probiotykami i prebiotykami może zmniejszyć produkcję niektórych toksyn mocznicowych i przywrócić prawidłową mikroflorę [5]. Nasze wyniki dostarczają dowodów, że spośród 84 szczepów bakteryjnych badanych in vitro w tym badaniu, trzy szczepy wykazały zdolność do znacznej redukcji [Sin pożywki hodowlanej. Wyniki te są podobne do tych przedstawionych przez innych autorów [24, 25]. Mechanizm, dzięki któremu IS(Siarczan indoksylu)jest zmniejszona pozostaje niepewna. Postulowano, że JEST(Siarczan indoksylu)mogą wiązać się ze ścianą komórkową probiotyków, a następnie być eliminowane z kałem [25] lub niektóre drobnoustroje posiadają enzvmes zdolne do degradacji IS(Siarczan indoksylu)[26]. Niezależnie od tego, czy te postulowane mechanizmy są prawidłowe, czy nie, powszechnie donoszono, że probiotyki przywracają normalną mikroflorę u osób z PChN(przewlekłą chorobę nerek)spowodowane dysbiozą [27].

Stosowanie prebiotyków i probiotyków jako podejście do zmniejszenia progresji PChN(przewlekłą chorobę nerek)został szeroko zbadany. Wykazano, że różne prebiotyki są przydatne w redukcji różnych metabolitów dysbiozy, jako suplement dializy otrzewnowej [17,18]. Lai i in. [28] porównali efekt diety niskobiałkowej i suplementacji tej dietyinulina(19g/dzień)w stadium 3 lub 4 PChN(przewlekłą chorobę nerek)pacjentów. Poinformowali, że interwencja dietetyczna miała niewielki wpływ na mikrobiotę, zmniejszając jedynie częstość występowania rodzaju Lacto-bacillus, ale kiedyinulinadodano, że możliwe było zwiększenie poziomu Bifidobacterium.

Kolejny korzystny efektinulinabyło zmniejszenie pH jelit, azotu mocznikowego, TNF-a i NOX2 we krwi, ograniczenie wzrostu URM i zmniejszenie stanu zapalnego [28]. Niemniej jednak doniesiono, że dodanie probiotyków do diety generuje znacznie bardziej znaczące efekty, prowadząc do stosowania mieszanin prebiotyków i probiotyków (synbiotyki) w celu wzmocnienia ich aktywności modulującej mikroflorę. Alla i Sadeek [29] ocenili podawanie gumy arabskiej i L. casei Shirota szczurom Wistar cierpiącym na CKD(przewlekłą chorobę nerek). Ich wyniki wykazały, że leczenie było w stanie obniżyć stężenie mocznika, kreatyniny i kwasu moczowego we krwi. Podobnie, szeroko doniesiono, że stosowanie prebiotyków, probiotyków isynbiotykimają modulujący wpływ na mikrobiotę jelitową. Jest to ważna kwestia, ponieważ w warunkach dysbiozy toksyny mocznicowe (szczególnie pochodne indolu) aktywują receptor pregnanu X (PXR), który reguluje ekspresję TLR4. Wynikający z tego wzrost stanu zapalnego wpływa na barierę jelitową, zwiększając jej przepuszczalność dla różnych metabolitów i umożliwiając translokację bakterii [11]. W niniejszej pracy leczenie polegało na podawaniusynbiotykw tym inulina, FOS(Fruktooligosacharyd)i szczep L. bullgaricus 6c3. Rocchettiet al. [30] wykazali, że inny szczep L. bulgaricus, połączony w asynbiotyk, obniżył poziom IS i PCS w surowicy, gdy był stosowany w połączeniu z innowacyjną dializą u pacjentów z HD.

Zaobserwowano różnice w poziomach kreatyniny w surowicy pomiędzy szczurami kontrolnymi i szczurami z nefrektomią (Lac i Nef), co wskazuje, że model mocznicowy został pomyślnie ustalony. Niemniej jednak nie zaobserwowano istotnej różnicy przy porównywaniu grup Lac i Nef. Oznacza to, że nie było różnicy w poziomach kreatyniny, czy leczenie było stosowane, czy nie do PChN(przewlekłą chorobę nerek)szczurów, obserwacja zgodna z innymi doniesieniami [24,31,32]. Tak więc wkład pomiarów kreatyniny miał potwierdzić niedobór nerek uzyskany przez nefrektomię. Z drugiej strony serum JEST(Siarczan indoksylu)poziom wzrósł znacząco w grupie Nef (38,8 proc.), ale nie w grupiesynbiotykadministrowana grupa Lac, której IS(Siarczan indoksylu)poziom był podobny jak w grupie kontrolnej. Więcsynbiotykbył w stanie uniknąć szkodliwego wzrostu IS(Siarczan indoksylu)stężenia pomimo obecności indukowanej PChN(przewlekłą chorobę nerek).W kilku pracach odnotowano podobne wyniki przy podawaniu prebiotyków [28], probiotyków [24] lubsynbiotyki[29]ponieważ mają zdolność zmniejszania IS(Siarczan indoksylu)w różnych modelach studiów. Wuet al.[31] podawał L.acidophilus LB 5/6 nefrektomizowanym szczurom Sprague-Dawley i oceniał 35 metabolitów w kale. Co ciekawe, niektóre metabolity (kwas 3-(3-hydroksyfenylo)propionowy, amebamid, benzopiren, aspartylo-glutamina, glukuronid fenetylaminy i tetrol toksyny T2) wzrosły pięciokrotnie u szczurów po nefrektomii; niemniej jednak ich poziomy zostały przywrócone do normalnego poziomu po leczeniu. Wyniki te są zgodne z naszymi obserwacjami, ponieważ podawaniesynbiotykutrzymany IS(Siarczan indoksylu)poziom podobny jak w grupie kontrolnej.

Poinformowano, że JEST(Siarczan indoksylu)indukuje miejscowy wzrost reaktywnych form tlenu (ROS) w tkance nerkowej, które z kolei aktywują czynnik jądrowy kappa B(NF-kB) oraz aktywują stres oksydacyjny i produkcję cytokin prozapalnych [11]. IS jest zdolny do wnikania do komórek kanalików krętych za pomocą transportera anionów organicznych, a gdy już się tam znajdzie, zwiększa ROS i NF-kB, prowadząc do zmniejszenia E-kadheryny i wzrostu transformującego czynnika wzrostu (TGF- ) i aktyna mięśni gładkich alfa (-SMA). Efektem jest przejście nabłonkowo-mezenchymalne prowadzące do zwłóknienia nerek [33]. Podobnie, jednym z głównych mechanizmów ochronnych nerek L.bulgaricus 6c3 jest jego działanie przeciwzapalne osiągane przez obniżenie poziomu IS. Nasze obserwacje wykazały, że obszar zwłóknienia nerki u zwierząt z grupy Nef po nefrektomii (25% obszaru zwłóknienia) był dwukrotnie większy niż u zwierzątsynbiotykpodawano szczurom Lac z nefrektomią (12% obszaru zwłóknienia) i szczurom kontrolnym z nefrektomią; w ten sposób leczeniesynbiotykskutecznie zmniejszał obszar zwłóknienia nerki w PChN(przewlekłą chorobę nerek)szczury. Teoretycznie ten efekt ochronny można wytłumaczyć zmianą światła jelita, która z kolei może zmniejszyć IS(Siarczan indoksylu)stężenia w surowicy. Feng i wsp.[34] wykazali znaczące zmiany między szczurami z nefrektomią i bez nefrektomii obejmujące 13 gatunków bakterii należących do rodzajów Blautia, Escherichia_Shigella, Bacteroides, Allobaculum Clostridium_IV i 291 metabolitów; tym samym podkreślając wpływ PChN(przewlekłą chorobę nerek)na mikrobiocie i URM. Ponadto dostarczyli również dowodów na to, że podanie dwóch prebiotyków (kakos Poria i kwas poricoicowy A) zmodyfikowało światło jelita i przywróciło prawidłową mikroflorę jelitową. Oba prebiotyki łagodziły stan zapalny i stres oksydacyjny poprzez hamowanie szlaku IKBo /NF-kBI oraz normalizację poziomu mocznika i kreatyniny w surowicy oraz ekspresji o-SMA. Jak dotąd, zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, jest to pierwsza praca opisująca zastosowanie mikroskopii wzbudzenia dwufotonowego w tego typu badaniach i, co ciekawe, chociaż istnieją dowody na uszkodzenie ciałka kłębuszkowego (barwienie trichromianem Massona), zmiany zwłóknieniowe obserwowano jedynie w krętych kanalikach pod mikroskopem wzbudzenia dwufotonowego. Ta obserwacja potwierdza te doniesienia, w których wspomina się, że główny szkodliwy wpływ większości badanych URM dotyczy właśnie komórek krętych kanalików nerkowych [33].

Poinformowano, że JEST(Siarczan indoksylu)indukuje zwłóknienie serca z ekspresją białek włóknistych (TGF- 1, SMA i kolagen typu 1), przerostem serca i stresem oksydacyjnym [35], a coraz więcej publikacji potwierdza negatywne skutki IS(Siarczan indoksylu)na układ sercowo-naczyniowy. Kamiński i in. [36] przebadali 51 pacjentów z PChN(przewlekłą chorobę nerek)etapy 1 do 5 i poinformował, że akumulacja IS(Siarczan indoksylu)była skorelowana z zaburzeniami niektórych czynników wpływających na parametry układu hemostatycznego PChN(przewlekłą chorobę nerek)pacjentów, takich jak H2O2 i dysmutaza ponadtlenkowa Cu/Zn w osoczu. Doniesiono również, że podanie szczepu probiotycznego może zmniejszyć biomarkery zapalenia w chorobie sercowo-naczyniowej i zmniejszyć związane z tym ryzyko [37, 38]. Nasze wyniki wskazują, że chociaż surowica JEST(Siarczan indoksylu)została znacznie zmniejszona, administracjasynbiotyknie uniknął rozwoju zwłóknienia serca. W rzeczywistości postulowano, że pomimo szkód wyrządzonych przez IS(Siarczan indoksylu)w układzie sercowo-naczyniowym głównymi URM wpływającymi na serce są p-krezol [39] i TMAO [40], metabolity nie oceniane w tym badaniu. Niemniej jednak niektórzy autorzy stwierdzają, że różnice między wynikami różnych badań są konsekwencją zmienności modeli badawczych. Karbowska i wsp. [41], pracując ze szczurami Wistar i myszami C57BL6/cmdb, opisali wpływ ostrej ekspozycji na IS między innymi na proces zakrzepowy, krzepnięcie, koagulację i oporność osmotyczną erytrocytów. Poinformowali, że 0,1 mM IS we krwi było skorelowane z wytwarzaniem fibryny i agregacją indukowaną kolagenem w PRP oraz że do 1 mM IS w osoczu(Siarczan indoksylu)nie miał wpływu na hemolizę erytrocytów. W naszej pracy na szczurach Sprague-Dawley najwyższy IS(Siarczan indoksylu) osiągnięte poziomy wyniosły prawie 0,0025 mM w grupie z nefrektomią, która nie spożywałasynbiotyk(Nef). Poziomy IS powyżej 0,0025 mM mogły ujawnić korelację między kreatyniną a(Siarczan indoksylu)poziomy. Jeśli chodzi o nasze wyniki dotyczące hematokrytu wszystkich trzech grup zwierząt, są one zgodne z raportem Karbowskiej i współpracowników. Doszli również do wniosku, że JEST(Siarczan indoksylu)może być jednym z kluczowych czynników uszkodzenia serca. Ponieważ zaobserwowaliśmy również uszkodzenie serca przy niższym IS(Siarczan indoksylu) poziomów, być może nasz model wykorzystujący nefrektomię szczurów Sprague-Dawley może przyczynić się do wykrycia innych kluczowych czynników powodujących uszkodzenie serca. Na koniec należy podkreślić, że wyższy poziom IS zgłaszany przez Karbowskę i współpracowników w porównaniu z tymi, o których mowa w niniejszej pracy, może być prawdopodobnie konsekwencją wstrzykiwania zwierzętom do 100 mg/kg masy ciała IS, podczas gdy nasz Poziomy IS były konsekwencją 5/6 nefrektomii z nich. Mimo wzrostu liczby publikacji dotyczących podawania probiotyków w chorobach serca i innych chorobach, droga do zrozumienia wpływu prebiotyków i probiotyków na nasze zdrowie jest jeszcze długa.

4. Wnioski

Przedstawione tu wyniki pokazują, żesynbiotyksformułowany przy użyciu szczepu L. bulgaricus 6c3,inulinai FOS(Fruktooligosacharyd) jest w stanie zredukować IS(Siarczan indoksylu)zastosowano model zarówno in vitro, jak i we krwi szczurów Sprague-Dawley. Co więcej, był w stanie zmniejszyć postęp zwłóknienia nerek przy codziennym podawaniu, ale nie był w stanie uniknąć rozwoju zwłóknienia serca.