Mikrobiom jelitowy i zdrowie: koncepcje mechanistyczne

Willem M de Vos,^1,2 Herbert Tilg,³ Matthias Van Hul,⁴ Patrice D Cani⁴

ABSTRAKT:

Florę jelitową uważa się obecnie za jeden z kluczowych elementów regulacji zdrowia organizmu gospodarza. Praktycznie wszystkie okolice naszego ciała są skolonizowane przez drobnoustroje, które mogą wchodzić w różnego rodzaju wzajemne oddziaływania z naszymi narządami. Rozwój coraz doskonalszych narzędzi i technik molekularnych (tj. metagenomiki, metabolomiki, lipidomiki, metatranskryptomiki) umożliwia stopniowe odkrywanie złożonych interakcji zachodzących pomiędzy gospodarzem a różnymi zasiedlającymi go mikroorganizmami. Obecnie zmiany mikroflory jelitowej wiąże się z wieloma chorobami, m.in. z otyłością, cukrzycą typu 2, stłuszczeniem wątroby, chorobami jelit (nieswoistym zapaleniem jelit) i różnymi typami nowotworów. Wskazuje to na ich wpływ na różne szlaki immunologiczne i związane z przemianami energetycznymi oraz z metabolizmem lipidów i glukozy.

W niniejszym artykule przeglądowym położono szczególny nacisk na krytyczną ocenę aktualnej wiedzy z tej dziedziny. Omówiono liczne mechanizmy molekularne wyjaśniające możliwy związek przyczynowy bakterii jelitowych z ochroną przed chorobami lub z rozwojem chorób.

Przyglądamy się dobrze znanym metabolitom (tj. krótkołańcuchowym kwasom tłuszczowym, kwasom żółciowym, N-tlenkowi trimetyloaminy), poszerzając tę analizę o niedawno zidentyfikowane związki czynne molekularnie (tj. endokannabinoidy, bioaktywne lipidy, związki fenolopochodne, zaawansowane produkty końcowe glikacji i enterosyny) i ich swoiste receptory, takie jak receptor aktywowany proliferatorami peroksysomów alfa (PPARα) i gamma (PPARγ), receptor węglowodorów arylowych (AhR) i receptory sprzężone z białkiem G (tj. GPR41, GPR43, GPR119, z białkiem G receptor Takeda 5).

Poznanie złożoności związków łączących drobnoustroje jelitowe ze zdrowiem i ich aspektów molekularnych pomoże stworzyć podstawy dla nowych metod leczenia. Prace nad takimi metodami są już obecnie w toku.