Zánět a mikrobiom

Flavobiotika, která mění mikrobiom, regenerují střevní bariéru a aktivují imunitní systém

Mikrobióm+®

Mikrobióm+® je prvotřídní flavobiotikum z citrusů, které obsahuje specificky aktivní flavonoidy. Mikrobióm+® přímo využívá potenciál střevního mikrobiomu a zlepšuje funkci střevní bariéry. Mikrobióm+® je speciálně navržen tak, aby pozitivně podporoval činnost imunitního systému.

V roce 2019 se uskutečnila klinická studie s denní dávkou 500 mg Mikrobióm+®, aby se vyhodnotil přínos pro složení střevního mikrobiomu. Výsledky ukázaly významnou změnu ve složení mastných kyselin s krátkým řetězcem (SCFA). Jde o přímý vliv změny složení střevního mikrobiomu. Kromě toho byl prokázán silný trend ke snížení fekálního kalprotektinu, který prokázal imunomodulaci. Oba výsledky posilují hypotézu, že citrusové polyfenolové sloučeniny jsou schopné modulovat složení a funkci střevní mikrobioty, a tím podporovat zdraví střev a hostitele prostřednictvím svých protizánětlivých účinků.

Klinická studie

Úvod

Rozvinuté země úspěšně bojují s infekčními nemocemi, avšak prevalence metabolických, kardiovaskulárních a autoimunitních nemocí roste (1). Nárůst zánětlivých a autoimunitních onemocnění souvisí se změněnou „západní“ stravou, což je důležitý faktor ovlivňující střevní ekosystém, který může být velmi důležitý při rozvoji lidských nemocí. Nedávné údaje naznačují, že různé polyfenolové sloučeniny, pocházející například z citrusů, jsou schopné modulovat strukturu a funkci střevního mikrobiomu, a tím příznivě ovlivňovat zdraví střev (2).

Mikrobióm+® je extrahován z citrusových plodů s vynikající stabilitou a vysokou koncentrací dvou základních flavonoidů: hesperidinu a naringinu.

Výhody Mikrobióm+® byly hodnoceny v klinické studii, která prokázala dvojí působení složky:

1. Aktivní flavonoidy přímo působí ve střevním lumen tím, že chrání a výrazně zlepšují funkci střevní bariéry.

2. Aktivují imunitní systém a snižují zánět střeva s pozitivní změnou složení mikrobiomu: ve výsledku se zvýšila hladina butyrátu (P = 0,031) a snížila hladina kalprotektinu, což naznačuje nižší zatížení patogeny.

Cíle

Primárním cílem klinické studie bylo prozkoumat účinek 12týdenní suplementace Mikrobióm+® na střevní ekosystém a na hladiny kalprotektinu u jedinců s nadváhou a nevyváženým lipidovým profilem. Jelikož účastníci měli nadváhu, pravděpodobně se u nich projevila dysbióza na úrovni mikrobiomu a nízký chronický zánět ve střevě.

Metodika

12týdenní randomizovaná, paralelní, dvojitě zaslepená, placebem kontrolovaná studie byla navržena tak, aby zkoumala účinky denní dávky 500 mg Mikrobióm+® na složení střevního mikrobiomu a hladiny kalprotektinu. Studie se uskutečnila na skupině 50 subjektů s nadváhou, a tedy se změněnou mikrobiotou (tabulka 1). Každý subjekt absolvoval tři testovací dny. Po celonočním lačnění byl subjektům odebrán vzorek stolice v první a poslední testovací den. Během všech tří testovacích dnů byl měřen krevní tlak.

Výsledky

1) Mastné kyseliny s krátkým řetězcem

Po 12 týdnech denního příjmu Mikrobióm+® se podíl butyrátu na celkových SCFA významně zvýšil (P = 0,031) (obrázek 1).

Kromě toho se poměr butyrátu k acetátu významně zvýšil ve skupině Mikrobióm+® ve srovnání se skupinou s placebem (P = 0,020).

2) Změny v mikrobiomu

Po 12týdenní intervenci mezi skupinami Mikrobióm+® a placebem byl pozorován nárůst klastru produkujícího butyrát Clostridium cluster XIVa se změnou oproti výchozí hodnotě o 43,9 % v intervenci ve srovnání s 15,9 % ve skupině s placebem. (Obrázek 2).

3) Hladiny kalprotektinu

Po 12 týdnech denní suplementace Mikrobióm+® se ukázalo výrazné snížení fekálního kalprotektinu ve srovnání se skupinou s placebem (P = 0,058) (obrázek 3). Toto snížení odráží snížení zátěže patogeny ve střevě.

In vitro studie

Cíle

Cílem in vitro studie bylo pozorovat okamžitý účinek Mikrobióm+® při nižších dávkách v modelu TIM-2. Model TIM-2 je dobře ověřený in-vitro model tlustého střeva.

V tomto kontrolovaném experimentu byly dvě různé dávky (250 mg a 350 mg) Mikrobióm+® podávány během 72 hodin intestinálnímu modelu TIM-2 obsahujícímu reprezentativní vzorek lidské mikrobioty od 6 zdravých a starších dobrovolníků.

Výsledky

1) Účinek na mastné kys. s krátkým řetězcem

Po denním příjmu Mikrobióm+® během 72 hodin byl pozorován nárůst SCFA v průběhu času. Dávka 350 mg způsobila největší zvýšení (obrázek 4).

2) Rozdíl v butyrátu, acetátu a propionátu

Po 12 týdnech denního příjmu Mikrobióm+® byl v průběhu času pozorován nárůst butyrátu, acetátu a propionátu, přičemž acetát vykazoval největší kvantitativní nárůst ve srovnání s kontrolou.

Butyrát a propionát regulují imunitní systém a jsou také důležitým modulátorem sytosti.

Acetát hraje důležitou úlohu při potlačování chuti k jídlu tím, že stimuluje uvolňování hormonů sytosti PYY a GLP-1.

3) Účinek na složení mikrobioty

Roseburia spp. je člen klastru Clostridium IVa a je to bakteriální kmen produkující butyrát, který je spojen se snížením hmotnosti a snížením inzulinové rezistence (prediabetes). Po denním příjmu Mikrobióm+® během 12 týdnů bylo pozorováno významné zvýšení Roseburia spp. v mikrobiomu (obrázek 5).

B. eggerthii je druh v rámci kmene bacteroidetes, přesněji kmen bacteroides fragilis, který hraje úlohu při produkci acetátu a prevenci střevních zánětů. Jak je znázorněno na obrázku níže, po denním příjmu Mikrobióm+® došlo k významnému zvýšení B. eggerthii v mikrobiomu (obrázek 6).

4) Změna mikrobiomu na podobný, jaký pozorujeme při rostlinné stravě

Na úrovni kmenů vedla intervence s Mikrobióm+® k relativnímu zvýšení Bacteroidetes a relativnímu snížení Firmicutes. Takový posun v poměru Bacteroidetes / Firmicutes je často spojen s rostlinnou stravou, která má obvykle vysoký obsah vlákniny a nízký obsah tuku. Podobně nárůst Roseburia spp. obrací trend, který obvykle pozorujeme při živočišné stravě.

Vliv na imunitní systém

V tlustém střevě sídlí více než 80 % imunitních buněk a je jediným největším orgánem s přímou funkcí v našem imunitním systému.

Mikrobióm+® uplatňuje své pozitivní účinky právě v této důležité části našeho imunitního systému několika způsoby:

1) Zprostředkovává změnu mikrobioty

In-vitro studie ukazují, že Mikrobióm+® může významně modulovat střevní mikrobiotu.

Ovlivňuje růst specifických bakteriálních skupin, zejména Clostridium klastr XIVa, schopných poskytovat zdravotní přínosy prostřednictvím produkce SCFA (např. butyrát, acetát, propionát).

2) Zlepšuje funkce střevní bariéry

In vitro pokusy ukázaly, že butyrát snižuje permeabilitu a zlepšuje funkci střevní bariéry (měřeno jako transepiteliální rezistence). Konkrétně butyrát zprostředkovává tvorbu proteinů těsných spojů (tight junctions), jako jsou klaudiny a okludiny, prostřednictvím AMPK.

Tvorba proteinů těsných spojů je dynamický proces, který je rozhodující při vytváření a udržování funkce střevní bariéry.

3) Snižuje zánět střev

Jak se ukázalo v první klinické studii, kalprotektin – klinický marker zánětu střev – se snížil v důsledku konzumace Mikrobióm+®.

Ve spolupráci s Maastrichtskou univerzitou se uskutečnila mechanistická studie na inovativním 2rozměrném in-vitro modelu buněčných linií Caco2 kombinovaných s makrofágy stimulovanými LPS (obrázek 8).

Účelem studie bylo zjistit, zda specifické metabolity flavonoidů v Mikrobióm+® mají vliv na mediátory zánětlivých reakcí, jako je TNF-α.

Hesperetin a naringenin, oba přímé metabolity Mikrobióm+®, mají přímý a významný vliv na uvolňování TNF-α. Snížením uvolňování TNF-α lze působit proti chronickému zánětu nízkého stupně ve střevě (obrázek 9 a 10).

Závěr

Mikrobióm+® podporuje zdraví střev a hostitele svými protizánětlivými účinky v důsledku své schopnosti modulovat složení střevního mikrobiomu. Významný posun od acetátu ke zdraví prospěšnému butyrátu a výrazné zvýšení podílu butyrátu na celkových SCFA jsou výsledkem změněného složení mikrobiomu.

Butyrát pozitivně ovlivňuje funkci střevní bariéry a snižuje zánět střev, což se odráží v nižších hladinách kalprotektinu. Mikrobióm+® je proto prvotřídní flavobiotikum, které posiluje střevní bariéru a zvyšuje imunitu.

Reference

1. Manzel A, Muller DN, Hafler DA, Erdman SE, Linker RA, Kleinewietfeld M. Role of “Western diet” in inflammatory autoimmune diseases. Current allergy and asthma reports. 2014;14(1):404.
2. Romier B, Schneider YJ, Larondelle Y, During A. Dietary polyphenols can modulate the intestinal inflammatory response. Nutr Rev. 2009;67(7):363-78.
3. Guinane CM, Cotter PD. Role of the gut microbiota in health and chronic gastrointestinal disease: understanding a hidden metabolic organ. Therapeutic advances in gastroenterology. 2013;6(4):295-308.
4. Canani RB, Costanzo MD, Leone L, Pedata M, Meli R, Calignano A. Potential beneficial effects of butyrate in intestinal and extraintestinal diseases. World Journal of Gastroenterology : WJG. 2011;17(12):1519-28.
5. Stevens Y, Rymenant EV, Grootaert C, Camp JV, Possemiers S, Masclee A, et al. The Intestinal Fate of Citrus Flavanones and Their Effects on Gastrointestinal Health. Nutrients. 2019;11(7):1464.
6. Wang, Xiaozhen, Xican Li, and Dongfeng Chen. 2011. “Evaluation of Antioxidant Activity of Isoferulic Acid in Vitro.” Natural product communications 6(9):1285–88. Retrieved December 13, 2017 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21941899).