השפעות של חומצה פרפלואורואוקטנואית על מיקרוביוטה במעיים ומטבוליטים מיקרוביאליים בעכברים C57BL/6JⅠ

תַקצִיר:

חומצה Perfluorooctanoic (PFOA) מייצגת דאגה גוברת לבריאות הציבור בשל התמדה שלה בסביבה והשפעותיה הרעילות. ידוע כי המיקרוביוטה של ​​המעי מייצרת מטבוליטים שונים המסייעים למארח לשמור על הומאוסטזיס מטבולי.

לחץ להקלה מיידית על עצירות מבוגרים

עם זאת, מעט מחקרים חקרו את ההשפעות של PFOA על מטבוליטים הקשורים למיקרוביוטה במעיים. במחקר הנוכחי, עכברי זכר C57BL/6J נחשפו ל-1 ppm של PFOA במי שתייה במשך ארבעה שבועות וניתוח אינטגרטיבי של המיקרוביום והמטבולום של המעי בוצע כדי לחשוף את ההשפעות הבריאותיות של PFOA. התוצאות שלנו הראו ש-PFOA הפריע למיקרוביוטה של ​​המעיים הרכב והפרופילים המטבוליים של הצואה, הסרום והכבד בעכברים. נמצא מתאם בין LachnospiraceaeUCG004, Turicibacter, Ruminococcaceae ומטבוליטים צואה שונים.

שינויים משמעותיים במטבוליטים הקשורים למיקרוביוטה במעיים נגרמו על ידי חשיפה ל-PFOA, כולל חומצות מרה ומטבוליטים טריפטופן כגון חומצה אינדולאקקרילית ו-3-חומצה אינדולאצטית. הממצאים של מחקר זה מועילים בשיפור ההבנה של ההשפעות הבריאותיות של PFOA, העשויות להיות מתווך באמצעות המיקרוביוטה של ​​המעי והמטבוליטים הקשורים לה.

1. הקדמה

חומצה פרפלואורואוקטנואית (PFOA) היא חומר פר-ופולי-פלואורי-אלקיל (PFAS) מיוצר המיושם באופן נרחב בקצפים לכיבוי אש, חומרים פעילי שטח, חומרים מגנים על פני השטח ומוצרים מסחריים אחרים. בארצות הברית, קיומו של PFOA נמצא ביותר מ-100 מערכות מים ציבוריות [1]. PFOA רשום כמזהם אורגני מתמשך באמנת שטוקהולם, וייצורו הופסק בהדרגה במדינות רבות. עם זאת, PFOA מתמשך מאוד בסביבה ועדיין מאיים הן על הסביבה והן על בריאות האדם. בני אדם נחשפים ל-PFOA בעיקר באמצעות צריכת מי שתייה ומזון מזוהמים, ולאחר מכן ספיגה ושאיפה עורית [2].

PFOA זוהה בפלזמה אנושית בקבוצת אם-ילד דנית של 738 נשים הרות וילדיהן [3], ובמשתתפיםנרשם לניסוי בתוכנית למניעת סוכרת בארה"ב [4]. PFOA נחשב לקיים בסרום של כמעט כל האנשים במדינות מתועשות [5]. זמן מחצית החיים של PFOA בבני אדם הוצע להיות 0.5-1.5 שנים בהתבסס על מחקר תצפית ומחקרים קליניים בבני אדם [6]. באוקטובר 2021, הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית (EPA) פרסמה את מפת הדרכים האסטרטגית של PFAS להגנה על בריאות האדם והסביבה מפני הסכנות של PFAS.

מגבלת הייעוץ לבריאות מי השתייה של ה-EPA של ארה"ב עבור PFOA היא 0.004 חלקים לטריליון (ppt). השפעות בריאותיות שונות נקשרו לחשיפת PFOA. לדוגמה, PFOA עורר את הכדאיות של התא, עיכב ייצור רדיקלים חופשיים ושיבש את מצב החיזור בתאי גרנולוזה חזירים, עם פגיעה פוטנציאלית בתפקוד הרבייה, הדורש איזון חמצוני הולם [7]. PFOA יכול לגרום לדיסביוזיס מיקרוביאלית במעיים [8] –10]. המיקרוביוטה של ​​המעי מורכבת ממיקרואורגניזמים החיים במערכת העיכול, שהיא חלק בלתי נפרד מהמארח. הרכב המיקרוביוטה של ​​המעי הוא דינמי ויכול להיות מושפע מגורמים רבים, כולל מזהמים סביבתיים, כגון חומרי הדברה [11,12], מתכות כבדות [13,14], ומוצרי טיפוח אישי [15]. דיסביוזה של המיקרוביוטה של ​​המעי קשורה למחלות שונות, כגון קוליטיס כיבית [16].

רמות גבוהות יותר של PFOA בנסיוב נמצאו בחולים עם קוליטיס כיבית בהשוואה לנבדקי ביקורת [5]. למיקרוביוטה יש השפעה יוצאת דופן על מצבי הבריאות והמחלה של המארח באמצעות ייצור או שינוי של מטבוליטים שונים. למטאנום של מיקרוביוטה יש יכולת עצומה לבצע מגוון רחב של תהליכים מטבוליים, כגון ייצור חומצות שומן קצרות שרשרת, ייצור של נגזרות טריפטופן והפיכת חומצות מרה ראשוניות לחומצות מרה משניות.

מטבוליטים אלו הקשורים במעיים למיקרוביוטה ממלאים תפקיד מפתח בשמירה על ההומאוסטזיס המטבולי של המארח. בתור חומצת אמינו חיונית, טריפטופן יכול להפוך למטבוליטים טריפטופן שונים על ידי מיקרואורגניזמים במעיים, כגון 3-חומצה אינדולאקרילית ו-{{3} }חומצה אינדולאצטית. מטבוליטים של טריפטופן יכולים להפעיל מסלולי איתות ולשלוט בהומאוסטזיס ובתפקוד של תאי מערכת החיסון באמצעות גורמי שעתוק כמו קולטן הפחמימנים האריל (AhR) [17]. חומצות מרה ראשוניות מסונתזות בהפטוציטים מארח מכולסטרול, אשר חודרים למערכת העיכול ומשתנים על ידי המיקרוביוטה של ​​המעי לחומצות מרה משניות. חומצות מרה מוכרות כגורמי איתות ומשלבים מטבוליים, והן הפכו למטרות טיפוליות למחלות כמו הפרעות מטבוליות [18].

המיקרוביוטה של ​​המעי יכולה להשפיע על מאגר חומצות המרה; בינתיים, מאגר חומצות המרה יכול לווסת את המבנה הקהילתי של המיקרוביוטה של ​​המעי [19]. למיקרוביוטה של ​​המעי והמעיים יש קשר דו-כיווני עם הכבד, המכונה "ציר המעי-כבד". מטבוליטים ומוצרים שמקורם במעיים יכולים להיות מועברים לכבד דרך וריד השער. בינתיים, הכבד מפריש חומצות מרה לתוך המעי כדי להקל על העיכול של שומן וחומרי תזונה מסיסים בשומן. למיקרוביוטה של ​​המעי תפקיד מכריע בשמירה על ההומאוסטזיס של ציר המעי-l-כבד ומאגר חומצות המרה.

מטבוליטים שמקורם במיקרוביוטה במעיים הם קריטיים גם בפתוגנזה של מחלות כבד, כגון חומצות מרה משניות [20] ו-trimethylamine N-oxide (TMAO) [21]. ניתן להקל על נזק כבד המושרה על ידי PFOA על ידי תוספת של חיידקי חומצת חלב או גסטרודין [22,23]. המיקרוביוטה של ​​המעי יכולה להשפיע על ההומאוסטזיס המטבולי של המארח על ידי ייצור מטבוליטים הקשורים למעי-מיקרוביוטה.

עם זאת, לא בוצע ניתוח אינטגרטיבי של המיקרוביוט והמטבולום של המעי המופרעים כתוצאה מחשיפה ל-PFOA. במחקר זה, ביצענו ריצוף גנים של 16S rRNA, בשילוב עם מטבולומיקה לא ממוקדת, ניתוח על דגימות צואה, סרום וכבד מעכברי C57BL/6J שטופלו ב-PFOA כדי לחשוף את ההשפעות של PFOA על המיקרוביוטה של ​​המעי והמטבוליטים הקשורים לה. הממצאים של מחקר זה מועילים בשיפור ההבנה של ההשפעות הרעילות של PFOA.

צמחי מרפא טבעיים להקלה על עצירות-Cistanche

Cistanche הוא סוג של צמחים טפילים השייך למשפחת ה- Orobanchaceae. צמחים אלו ידועים בסגולותיהם הרפואיות ושימשו ברפואה סינית מסורתית (TCM) במשך מאות שנים. מיני Cistanche נמצאים בעיקר באזורים צחיחים ומדבריים של סין, מונגוליה וחלקים אחרים של מרכז אסיה. צמחי ה- Cistanche מאופיינים בגבעולים הבשרניים והצהבהבים שלהם ומוערכים מאוד בשל היתרונות הבריאותיים הפוטנציאליים שלהם. ב-TCM, מאמינים כי ל-Cistanche יש תכונות טוניקות והוא משמש בדרך כלל להזנת הכליה, לשיפור החיוניות ולתמיכה בתפקוד המיני. הוא משמש גם לטיפול בבעיות הקשורות להזדקנות, עייפות ורווחה כללית. בעוד ל-Cistanche יש היסטוריה ארוכה של שימוש ברפואה מסורתית, המחקר המדעי על יעילותו ובטיחותו מתמשך ומוגבל. עם זאת, ידוע שהוא מכיל תרכובות ביו-אקטיביות שונות כגון פנילתנואידים גליקוזידים, אירידואידים, ליגנאנים ופוליסכרידים, אשר עשויים לתרום להשפעותיו הרפואיות.

של Wecistancheאבקת cistanche, טבליות cistanche, כמוסות cistanche, ומוצרים אחרים מפותחים באמצעותמִדבָּרcistancheכחומרי גלם, שלכולם השפעה טובה על הקלה על עצירות. המנגנון הספציפי הוא כדלקמן: ל- Cistanche מאמינים שיש יתרונות פוטנציאליים להקלה על עצירות בהתבסס על השימוש המסורתי שלו ותרכובות מסוימות שהוא מכיל. בעוד שמחקרים מדעיים ספציפיים על ההשפעה של Cistanche על עצירות מוגבלים, מניחים שיש לו מספר מנגנונים שעשויים לתרום לפוטנציאל שלו להקל על עצירות. אפקט משלשל:Cistancheזה זמן רב בשימוש ברפואה הסינית המסורתית כתרופה לעצירות. מאמינים שיש לו השפעה משלשלת קלה, שיכולה לעזור לקדם תנועות מעיים ולגרום לעצירות. ניתן לייחס השפעה זו לתרכובות שונות ב- Cistanche, כגון פנילתנואידים גליקוזידים ופוליסכרידים. לחות המעיים: בהתבסס על שימוש מסורתי, Cistanche נחשבת לבעלת תכונות לחות, המכוונות במיוחד למעיים. קידום הידרציה ושימון המעיים עשוי לעזור לרכך כלים ולהקל על מעבר קל יותר, ובכך להקל על עצירות. השפעה אנטי דלקתית: עצירות יכולה לפעמים להיות קשורה לדלקת במערכת העיכול. Cistanche מכיל תרכובות מסוימות, כולל phenylethanoid גליקוזידים וליגננים, אשר מאמינים כי יש תכונות אנטי דלקתיות. על ידי הפחתת דלקת במעיים, זה עשוי לעזור לשפר את סדירות תנועת המעיים ולהקל על עצירות.