Τα τελευταία 20 χρόνια υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για την επίδραση του γαστρεντερικού σωλήνα στη ρύθμιση της όρεξης. Μεγάλο μέρος της εστίασης έχει δοθεί στη νευρωνική και ορμονική σχέση μεταξύ του γαστρεντερικού σωλήνα και του εγκεφάλου. Υπάρχουν πλέον αυξανόμενες ενδείξεις ότι η μικροχλωρίδα του παχέος εντέρου και η μεταβολική τους δραστηριότητα έχουν σημαντικό ρόλο στην ενεργειακή ομοιόσταση. Η παροχή υποστρώματος στη μικροχλωρίδα του παχέος εντέρου έχει σημαντικό αντίκτυπο στον μικροβιακό πληθυσμό και στους μεταβολίτες που παράγουν, ιδιαίτερα στα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας (SCFAs).
Τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας (SCFAs) είναι οργανικά οξέα που παράγονται στον εντερικό αυλό από τη βακτηριακή ζύμωση άπεπτων διαιτητικών υδατανθράκων, διαιτητικών ή ενδογενών πρωτεϊνών, όπως βλεννώδη και αποκολλημένα επιθηλιακά κύτταρα . Τα βακτήρια του γένους Bacteroidetes είναι γνωστό ότι παράγουν υψηλά επίπεδα οξικού και προπιονικού, ενώ τα βακτήρια του Bacillota είναι γνωστό ότι παράγουν υψηλές ποσότητες βουτυρικού. Το οξικό (C2), το προπιονικό (C3) και το βουτυρικό (C4) αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 95% των SCFA στο έντερο, με εκτιμώμενη αναλογία περίπου 3:1:1 στο έντερο. Τα SCFA είναι ζωτικοί μεσολαβητές μεταξύ της μικροχλωρίδας και της φυσιολογίας του ξενιστή. Η μειωμένη παραγωγή SCFAs σχετίζεται με μεταβολικές ασθένειες. Συνδέονται στενά με μια ποικιλία ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων των γαστρεντερικών διαταραχών, της παχυσαρκίας, του διαβήτη, της φλεγμονής, της νεφρικής νόσου, του καρκίνου και των νευρολογικών διαταραχών.
Η μικροβιακή μετατροπή των διαιτητικών ινών σε μονοσακχαρίτες στο έντερο είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει μια σειρά από αντιδράσεις που προκαλούνται από το ενζυμα της μικροχλωρίδας του εντέρου. Τα κύρια τελικά προϊόντα από αυτές τις ζυμώσεις είναι τα SCFAs.
Τόσο η κατανάλωση ζυμώσιμων υδατανθράκων όσο και η χορήγηση SCFA έχουν αναφερθεί ότι έχουν ως αποτέλεσμα ένα ευρύ φάσμα οφελών για την υγεία, συμπεριλαμβανομένων βελτιώσεων στη σύσταση του σώματος, της ομοιόστασης της γλυκόζης, των λιπιδικών προφίλ του αίματος και του μειωμένου σωματικού βάρους και του κινδύνου καρκίνου του παχέος εντέρου σε συστηματικές επιδράσεις και στον μετριασμό του κινδύνου ασθένειας.
Επιρροή των SCFAs στην υγειά
Διαβήτης
Το βουτυρικό παρουσιάζει συσχετιστικά ευεργετικά αποτελέσματα στην ομοιόσταση της γλυκόζης. Μείωση των βακτηρίων που παράγουν βουτυρικό έχει βρεθεί σταθερά σε άτομα με ΣΔ2, καθώς και σε άτομα με προδιαβήτη. Εκτός από τις προληπτικές του επιδράσεις στο σωματικό βάρος και το λιπος, η λήψη συμπληρωμάτων βουτυρικού έχει επίσης συσχετιστεί με τον μετριασμό της αντίστασης στην ινσουλίνη σε πολλά ζωικά μοντέλα. Οι παθογένειες του ΣΔ2 περιλαμβάνουν την τοξικότητα της γλυκόζης, το οξειδωτικό στρες, το στρες του ενδοπλασματικού δικτύου (ERS) και τη φλεγμονή. Μια μελέτη (2020) διαπίστωσε ότι τα μη παχύσαρκα διαβητικά ποντίκια (NOD) που έλαβαν βουτυρικό με πόσιμο νερό προστατεύτηκαν από τον σακχαρώδη διαβήτη τύπου 1 (ΣΔ1). Επιπλέον, το βουτυρικό από του στόματος δεν επηρεάζει την έμφυτη ανοσία και την αυτοανοσία των νησιδίων σε άτομα με μακροχρόνιο ΣΔ1.
Παχυσαρκία
Το οξικό οξύ που θεωρείται ότι περιορίζει την όρεξη αυξάνοντας την έκφραση των ανορεκτικών ορμονών στον υποθάλαμο, αυξάνει παράλληλα την ινσουλίνη και τη γρελίνη. Το προπιονικό οξύ καταστέλλει την όρεξη ρυθμίζοντας τον υποδοχέα ελεύθερων λιπαρών οξέων FFAR2/3 στα εντεροκύτταρα, και ρυθμίζοντας προς τα κάτω τα γονίδια λιπιδικής σύνθεσης. Το βουτυρικό οξύ βελτιώνει την αντίσταση στην ινσουλίνη, αυξάνει τις ενεργειακές δαπάνες και προάγει τη λιπόλυση στον λιπώδη ιστό.
Ο ρόλος του βουτυρικού οξεως στην παχυσαρκία έχει μελετηθεί σε ανθρώπους, καθώς και in vitro και in vivo μελέτες σε ζώα. Σε παχύσαρκα ποντίκια η θεραπεία με βουτυρικό οδηγεί σε βελτιωμένο ενεργειακό μεταβολισμό μέσω της μείωσης της ενεργειακής πρόσληψης και της ενίσχυσης της οξείδωσης του λίπους ενεργοποιώντας τον καφέ λιπώδη ιστό (BAT) . Σε μοντέλα παχυσαρκίας σε ποντίκια, η συμπλήρωση διατροφής με βουτυρικό μπορεί να αποτρέψει και να θεραπεύσει την παχυσαρκία που προκαλείται από τη διατροφή και την αντίσταση στην ινσουλίνη . Σύμφωνα με μια μελέτη στην οποία συμμετείχαν 205 γυναίκες στις 16 εβδομάδες κύησης, η ικανότητα παραγωγής βουτυρικού μειώθηκε σε παχύσαρκες έγκυες γυναίκες . Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι το βουτυρικό παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της παχυσαρκίας.
Μεταβολισμός λιπιδίων
Ο μεταβολισμός των λιπιδίων είναι μια βασική διαδικασία που μπορούν να ρυθμίσουν τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας. Ως μέλη της οικογένειας των λιπαρών οξέων, τα SCFA παρέχουν ένα υπόστρωμα για τη σύνθεση λιπιδίων. Μελέτη απέδειξε ότι το οξικό και το βουτυρικό είναι τα κύρια συνθετικά λιπιδικά υποστρώματα στα επιθηλιακά κύτταρα του παχέος εντέρου αρουραίου, τα οποία μετατρέπουν τα SCFA σε ακετυλο-CoA το οποιο παράγει ενέργεια. Τα SCFA δεν εμπλέκονται μόνο στο μεταβολισμό των λιπιδίων ως υπόστρωμα, αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως ρυθμιστικός παράγοντας για τη ρύθμιση του μεταβολισμού των λιπιδίων. Σπουδαία μελέτη έδειξε ότι το βουτυρικό οξύ αύξησε την οξείδωση των λιπαρών οξέων στον καφέ λιπώδη ιστό και βελτίωσε την παχυσαρκία και την αντίσταση στην ινσουλίνη που προκαλούνται από τη διατροφή. Το βουτυρικό οξύ μπορεί επίσης να μειώσει μορφολογικά το μέγεθος των λιπώδη κυττάρων και να αυξήσει τον αριθμό των πολυκύτταρων λιπώδη κυττάρων.
Διατροφικές πηγές και τρόφιμα που αυξάνουν SCFAs
Τα SCFAs παράγονται από πρεβιοτικά (μη εύπεπτοι υδατάνθρακες-φυτικές ίνες) που έχουν υποστεί ζύμωση από τα ωφέλιμα βακτήρια του εντέρου.
Οι συνήθεις πηγές πρεβιοτικών περιλαμβάνουν:
-
Ινουλίνη: Βρίσκεται στις αγκινάρες και στο σκόρδο
-
Φρουκτοολιγοσακχαρίτες(FOS): Υπάρχουν σε τρόφιμα όπως τα κρεμμύδια, τα πράσα και τα σπαράγγια
-
Γαλακτοολιγοσακχαρίτες(GOS): Βρίσκονται σε όσπρια όπως οι φακές, τα ρεβίθια και τα φασόλια
-
Ανθεκτικό άμυλο: Βρίσκεται στις άγουρες μπανάνες, στα δημητριακά ολικής αλέσεως και σε ορισμένα είδη οσπρίων
-
Βήτα-γλυκάνες: Υπάρχουν στη βρώμη και το κριθάρι
Συμπερασματικά, πειραματικά δεδομένα προτείνουν ότι η παραγωγή SCFAs συνοδεύεται από ποικίλες επιδράσεις σε παραμέτρους, που άπτονται του ενεργειακού ισοζυγίου και κατά συνέπεια του φαινότυπου της παχυσαρκίας. Σύγχρονα δεδομένα επιβεβαιώνουν το ολοένα αυξανόμενο ενδιαφέρον σχετικά με τις σύνθετες διασυνδέσεις των SCFAs και της παχυσαρκίας στον άνθρωπο και επιτάσσουν περαιτέρω προσπάθειες διευκρίνησης.
