Kolonocyty

Wydaje się, że w dzisiejszych czasach, gdzie mamy dostęp do wielu źródeł, temat nasyconych kwasów tłuszczowych powinien być zrozumiały dla społeczeństwa, a zwłaszcza dla służby zdrowia.

Większości z nas nasycone kwasy tłuszczowe kojarzą się z zaburzeniami gospodarki lipidowej, nadciśnieniem tętniczym, otyłością, zaburzeniami metabolicznymi, zwiększonym ryzykiem rozwoju nowotworów i wieloma innymi schorzeniami.

Różne rodzaje nasyconych kwasów tłuszczowych

Ogólnie rzecz ujmując, zyskują miano ZŁYCH składników naszej diety. Oczywiście, nie ma w tym nic błędnego, poza tym, że wrzucamy do jednego „worka” zarówno te kwasy tłuszczowe, które rzeczywiście przyczyniają się do rozwoju wielu schorzeń organizmu razem z tymi, które nie mają nic wspólnego z progresją jakichkolwiek chorób.

Wręcz przeciwnie, jest to grupa nasyconych kwasów tłuszczowych, która sprzyja zachowaniu homeostazy organizmu. Aby lepiej to zrozumieć, należy przyjrzeć się poniższej klasyfikacji nasyconych kwasów tłuszczowych.

Rycina 1 Klasyfikacja nasyconych kwasów tłuszczowych [3].

Czym są nasycone kwasy tłuszczowe?

Z chemicznego punktu widzenia nasycone kwasy tłuszczowe to związki zbudowane z atomów węgla, wodoru i tlenu. Charakteryzują się brakiem podwójnych wiązań pomiędzy atomami węgla. Klasyfikacji nasyconych kwasów tłuszczowych dokonuje się na podstawie ilości atomów węgla w cząsteczce kwasu. W związku z tym:

• SCFA – posiadają od 1 do 6 atomów C,
• MCT – posiadają od 8 – 10 atomów C,
• LCT – posiadają 12 i więcej atomów C [3].

Długołańcuchowe nasycone kwasy tłuszczowe

Do długołańcuchowych nasyconych kwasów tłuszczowych należą kwasy: palmitynowy, stearynowy, arachidowy, mirystynowy, laurynowy, behenowy. Są one niepożądane w naszej diecie i należy ograniczyć spożycie żywności bogatej w te związki.

Wpływ na zdrowie

Ich szkodliwość polega m.in. na:

– zwiększaniu stężenia frakcji LDL cholesterolu,– działaniu aterogennym,– działaniu prozakrzepowym.

Źródła w diecie

Źródłem LCT są tłuszcze pochodzenia zwierzęcego zwłaszcza o konsystencji stałej (smalec, masło, olej palmowy).

Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe

Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA)

Rycina 2 Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe.

SCFA wytwarzane są podczas procesu beztlenowej fermentacji węglowodanów złożonych, które nie zostały strawione we wcześniejszych odcinkach przewodu pokarmowego, prowadzonej przez bakterie zasiedlające jelito grube. Substratami wykorzystywanymi przez bakterie jelitowe do syntezy SCFA są:

• polisacharydy bezskrobiowe,
• błonnik pokarmowy, zwłaszcza frakcja nierozpuszczalna,
• skrobia oporna,
• inulina (prebiotyk),
• laktoza,
• sorbitol i mannitol (alkohole).

Źródła w diecie

Obecność wyżej wymienionych substratów w przewodzie pokarmowym człowieka w największym stopniu zależy od jakości naszej diety. Aby zwiększyć stężenie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych we krwi, należy zwiększyć podaż produktów zawierających m.in. włókno pokarmowe i skrobię oporną.

Zobacz również Aktualności, Dietetyka, Składniki odżywcze

Tłuszcze trans

Produkty pełnoziarniste

Pieczywo razowe

Grube kasze

Ciemne makarony

otręby

Nasiona i orzechy

Warzywa: głównie strączki (fasola, groch, bób), kapusta, sałata, szpinak, marchew, buraki, pomidory, ziemniaki

Owoce: porzeczki, jeżyny, jagody, jabłka, gruszki, suszone owoce

Tabela I Źródła włókna pokarmowego i skrobii opornej [2].

Należy pamiętać o tym, że dieta powinna być urozmaicona. W codziennym jadłospisie powinny znaleźć się produkty z różnych grup spożywczych. Dostarczamy wówczas organizmowi nie tylko błonnika, niezbędnego do syntezy SCFA, ale także wielu innych składników pokarmowych ważnych w utrzymaniu homeostazy organizmu.

Metabolizm SCFA

Metabolizm SCFA odbywa się w:

• komórkach nabłonka jelita grubego (zwłaszcza okrężnicy),
• komórkach wątroby,
• komórkach mięśni.

Aż 95% krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych jest wchłanianych przez komórki nabłonka jelit, a 5% jest wydalane z kałem. Stężenie SCFA w świetle jelita wynosi 60-150 mmol/kg, a stosunek octanu do propionianu i maślanu wynosi 60:25:15 [2]. Stosunek ten nie jest stały i może ulegać zmianom pod wpływem wielu czynników, m.in. diety.

Znaczenie SCFA dla zdrowia

1. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe zapewniają prawidłowe funkcjonowanie jelit. Wywierają na nie efekt troficzny, który polega na przyspieszaniu procesu gojenia oraz regeneracji nabłonka jelita [2]. Zapewniają ochronę przed patogenami, obniżają pH środowiska w którym się znajdują, powodując zahamowanie ich namnażania. Są to np.

   : bakterie z grupy Salmonella, Escherichia coli, Campylobacter.
2. Kwas masłowy odgrywa istotną rolę w przypadku przewlekłego stosowania żywienia pozajelitowego u pacjentów. Pomaga zredukować atrofię błony śluzowej jelit, która jest niepożądanym skutkiem tego typu żywienia.

3. Choroba Leśniowskiego – Crohna i Wrzodziejące Zapalenie Jelita Grubego – choroby przebiegające ze stanem zapalnym, prowadzące m.in. do uszkodzenia błony śluzowej jelita. W tym przypadku rola SCFA polega na hamowaniu stanu zapalnego, poprzez hamowanie aktywności mediatorów prozapalnych w nabłonku jelita.

   SCFA pomagają przywrócić prawidłowy stan błony śluzowej jelita (działanie troficzne). Badania potwierdzają korzystny wpływ SCFA na stan pacjentów w okresie remisji wrzodziejącego zapalenia jelita grubego. Oprócz poprawy stanu błony śluzowej jelita, zmniejszają także dolegliwości bólowe.
4. Istotne znaczenie odgrywają także w leczeniu biegunek o różnej etiologii. Tę właściwość zawdzięczają zdolności do regulacji procesów wchłaniania zwrotnego wody i sodu w jelicie. Tym samym pozwalają uniknąć odwodnienia, które bardzo często towarzyszy biegunce.
5. Profilaktyka nowotworów.

   Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe pobudzają proliferację (namnażanie) prawidłowych komórek nabłonka błony śluzowej jelita, ale także hamują proliferację komórek zmienionych nowotworowo. Biorą również udział w indukowaniu procesu apoptozy nieprawidłowych kolonocytów. Działanie przeciwnowotworowe przypisywane jest głównie dla kwasu masłowego.
6. Swoje zastosowanie znajdują także we wspomaganiu leczenia zapalenia zbiornika jelitowego. Zbiornik jelitowy wytwarzany jest u pacjentów po zabiegu proktokolektomii, czyli usunięciu całego jelita grubego. Zabieg ten wykonuje się np. u pacjentów z zaawansowanym wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego.

   Po tym zabiegu może rozwinąć się stan zapalny, który skutkuje pojawieniem się objawów pogarszających jakość życia pacjenta. Do typowych dolegliwości należą: ból brzucha, biegunka z obecnością krwi i śluzu w stolcu, prowadząca do odwodnienia, wyniszczenie i podwyższona temperatura.

7. Należy także zaznaczyć korzystny wpływ SCFA w leczeniu zaparć, gdyż pomagają przywrócić prawidłową perystaltykę jelit.
8. SCFA odgrywają kluczową rolę w funkcjonowaniu układu immunologicznego. Utrzymują równowagę pomiędzy florą bakteryjną jelita i układem odpornościowym.

   Można je uznać za komunikatory pomiędzy florą bakteryjną jelita a układem immunologicznym [1]. Przypisuje się im działanie przeciwzapalne ze względu na ich udział w migracjach komórek układu odpornościowego do miejsc, w których rozwija się stan zapalny.

9. Ich wpływ na skład mikrobiomu jelitowego staje się także pomocny w leczeniu dysbiozy po długotrwale stosowanej antybiotykoterapii. Częste stosowanie antybiotyków, czy długotrwałe terapie antybiotykowe zaburzają skład mikroflory jelitowej organizmu.

   Dlatego należy pamiętać, aby zawsze w trakcie jak i po leczeniu antybiotykami wprowadzić odpowiednie zalecenia żywieniowe pomagające przywrócić prawidłowy skład mikrobiomu. Pozwoli nam to uniknąć powikłań po antybiotykoterapii, takich jak np. zakażenie Clostridium difficile, które jest przyczyną biegunki.

10. Istotną właściwością kwasu octowego jest regulacja apetytu. Wpływa on na ośrodek głodu i sytości zlokalizowany w podwzgórzu, powodując utratę apetytu. Ta właściwość może znaleźć zastosowanie w leczeniu otyłości.

Piśmiennictwo:[1] Czajkowska A, Szponar B. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) jako produkty metabolizmu bakterii jelitowych oraz ich znaczenie dla organizmu gospodarza. Postepy Hig Med Dosw 2018; 72: 131-142.[2] Kuczyńska B, Wasilewska A, Biczysko M, Banasiewicz T, Drews M. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe – mechanizmy działania, potencjalne zastosowania kliniczne oraz zalecenia dietetyczne. Nowiny Lekarskie 2011; 80(4): 299-304.[3] Ciborowska H, Rudnicka A. Dietetyka. Żywienie zdrowego i chorego człowieka. Warszawa: PZWL: 2016.

[4] Karwowska Z, Majchrzak K. Wpływ błonnika na zróżnicowanie mikroflory jelitowej (mikrobiota jelit). Bromat. Chem. Toksykol. 2015; 4: 701-709.

0 0 głosuj

Oceń artykuł 🙂

Newsy

Badania nad rolą i działaniem kwasu masłowego w przewodzie pokarmowym zwierząt i człowieka prowadzone są od ponad 30 lat.

Kwas masłowy, zaliczany obok kwasu propionowego i octowego do krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (short‑chain fatty acids – SCFA), stanowi podstawowe źródło energii dla komórek nabłonka jelitowego – kolonocytów, o czym świadczą wyniki badań Roedigera, opublikowane w 1980 roku i potwierdzone następnie przez wiele innych zespołów naukowców [1].

Całkowite stężenie SCFA w świetle jelita waha się od 60 do 150 mmol/kg, z utrzymywaniem względnie stałych proporcji między nimi, z najmniejszym ilościowym udziałem kwasu masłowego [2].

Jednakże to właśnie ten kwas spośród wszystkich SCFA jest najważniejszym źródłem energii dla kolonocytów, a także stanowi istotny czynnik stymulujący ich wzrost i różnicowanie [3]. Według dostępnych danych fizjologiczne stężenie kwasu masłowego w treści jelita grubego człowieka waha się w granicach 1‑10 mmol/l [4].

Kwas masłowy w przewodzie pokarmowym jest produkowany przez drobnoustroje bytujące w okrężnicy, głównie bakterie fermentujące cukry, czyli Clostridium spp., Eubacterium spp., Fusobacterium spp., Butyrivibrio spp., Megasphera elsdenii i Mitsuokela multiacida.

Substratem poddawanym fermentacji przez wymienione bakterie są niestrawne węglowodany złożone i oligomery heksozy o różnym stopniu polimeryzacji, a najbogatszym źródłem są oporna skrobia (częściowo zmielone ziarna zbóż, nasiona, warzywa i skrobia z dużą zawartością amylozy), owies i otręby pszenne [2, 5].

Czysty kwas masłowy z uwagi na niewielką trwałość i nieprzyjemny zapach nie mógł znaleźć szerokiego zastosowania klinicznego, zatem w poszukiwaniach skupiono się na bardziej trwałych, mniej lotnych, ale łatwo dysocjujących do kwasu jego analogach i solach: wapniowych, magnezowych i sodowych.

Maślan (w formie zdysocjowanej) jest transportowany ze światła jelita przez błonę komórkową do wnętrza kolonocytów. Należy zaznaczyć, że maślan sodu jest niemal całkowicie metabolizowany w kolonocytach i tylko niewielkie jego ilości mogą przedostawać się do krwiobiegu [6].

Markerem wykorzystania maślanu jako dominującego źródła energii dla komórek błony śluzowej okrężnicy jest ketogeneza. Przemiany do ciał ketonowych dostarczają komórce energii i jednocześnie zapewniają gradient krótkołańcuchowych kwasów korzystny dla ich absorpcji.

Teoretycznie maślan może zapewnić 80% niezbędnej kolonocytom energii oraz 5‑10% całkowitej energii organizmu [1, 2]. Obecnie podkreśla się rolę troficzną, proapoptotyczną, cytoprotekcyjną i przeciwzapalną tego dawno poznanego związku o być może istotnej przyszłości w klinice i farmakoterapii.

Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, a zwłaszcza kwas masłowy, odgrywają swoją fizjologiczną rolę poprzez bezpośredni wpływ na florę jelitową i błonę śluzową ściany przewodu pokarmowego oraz poprzez wpływ pośredni na inne poza przewodem pokarmowym narządy i tkanki.

Skutki jelitowe obejmują: regulację transportu przez nabłonek śluzówki jelita, wpływ na zapalenie i stres oksydacyjny błony śluzowej, wzmocnienie śluzówkowej bariery jelitowej, modulację wrażliwości trzewnej i motoryki jelitowej, zapobieganie transformacji nowotworowej komórek jelita grubego [7].

W próbach klinicznych badane są obecnie efekty maślanu sodu w nieswoistych zapaleniach jelit, zapaleniu zbiornika jelitowego po kolektomii, zanikowym zapaleniu błony śluzowej jelita wyłączonego z pasażu, przewlekłym zapaleniu jelit po radioterapii i chemioterapii, w chorobie uchyłkowej okrężnicy, w czynnościowych zaburzeniach przewodu pokarmowego, jak zespół jelita nadwrażliwego, w infekcjach bakteryjnych i stanach biegunkowych różnego pochodzenia, profilaktyce i supresji raka jelita grubego, a także w chorobach ogólnoustrojowych przebiegających z nasilonym katabolizmem i kacheksją (zwłaszcza nowotworową) oraz w przebiegu procesów zaburzających prawidłową odporność organizmu (immunosupresja, przewlekła steroidoterapia, zespoły niedoboru odporności).

Pozajelitowy wpływ kwasu masłowego jest mniej poznany, pomimo licznych badań in vitro oraz na modelach zwierzęcych, a także w próbach klinicznych u ludzi.

Aktualnie badany jest wpływ na hemoglobinopatie, białaczki, chłoniaki, hipercholesterolemię i otyłość u ludzi oraz insulinooporność i zmniejszenie ryzyka udaru mózgu (badania na zwierzętach) [7], choć ta tematyka nie będzie poruszana w niniejszym opracowaniu.

Rola kwasu masłowego i innych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (short‑chain fatty acids – SCFA) w etiopatogenezie wrzodziejącego zapalenia jelita grubego (WZJG) i choroby Leśniowskiego‑Crohna (ChL‑C), określanych łącznie mianem nieswoistych zapaleń jelit (NZJ), była tematem bardzo wielu badań.

Niedobór kwasu masłowego, jako głównego substratu energetycznego kolonocytów i związane z tym upośledzenie szczelności bariery jelitowej, procesów regeneracyjnych i gojenia nabłonka jelitowego leżały u podłoża najwcześniejszych poglądów na rozwój NZJ [1, 2, 8].

W licznych [1, 9], chociaż nie we wszystkich [10] doniesieniach, wykazano upośledzoną beta‑oksydację maślanów w błonie śluzowej okrężnicy w przebiegu WZJG.

Przyczyną tego zjawiska może być wrodzony niedobór aktywności niektórych enzymów [11] bądź też niekorzystny wpływ związków siarkowych, których stężenie wzrasta w jelicie zmienionym zapalnie w przebiegu WZJG wskutek zwiększonego odsetka bakterii redukujących siarczany [12]. Wyniki oznaczeń stężenia SCFA w stolcu chorych na NZJ nie są jednoznaczne. Stwierdzano zarówno obniżenie ich poziomu [13], jak i podwyższenie [14] lub brak różnic w porównaniu z osobami zdrowymi [15].

Ciekawych obserwacji dostarczają badania składu mikroflory jelitowej chorych na NZJ.

Jedną z najbardziej charakterystycznych cech jest wyraźny niedobór bakterii należących do grupy Firmicutes, a szczególnie Clostridium coccoides i Clostridium leptum, wśród nich zaś gatunku Faecalibacterium prausnitzii, wykazującego silne działanie przeciwzapalne w doświadczalnych modelach NZJ [16].

Ten przeciwzapalny efekt F. prausnitzii zaobserwowano także u ludzi chorych na ChL‑C, poddanych leczeniu operacyjnemu [17]. Wszystkie wyżej wymienione grupy bakterii są głównymi producentami SCFA, w tym kwasu masłowego.

Niedobór tych drobnoustrojów może prowadzić do obniżenia poziomu maślanów i przyczyniać się do rozwoju i podtrzymywania reakcji zapalnych w NZJ. Należy jednak zaznaczyć, że w przeciwzapalnym działaniu omawianych mikroorganizmów rolę odgrywają także mechanizmy niezależne od produkcji kwasu masłowego [18, 19].

Korzystny efekt kwasu masłowego polega także na działaniu immunoregulacyjnym, poprzez zmniejszenie reakcji pobudzenia limfocytów Th1, modulowaniu cząsteczek związanych z prezentacją antygenów, cząsteczek adhezyjnych, a także hamowaniu aktywności jądrowego czynnika transkrypcyjnego NF‑κB i ekspresji cytokin prozapalnych, co wykazano zarówno w badaniach doświadczalnych, jak i pacjentów z NZJ [20, 21].

Wszystkie te obserwacje były powodem wielu prób klinicznych z zastosowaniem preparatów kwasu masłowego w leczeniu NZJ. Istotnymi przeszkodami są tutaj szybki metabolizm tego związku, jego przykry zapach i trudności w dostarczeniu substancji do dalszych części przewodu pokarmowego, przy zastosowaniu doustnym.

Większość bowiem egzogennego kwasu masłowego podanego per os ulega szybkiemu wychwytywaniu i wykorzystaniu przez nabłonek górnej części przewodu pokarmowego, nie docierając do segmentów jelitowych będących najczęstszą lokalizacją zmian zapalnych w przebiegu NZJ [8].

Stąd też zastosowanie kwasu masłowego w postaci wlewek doodbytniczych w dystalnych postaciach WZJG.

W otwartych, nierandomizowanych próbach klinicznych z zastosowaniem wlewek doodbytniczych kwasu masłowego lub mieszaniny SCFA przez okres kilku tygodni wykazano skuteczność tego typu leczenia, ze zmniejszeniem nasilenia wskaźników zapalnych [22, 23].

Wprawdzie po przeprowadzeniu badań kontrolowanych nie wykazano przewagi tych samych preparatów nad placebo [24, 25], to jednak SCFA – w tym kwas masłowy, podawane we wlewkach doodbytniczych okazały się skuteczne w podgrupie chorych z krótkim, trwającym mniej niż 6 miesięcy epizodem zaostrzenia WZJG.

Również u chorych, którzy w pierwszej fazie badania otrzymywali placebo i nie odpowiedzieli na leczenie, podanie wlewek z SCFA spowodowało poprawę u 65% badanych [25].

W innej pracy wykazano z kolei, że dodanie kwasu mlekowego do miejscowo podawanych preparatów mesalazyny powodowało istotnie lepsze efekty terapeutyczne w porównaniu z samą mesalazyną [26].

Wydaje się zatem, że miejscowe podawanie kwasu mlekowego i SCFA może być skuteczne u pacjentów z łagodnym, krótko trwającym epizodem aktywnego WZJG. Podkreśla się konieczność przedłużonego kontaktu śluzówki z lekiem, a w związku z tym odpowiednio częste aplikowanie zastosowanego preparatu. Może się to jednak wiązać z gorszą akceptacją tego sposobu leczenia przez pacjentów [27].

W pracy Vernia i wsp. wykazano, że dodanie maślanu sodu do standardowego leczenia mesalazyną poprawia efekty terapeutyczne w WZJG, przy tym jest bezpieczne i pozbawione objawów niepożądanych [28]. Terapia łączona w sposób istotny zmniejszała aktywność choroby mierzoną nasileniem objawów i poprawą obrazu endoskopowego [29].

Jedna z nielicznych prób zastosowania doustnego kwasu masłowego w leczeniu ChL‑C była praca Di Sabbatino i wsp. z 2007 r.

Spośród 13 chorych z łagodną i umiarkowaną postacią ChL‑C, leczonych przez 8 tygodni 4 g kwasu masłowego w tabletkach z otoczką ulegającą rozpuszczeniu w pH > 7, 9 (69%) odpowiedziało na terapię, a u 7 (53%) uzyskano remisję choroby (p < 0,05).

Jednocześnie wykazano znamienne statystycznie obniżenie wskaźnika CDAI oraz śluzówkowych poziomów NF‑κB i interleukiny 1 beta [30].

Zwiększenie stężenia kwasu mlekowego w zbiorniku jelitowym, wytworzonym po proktokolektomii i zmienionym zapalnie (pouchitis) również powodowało znaczną poprawę i zmniejszenie aktywności zapalnej. Dokonywano tego albo przez stosowanie miejscowe leku, albo przez suplementację diety inuliną, której fermentacja jest źródłem maślanów [31].

1. Roediger W.E.: Role of anaerobic bacteria in the metabolic welfare of the colonic mucosa in man. Gut 1980; 21: 793‑798. 2. Banasiewicz T., Borycka‑Kiciak K., Dobrowolska‑Zachwieja A., Friediger J., Kiciak A., Krokowicz P., Małecka‑Panas E., Pietrzak P., Rydzewska G., Tarnowski W., Zabielski R.: Kliniczne aspekty zastosowania kwasu masłowego w postępowaniu dietetycznym w chorobach jelit. Przegląd Gastroenterologiczny 2010; 5(6): 329‑334. 3. Rowe W.A., Bayless T.M.: Colonic short‑chain fatty acids: fuel from the lumen? Gastroenterology 1992; 103: 336‑339. 4. Scheppach W., Bartram P., Richter A.: Effect of short‑chain fatty acids on the human colonic mucosa in vitro. J Parenter Enter Nutr 1992; 16: 43‑48. 5. Kotunia A., Pietrzak P., Guilloteau P., Zabielski R.: Kwas masłowy w przewodzie pokarmowym. Przegląd Gastroenterologiczny 2010; 5(3): 117‑122. 6. Vidyasagar S., Bermeyer C., Geibel J.: Role of short‑chain fatty acids in colonic HCO(3) secretion. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2005; 288: G1217‑G1226. 7. Sossai P.: Butyric acid: what is the future for this old substance? Swiss Med Wkly 2012; 142: w13596. 8. Banasiewicz T., Borycka‑Kiciak K., Kiciak A., Kotunia A., Pietrzak P., Zabielski R., Krokowicz P.: Kwas masłowy w zapaleniach jelit. Przegląd Gastroenterologiczny 2010; 5(5): 1‑7. 9. Den Hond E., Hiele M., Evenepoel P. et al.: In vivo butyrate metabolism and colonic permeability in extensive ulcerative colitis. Gastroenterology 1998; 115: 584‑590. 10. Allan E.S., Winter S., Light A.M.: Mucosal enzyme activity for butyrate oxidation: no effect in patients with ulcerative colitis. Gut 1996; 38: 886‑893. 11. Santhanam S., Ventkatraman A., Ramakrishna B.S.: Impairment of mitochondrial acetoacetyl CoA thiolase activity in the colonic mucosa of patients with ulcerative colitis. Gut 2007; 56: 1543‑1546. 12. Pitcher M.C., Cummings J.H.: Hydrogen sulphide: a bacterial toxin in ulcerative colitis? Gut 1996; 39: 1‑4. 13. Vernia P., Caprilli R., Latella G. et al.: Fecal lactate and ulcerative colitis. Gastroenterology 1988; 96: 1564‑1568. 14. Treem W.R., Ahsan N., Shoup M. et al.: Fecal short‑chain fatty acids in children with inflammatory bowel disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr 1994; 18: 159‑164. 15. Hove H., Mortensen P.B.: Influence of intestinal inflammation (IBD) and small and large bowel length on fecal short‑chain fatty acids and lactate. Dig Dis Sci 1995; 40: 1372‑1380. 16. Sokol H., Seksik P., Furet J.P. et al.: Low counts of Faecalibacterium prausnitzi in colitis microbiota. Inflamm Bowel Dis 2009; 15: 1183‑1189. 17. Sokol H., Pigneur B., Watterlot L. et al.: Faecalibacterium prausnitzi is an anti‑inflammatory commensal bacterium identified by gut microbiota analysis of Crohn disease patients. Proc Natl Acad Sci USA 2008; 105: 16731‑16736. 18. Thibault R., Blachier F., Darcy‑Vrillon B. et al.: Butyrate utilization by the colonic mucosa in inflammatory bowel diseases: A transport deficiency. Inflamm Bowel Dis 2010; 16: 684‑695. 19. Radwan P., Skrzydło‑Radomańska B.: Rola mikroflory jelitowej w zdrowiu i chorobie. Gastroenterol Prakt 2013; 2: 1‑11. 20. Segain J.P., de La Bletiere R.D., Bourreille A. et al.: Butyrate inhibits inflammatory responses through NF-κB inhibition: implications for Crohn’s disease. Gut 2000; 47: 397‑403. 21. Di Sabatino A., Morera R., Ciccocioppo R. et al.: Oral butyrate for mildly to moderately active Crohn’s disease. Aliment Pharmacol Ther 2005; 22: 789‑794. 22. Breuer R.I., Buto S.K., Christ M.L  et al.: Rectal irrigation with short‑chain fatty acids for distal ulcerative colitis. Preliminary report. Dig Dis Sci 1991; 36: 185‑187. 23. Scheppach W., Sommer H., Kirchner T. et al.: Effect of butyrate enemas on the colonic mucosa in distal ulcerative colitis. Gastroenterology 1992; 103: 51‑56. 24. Scheppach W. and German‑Austrian SCFA study group. Treatment of distal ulcerative colitis with short‑chain fatty acid enemas. A placebo‑controlled trial. Dig Dis Sci 1996; 41: 2254‑2259. 25. Breuer R.I., Soergel K.H., Lashner B.A. et al.: Short chain fatty acid rectal irrigation for left‑sided ulcerative colitis: a randomized, placebo‑controlled trial. Gut 1997; 40: 485‑491. 26. Vernia P., Annese V., Bresci G. et al.: Topical butyrate improves efficacy of 5‑ASA in refractory distal ulcerative colitis: results of a multicentre trial. Eur J Clin Invest 2003; 3: 244‑248. 27. Van Immerseel F., Ducatelle R., De Vos M. et al.: Butyric acid‑producing anaerobic bacteria as a novel probiotic treatment approach for inflammatory bowel disease. J Med Microbiol 2010; 59: 141‑143. 28. Vernia P., Monteleone G., Grandinetti G. et al.: Combined oral sodium butyrate and mesalazine treatment compared to oral mesalazine alone in ulcerative colitis: randomized, double‑blind, placebo‑controlled pilot study. Dig Dis Sci 2000; 45: 976‑981. 29. Assissi R.F., GISDI Study Group. Combined butyric acid/mesalazine treatment in ulcerative colitis with mild‑moderate activity. Results of a multicentre pilot study. Minerva Gastroenterol Dietol 2008; 54: 231‑238. 30. Di Sabbatino A., Morrera R., Ciccocioppo R., Cazzola P., Gotti P., Gotti S., Tinozzi F.P., Tinozzi S., Corazza G.R.: Oral butyrate for mildly to moderately active Crohn’s disease. Aliment Pharmacol Ther 2005; 22: 789‑794. 31. Welters C.F., Heineman E., Thunnissen F.B. et al. Dis Colon Rectum 2002; 45: 621‑627.

Źródło: Fragment artykułu: Skrzydło‑Radomańska B., Radwan P.: Zastosowanie preparatów kwasu masłowego w gastroenterologii. Gastroenetrologia Praktyczna 2013, 4(21), 34-41.

Kwas masłowy – właściwości i zastosowanie

Kwas masłowy w sposób naturalny produkowany jest w naszym jelitach. Jedząc produkty pełnoziarniste, orzechy, otręby, ciemne pieczywo, a także fasolę, groch, kapustę, owoce itp. dostarczamy organizmowi węglowodany, których niestrawione resztki trafiają do jelita grubego. Tutaj rozprawiają się z nimi żyjące w okrężnicy bakterie. W wyniku tego procesu powstaje kwas masłowy.

Kwas masłowy należy, obok kwasu propionowego i octowego, do krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (short-chain fatty acids – SCFA).

Badania wykazały, że stanowi główne źródło energii dla kolonocytów, czyli komórek nabłonka jelitowego, a także stymuluje ich wzrost i różnicowanie. Dlatego jest niezwykle istotny dla prawidłowego działania jelit.

Zwykle stężenie kwasu masłowego w jelicie wynosi około 1-10 mmol/l. W sytuacji, gdy produkcja kwasu masłowego w organizmie spada, zaczynają się kłopoty.

Sam kwas jest substancją nietrwałą, o bardzo nieprzyjemnym dla człowieka zapachu. Przypomina trochę wymiociny małego dziecka (znajduje się zresztą w ich składzie). W większym stężeniu wydziela ostry smród zjełczałego tłuszczu. Zapach ten jest trudny do zlikwidowania.

Wykorzystywany jest w przemyśle spożywczym, w mniejszym stężeniu nadaje lekko gorzkawy posmak serom. Ma też zastosowanie przy produkcji niektórych środków zapachowych i barwników.

Związek gra ważną rolę w fizjologii człowieka. Ma bezpośredni wpływ na florę jelitową i błonę śluzową ścian przewodu pokarmowego, a także pośredni na inne narządy i tkanki człowieka.

Kwas masłowy w jelicie grubym:

• normalizuje pracę nabłonka jelitowego
• odgrywa istotną rolę w utrzymaniu odpowiedniego pH w jelitach
• ochrania błony śluzowe jelita przed patogenami
• normalizuje florę bakteryjną
• działa przeciwzapalnie poprzez hamowanie aktywności mediatorów zapalnych w nabłonku jelit
• reguluje procesy wchłaniania zwrotnego sodu i wody regulując motorykę jelit
• poprawia kurczliwość mięśniówki okrężnej jelit i poprawia perystaltykę jelita grubego
• zmniejsza nadwrażliwość receptorów jelitowych
• zapobiega przekształcaniu się komórek jelita grubego w komórki nowotworowe

Związek stymuluje proliferację (czyli zdolność rozmnażania się) prawidłowych komórek nabłonka błony śluzowej jelita, a hamuje proliferację komórek nowotworowych.

Preparaty na bazie kwasu masłowego (sole kwasu masłowego) wspomagają m.in. leczenie zespołu jelita wrażliwego i innych chorób przewodu pokarmowego.

Problem z dostarczaniem organizmowi kwasu masłowego polega na jego nietrwałości, połknięty lub zawarty w pożywieniu jest szybko metabolizowany w górnym przewodzie pokarmowym człowieka, zanim dotrze do jelit. Kwas masłowy, znajdujący się w naszym organizmie, jest produkowany w jelicie grubym.

W trakcie leczenia kwas masłowy, aby mógł zadziałać, powinien być dostarczany bezpośrednio do jelit, np. w formie wlewek. Istnieją też specjalnie wyprodukowane tabletki z otoczką ulegającą rozpuszczeniu dopiero w jelicie grubym człowieka.

Lekarstwa na bazie kwasu masłowego wykorzystywane są do leczenia takich schorzeń jak:

• nieswoiste zapalenia jelit – wrzodziejące zapalenia jelit oraz choroba Leśniowskiego-Crohna
• inne zapalenia, takie jak zanikowe zapalenie błony śluzowej jelit, przewlekłe zapalenie jelit po radioterapii lub chemioterapii, w chorobie uchyłkowej okrężnicy
• czynnościowe zaburzenia przewodu pokarmowego: zespół jelita wrażliwego, infekcje bakteryjne i biegunki, profilaktyka raka jelita grubego
• inne choroby ogólnoustrojowe

Kwas masłowy w chorobach zapalnych jelit – Artykuły

Standardowe, całkowite stężenie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (short chain fatty acids – SCFA) w świetle jelita grubego zdrowego człowieka mieści się w zakresie: 60-150 mmol/kg.

Pomimo iż spośród tej ilości kwas masłowy stanowi najmniejszą część, to jednak właśnie ten związek jest najważniejszym źródłem energii dla kolonocytów, stymulując także ich wzrost i różnicowanie.

Wskazuje się, że fizjologiczne stężenia kwasu masłowego w świetle jelita grubego powinny wynosić 1-10mmol/l.

Za produkcję kwasu masłowego w przewodzie pokarmowym człowieka odpowiedzialne są przede wszystkim bakterie fermentujące cukry (m.in. Clostridium spp., Eubacterium spp., Fusobacterium spp., Butyrivibrio spp., Megasphera elsdenii i Mitsuokela multiacida).

Ze względu na nieprzyjemny smak i zapach kwasu masłowego nie znalazł on początkowo szerszego zastosowania klinicznego. Dopiero kilkanaście lat temu zaczęto opracowywać i wprowadzać na rynek medyczny/farmaceutyczny pochodne soli wapniowych, sodowych i magnezowych, które łatwo dysocjują do kwasu w świetle przewodu pokarmowego.

Taki zdysocjowany maślan jest z łatwością transportowany do kolonocyta,  gdzie niemalże w całości ulega zmetabolizowaniu. Opisuje się, że maślan zapewnia około 80% energii kolonocytom.

Oprócz wspomnianych wyżej funkcji bardzo często podkreśla się także proapoptotyczną, cytoprotekcyjną i przeciwzapalną rolę tego już dawno poznanego związku. 

Jak wskazują badania, kwas masłowy może doskonale sprawdzić się u pacjentów z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego (także idiopatycznym), chorobą Leśniowskiego Crohna, w przebiegu zespołu jelita nadwrażliwego, przy zwiększonym ryzyku rozwoju nowotworów, zapobiegając właśnie transformacji nowotworowej kolonocytów. 

Sam kwas masłowy może odpowiadać za regulację transportu przez nabłonek śluzówki jelita, wpływ na zapalenie i stres oksydacyjny błony śluzowej, wzmocnienie śluzówkowej bariery jelitowej, modulację wrażliwości trzewnej i motoryki jelitowej, zapobieganie transformacji nowotworowej komórek jelita grubego.

Od niedawna kwas masłowy stał się bardzo „modny” nie tylko wśród pacjentów cierpiących na wyżej opisane choroby, ale także wśród badaczy i naukowców. Jak na razie pozajelitowa aktywność tego związku jest znacznie mniej poznana. Trwają jednak badania oceniające jego wpływ na hemoglobinopatie, białaczki, chłoniaki, hipercholesterolemię, otyłość i insulinooporność.

Wśród chorób ogólnie określanych jako nieswoiste choroby zapalne jelit, bardzo mocno podkreśla się fakt, iż to właśnie niedobór kwasu masłowego, czyli głównego substratu energetycznego kolonocytów, a co za tym idzie utrata szczelności bariery jelitowej, może leżeć u podłoża patomechanizmu tego typu schorzeń.  Jako przyczynę takich niedoborów wskazuje się przede wszystkim zaburzenia/defekty enzymatyczne i zniszczoną lub nieprawidłową florę bakteryjną przewodu pokarmowego.

Ponadto kwas masłowy wykazuje także właściwości immunomodulujące, wpływając na limfocyty Th1, modulowanie cząsteczek związanych z prezentacją antygenów, cząsteczek adhezyjnych czy hamując aktywność NF κB i ekspresję cytokin prozapalnych.

Niestety problem przy podawaniu kwasu masłowego stanowi jego szybki metabolizm, a w konsekwencji nieprzyjemny zapach i trudności w dostarczeniu go do dalszych części przewodu pokarmowego, przy zastosowaniu doustnym.

Coraz częściej sugeruje się podawanie kwasu masłowego w postaci wlewek doodbytniczych. Niewątpliwie kwas masłowy daje zupełnie nowe nadzieje dla wszystkich pacjentów zmagających się z nieswoistymi chorobami jelit.

maślan – Butyrate

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Maślanu lub butanianu jest nazwa tradycyjna na bazie sprzężonego z kwasu masłowego (znany także jako kwas butanowego). Wzór jonu maślan C 4 H 7 O – 2 . Nazwa służy jako część nazwy estrów i soli z kwasem masłowym

W naturze

Jako kwasy tłuszczowe o krótkim łańcuchu , kwas masłowy, jest całkowicie zjonizowany pH bliskim obojętnego. W naturze kation związany z maślanu nie jest znana lub nieistotne dla metabolizujących leki enzymów.

Maślany są ważne jako pokarm dla komórek wyściełających ssaków okrężnicy (kolonocyty). Bez maślany na energię, komórki okrężnicy ulegają autofagię (roztwarzanie siebie) i śmierć.

Kwasy tłuszczowe o krótkich łańcuchach (SCFA), które obejmują, maślan wytwarzane są przez korzystnych bakterii w okrężnicy ( probiotyków ), które żywią się lub fermentują prebiotyki , które są produkty roślinne, które zawierają odpowiednie ilości błonnika pokarmowego .

Te krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe skorzystają kolonocyty (komórki okrężnicy), poprzez zwiększenie wytwarzania energii i proliferacji komórek i może chronić przed rakiem jelita grubego.

Maślan jest głównym metabolitem w świetle okrężnicy wynikających z fermentacji bakteryjnej błonnika i wykazano, że jest krytycznym mediatorem odpowiedzi zapalnej jelita. W rzeczywistości, maślan stanowi około 70% energii z kolonocytów, jest krytyczny krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych w okrężnicy homeostazy .

Maślan wykazuje działanie zapobiegawcze i lecznicze możliwości przeciwdziałania pośredniczy zapalenie wrzodziejące zapalenie jelita grubego (UC) i raka jelita grubego .

Powodem, dla którego maślan jest źródłem energii dla kolonocytów normalnych i indukuje apoptozę w komórkach raka jelita grubego, jest w związku z efektem Warburga komórek rakowych, co prowadzi do maślanu nie jest prawidłowo metabolizowany. Zjawisko to prowadzi do gromadzenia się maślanu w jądrze, działając jako deacetylazy histonowej (HDAC).

Jednym z mechanizmów, leżących u podstaw funkcji maślan supresję zapalenia okrężnicy jest hamowanie IFN-y / STAT1 szlaków przekazywania sygnału w co najmniej częściowo przez działanie jako inhibitora HDAC .

Wykazano, że maślan hamuje aktywności HDAC1 , który jest przyłączony do genu Fas promotora w komórkach T , w wyniku hiperacetylacji promotora Fas i zwiększenie ekspresji receptorów Fas na powierzchni komórek T. Zatem sugeruje, że maślan zwiększa apoptozę komórek T w tkance okrężnicy, a tym samym eliminuje źródło zapalenie (wytwarzanie IFN-γ). Maślan hamuje angiogenezę poprzez inaktywację czynnik transkrypcyjny SP1 aktywność i Obniżenie poziomu naczyniowy czynnik wzrostu śródbłonka ekspresji genu .

maślany syntetyczne

Znane są różne od estrów maślanu. Przykłady obejmują:

Sole maślany są również dobrze znane. Jednym z przykładów jest maślan sodowy , bezbarwny, rozpuszczalną w wodzie sól. Jest to inhibitor HDAC stosowanych w psychiatrii.

Zobacz też

Referencje