Взаємозв’язок мікробіоти та ожиріння - PDF Безкоштовно завантажити

Гамбургський університет прикладних наук Факультет наук про життя Екотрофологія Навчальний курс Зв'язок між мікробіотою та ожирінням Бакалаврська робота Дата подання: 20 грудня 2012 р. Представлено: Вікторією Гембух Номер абітурієнта: 1973378 Контролюючий екзаменатор: проф. Д-р. Силя Оттенс Другий екзаменатор: проф. Крістін Бер-Фельцер

взаємозв

Подяки На цьому місці я хотів би подякувати своєму керівнику проф. Силя Оттенс та другий екзаменатор проф. Крістін Бер-Фельцер дякую, що зробили можливим цю бакалаврську дисертацію. Проф. Я хотів би подякувати Оттенсу за чудову підтримку та професійну компетентність. Особлива подяка моїй родині, яка не лише підтримувала мене під час моєї бакалаврської роботи, а й під час навчання порадами та діями. Я хотів би подякувати своєму чоловікові за мотивацію, розуміння та терпіння. Велика подяка моїм друзям за моральну підтримку! 2

11. Зміни мікробіоти кишечника при ожирінні. 27 11.1 Флора кишечника та вихід енергії з їжі. 28 11.2 Взаємодія між харчовою та кишковою флорою. 29 11.3 Зміни мікробіоти кишечника у людини. 31 12. Обговорення. 34 12.1 Дослідження на моделях тварин. 34 12.2 Дослідження на людях. 39 12.3 Значимість досліджень. 43 13. Висновок. 44 14. Перспектива. 46 Резюме. 47 реферат. 48 Бібліографія. 49 4

Список скорочень AMPK Адинозин Монофосфат-активована білка Кіназа B/F співвідношення Бактероїдети/Firmicutes співвідношення BF діти FIAF ЄС діти GF миші GIT HF HS KBE LF LPL LPS PP SCFA Буркіно-Фасо діти (Буркіна-Фасо, країна в Африці) Жировий фактор, що спричиняє голодування Європейський Союз Діти Миші Без мікробів або гнотобіотиків або без мікробів Шлунково-кишковий тракт Високий жир Високий вміст цукру Колонієутворюючий засіб Низький жир Ліпопротеїн Ліпаза Ліпополісахарид Рослинні полісахариди або Рослинні полісахариди Короткий ланцюг жирних кислот або коротких ланцюгів жирних кислот

Перелік рисунків Рисунок 1: Бактеріальна ферментація складних полімерів 10 Рисунок 2: Віковий розвиток кишкової флори 23 Рисунок 3: Кишкова флора та розвиток ожиріння . 35 Перелік таблиць Таблиця 1: Колонізація шлунково-кишкового тракту . 15 Таблиця 2: Найважливіші роди бактерій і тип у людини Кишкова флора. 18 6

3.1 Метаболічна функція мікробіоти Кишкові бактерії дуже пристосовуються. Залежно від того, як змінюється середовище, ви можете негайно реагувати на ці зміни. Це відбувається за допомогою різних ферментів, що продукують кишкові бактерії. Існує два типи ферментів: конститутивні та індуцибельні ферменти. Перші завжди активні, тоді як індуковані ферменти активуються лише тоді, коли це потрібно (Beckmann, Rüffer, 2000, с. 19-20). Така пристосованість дає змогу брати участь у перетравленні та розщепленні доданих поживних речовин за необхідності (Autenrieth, 2000, с. 7; Bischoff, 2011, o. A.; Neumeister та ін., 2009, с. 112). Рисунок 1: Бактеріальна ферментація складних полімерів Джерело: Blaut, 2012, стор. 3. Рисунок 1 ілюструє участь мікробіоти в складних метаболічних процесах в організмі. Кишкова флора має здатність отримувати енергію з неперетравлених в іншому випадку харчових компонентів, таких як клітинні стінки овочів та зернових культур (Beckmann, Rüffer, 2000, с. 19-22; Braegger, 2012, с. 10

підтримання фізіологічної кишкової флори в безпеці (Autenrieth, 2000, с. 8; Neumeister et al., 2009, с. 113-114). 5. Колонізація шлунково-кишкового тракту кишковими бактеріями Шлунково-кишковий тракт виконує в організмі найважливіші функції, такі як перетравлення їжі, засвоєння поживних речовин та виведення продуктів метаболізму. Фізіологічно та функціонально ШКТ заселений різною щільністю бактерій. Кількість і різноманітність кишкових бактерій різко зростає від ротової порожнини до заднього проходу (Hammer, Aichbichler, 2003, p. 16; Kasper, 2004, p. 78; Neumeister et al., 2009, p. 113; Musso, Gambino, Cassader, 2010, o.A.). У таблиці 1 наведено огляд найважливіших видів бактерій та щільності їх популяції в кожному відділі травного тракту. Таблиця 1: Колонізація шлунково-кишкового тракту Джерело: Autenrieth, 2000, с. 7. 15

його середовище з низьким вмістом кисню витісняє аеробні типи бактерій і забезпечує хороший простір для розмноження анаеробів; до 99% загальної кількості бактерій в товстій кишці є анаеробними (Beckmann, Rüffer, 2000, с. 10-12, 25-26). 7. Найважливіші кишкові бактеріальні види в шлунково-кишковому тракті З біологічної точки зору загалом можна виділити 22 групи бактерій (тип). У таблиці 2 наведено огляд найважливіших кишкових бактерій у кишковій флорі людини. Незважаючи на надзвичайну різноманітність мікроорганізмів, у кишечнику домінують чотири великі бактеріальні типи: облігатні анаеробні бактерії типу Fermicutes, облігатні анаеробні бактерії типу Bacteroidetes та представники філи Proteobacteria і Actinobacteria (Friedrichs et al., 2012, pp. 284-285; Gorkiewicz, 2009; С. 15; Тілг, Казер, 2011, о. А.). Таблиця 2: Найважливіші роди та типи бактерій у кишковій флорі людини Джерело: DiBiase та ін., 2008, с. 462. 18

Рисунок 2: Віковий розвиток кишкової флори людини Джерело: Kasper, 2004, с. 79. 8.1 Перша фаза: перша колонізація Перша колонізація відбувається відразу після народження шляхом ковтання навколоплідних вод та вагінального секрету, так званої пероральної вакцинації (Beckmann, Rüffer, 2000, p .5; Браун, 2012, с.7). Кишечник плода стерильний і колонізується мікробами під час його проходження по родових шляхах (Vrieze et al., 2010, o. A.). Колонізація кишечника відбувається переважно за допомогою аеробних та мікроаерофільних мікробів, таких як кишкова паличка, стрептококи та лактобацилії. З часом аероби споживають кисень і, таким чином, сприяють розвитку середовища з низьким вмістом кисню та розмноженню анаеробів (Beckmann, Rüffer, 2000, p. 5; Braune, 2012, p. 7; Kasper, 2004, p. 78-79). Тип пологів (шляхом кесаревого розтину або природних пологів) впливає на бактеріальний склад мікробіоти. Під час природних пологів немовлята піддаються впливу бактеріальних джерел, таких як вагінальна та фекальна флора від матері, і переважно заражаються біфідобактеріями та Bacteroides spp. колонізований. Мікробіота дітей кесаревого розтину, як правило, складається з мікроорганізмів навколишнього середовища 23

Інше дослідження показало, що колонізація кишечника не тільки відповідальна за різке збільшення ваги, але і дисбаланс у складі бактерій може також спричинити збільшення накопичення жиру. Ley та ін. досліджували взаємозв'язок між складом кишкової флори та енергетичним виходом у мишей з дефектом гена лептину. Команда провела експеримент на двох поколіннях мишей. Об'єктами дослідження були миші ob/ob з мутацією гена лептину, худорляві ob/+ та +/+ тварини та їх ob/+ матері. Всім тваринам давали дієту з високим вмістом полісахаридів. У об/об мишей дієта призвела до 50% зниження Bacteroidetes і пропорційного збільшення Firmicutes (P 0,05). У звичайних мишей було помітно не тільки збільшення ваги, але і збільшення маркера запалення TNF-α. Під час годування дієтою з високим вмістом жиру рівень TNF-α значно підвищувався і корелював із збільшенням маси тіла та високим відсотком жиру в організмі звичайних мишей, але не у тварин із ГФ (P.