Vzťah medzi mikrobiotou a obezitou - PDF na stiahnutie zadarmo

Univerzita aplikovaných vied v Hamburku Fakulta prírodných vied Ekotrofológia Študijný kurz Prepojenie medzi mikrobiotou a obezitou Bakalárska práca Dátum predloženia: 20. decembra 2012 Predkladá: Viktoria Gembuh Číslo imatrikulacie: 1973378 Garant: Prof. Dr. Silya Ottens Druhá skúšajúca: Prof. Dr. Christine Behr-Völtzer

zadarmo

Poďakovanie Na tomto mieste by som sa chcel poďakovať svojmu nadriadenému prof. Dr. Silya Ottens a druhá skúšajúca prof. Dr. Christine Behr-Völtzer ďakujem, že som pre mňa mohla urobiť túto bakalársku prácu. Prof. Dr. Chcel by som poďakovať Ottensovi za vynikajúcu podporu a profesionálne schopnosti. Špeciálne poďakovanie patrí mojej rodine, ktorá ma nielen podporila počas mojej bakalárskej práce, ale aj počas štúdia radami a činmi. Chcela by som poďakovať manželovi za jeho motiváciu, pochopenie a trpezlivosť. Ďakujem mojim priateľom za morálnu podporu! 2

11. Zmeny v črevnej mikrobiote pri obezite. 27 11.1 Črevná flóra a energetický výnos z potravy. 28 11.2 Interakcia medzi zložením výživovej a črevnej flóry. 29 11.3 Zmeny v črevnej mikrobiote u ľudí. 31 12. Diskusia. 34 12.1 Štúdie na zvieracích modeloch. 34 12.2 Štúdie na ľuďoch. 39 12.3 Dôležitosť štúdií. 43 13. Záver. 44 14. Výhľad. 46 Zhrnutie. 47 abstrakt. 48 Bibliografia. 49 4

Zoznam skratiek AMPK Adinozín Monofosfát aktivovaný Pomer bielkovín kináza Pomer B/F Pomer Bakteroidetes/Firmicutes BF deti FIAF deti EÚ GF myši GIT HF HS KBE LF LPL LPS PP SCFA Burkino Faso deti (Burkina Faso, krajina v Afrike) Faktor nalačno indukovaný tuk

Zoznam obrázkov Obrázok 1: Bakteriálna fermentácia komplexných polymérov 10 Obrázok 2: Vekovo závislý vývoj črevnej flóry 23 Obrázok 3: Črevná flóra a vývoj obezity . 35 Zoznam tabuliek Tabuľka 1: Kolonizácia gastrointestinálneho traktu . 15 Tabuľka 2: Najdôležitejšie bakteriálne rody a kmene u človeka Črevná flóra. 18 6

3.1 Metabolická funkcia mikroflóry Črevné baktérie sú veľmi prispôsobivé. Podľa toho, ako sa zmení prostredie, môžete na tieto zmeny okamžite reagovať. To sa deje pomocou rôznych enzýmov, ktoré produkujú črevné baktérie. Existujú dva typy enzýmov: konštitutívne a indukovateľné enzýmy. Prvé sú vždy aktívne, zatiaľ čo indukovateľné enzýmy sa aktivujú iba v prípade potreby (Beckmann, Rüffer, 2000, s. 19-20). Takáto adaptabilita umožňuje podieľať sa na trávení a odbúravaní pridaných živín podľa potreby (Autenrieth, 2000, s. 7; Bischoff, 2011, o. A.; Neumeister et al., 2009, s. 112). Obrázok 1: Bakteriálna fermentácia komplexných polymérov Zdroj: Blaut, 2012, s. 3. Obrázok 1 ilustruje zapojenie mikrobioty do zložitých metabolických procesov v organizme. Črevná flóra má schopnosť získavať energiu z inak nestráviteľných zložiek potravy, ako sú bunkové steny zeleniny a obilnín (Beckmann, Rüffer, 2000, s. 19 - 22; Braegger, 2012, s. 10)

Správna údržba fyziologickej črevnej flóry bezpečná (Autenrieth, 2000, s. 8; Neumeister a kol., 2009, s. 113-114). 5. Kolonizácia gastrointestinálneho traktu črevnými baktériami gastrointestinálny trakt plní najdôležitejšie funkcie v organizme, ako je trávenie potravy, vstrebávanie živín a vylučovanie metabolických produktov. Fyziologicky a funkčne je GIT osídlený rôznymi hustotami baktérií. Počet a rozmanitosť črevných baktérií prudko rastie od ústnej dutiny po konečník (Hammer, Aichbichler, 2003, s. 16; Kasper, 2004, s. 78; Neumeister et al., 2009, s. 113; Musso, Gambino, Cassader, 2010, o.A.). Tabuľka 1 poskytuje prehľad najdôležitejších bakteriálnych druhov a ich hustoty osídlenia v jednotlivých častiach tráviaceho traktu. Tabuľka 1: Kolonizácia gastrointestinálneho traktu Zdroj: Autenrieth, 2000, s. 7. 15

jeho prostredie s nízkym obsahom kyslíka vytláča aeróbne typy baktérií a ponúka dobrý priestor na množenie anaeróbov; až 99% celkových baktérií v hrubom čreve je anaeróbnych (Beckmann, Rüffer, 2000, s. 10-12, 25-26). 7. Najdôležitejšie črevné bakteriálne druhy tráviaceho traktu Z biologického hľadiska sa rozlišuje celkovo 22 bakteriálnych skupín (phyla). V tabuľke 2 je uvedený prehľad najdôležitejších črevných baktérií v črevnej flóre človeka. Napriek mimoriadnej rozmanitosti mikroorganizmov dominujú v čreve štyri veľké bakteriálne kmene: obligátne anaeróbne baktérie kmeňa Fermicutes, obligátne anaeróbne baktérie kmeňa Bacteroidetes a zástupcovia kmeňa Proteobacteria a Actinobacteria (Friedrichs et al., 2012, s. 284-285; Gorkiewicz, 2009, 15; Tilg, Kaser, 2011, o. A.). Tabuľka 2: Najdôležitejšie bakteriálne rody a kmene v črevnej flóre človeka Zdroj: DiBiase et al., 2008, s. 462. 18

Obrázok 2: Vekovo závislý vývoj ľudskej črevnej flóry Zdroj: Kasper, 2004, s. 79. 8.1 Prvá fáza: prvá kolonizácia Prvá kolonizácia nastáva bezprostredne po narodení prehltnutím plodovej vody a pošvových sekrétov, takzvanou perorálnou vakcináciou (Beckmann, Rüffer, 2000, s. . 5; Braune, 2012, s. 7). Črevo plodu je sterilné a počas svojho prechodu pôrodnými cestami je kolonizované mikróbmi (Vrieze et al., 2010, o. A.). Črevná kolonizácia sa vyskytuje hlavne aeróbnymi a mikroaerofilnými zárodkami, ako sú E. coli, streptokoky a laktobacila. V priebehu času aeróby spotrebúvajú kyslík, a tým prispievajú k rozvoju prostredia s nízkym obsahom kyslíka a množeniu anaeróbov (Beckmann, Rüffer, 2000, s. 5; Braune, 2012, s. 7; Kasper, 2004, s. 78-79). Typ pôrodu (cisárskym rezom alebo prirodzeným pôrodom) ovplyvňuje bakteriálne zloženie mikrobioty. Počas prirodzeného pôrodu sú deti vystavené bakteriálnym zdrojom, ako je vaginálna a fekálna flóra matky, a sú infikované prevažne bifidobaktériami a Bacteroides spp. kolonizovaný. Mikrobiota detí cisárskeho rezu je zvyčajne zložená z mikroorganizmov v prostredí 23

Ďalšia štúdia ukázala, že nielen kolonizácia čriev je zodpovedná za dramatické zvýšenie hmotnosti, ale že nerovnováha v bakteriálnom zložení môže tiež spustiť zvýšené ukladanie tuku. The Ley a kol. skúmal vzťah medzi zložením črevnej flóry a energetickým výťažkom u myší s chybou génu pre leptín. Tím uskutočnil experiment na dvoch generáciách myší. Predmetom skúmania boli ob/ob myši s mutáciou v leptínovom géne, štíhle ob/+ a +/+ zvieratá a ich ob/+ matky. Všetky zvieratá dostali stravu s vysokým obsahom polysacharidov. U myší ob/ob mala diéta za následok 50% zníženie Bacteroidetes a proporcionálne zvýšenie Firmicutes (P 0,05). Na konvenčných myšiach bolo badateľné nielen zvýšenie hmotnosti, ale aj zvýšenie zápalového markera TNF-a. Počas kŕmenia stravou s vysokým obsahom tukov sa hladina TNF-a významne zvýšila a korelovala so zvýšením telesnej hmotnosti a vysokým percentom telesného tuku u bežných myší, ale nie u zvierat GF (P.