Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe a sygnalizacja układu nerwowego

Dzisiejszym tematem będą bakteryjne produkty fermentacji błonnika, czyli krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA). Za co są odpowiedzialne i jaki mają wpływ na nasz organizm?

Co to są krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe?

Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (ang. short-chain fatty acids, SCFA) są nasyconymi kwasami tłuszczowymi posiadającymi do sześciu atomów węgla w cząsteczce. SCFA pochodzą z fermentacji bakteryjnej niestrawionych części roślin, takich jak: skrobia oporna, polisacharydy nieskrobiowe, ligniny, czyli składowych błonnika pokarmowego. Głównym źródłem SCFA u ssaków jest właśnie jelitowa fermentacja błonnika. Znacznie mniejsza część SCFA pochodzi z fermentacji białek i aminokwasów, a powstałe SCFA mają rozgałęzione łańcuchy węglowe. W zależności od składu mikrobioty jelitowej oraz od ilości dostarczanego surowca (błonnika) możemy obserwować różną ilość produkowanych SCFA oraz różne stosunki pomiędzy poszczególnymi kwasami.

Jaki powinien być skład SCFA?

Szacuje się, że SCFA są produkowane w dziennych ilościach w granicach 500–600 mM,  ze znaczą przewagą kwasu  octowego (C2). Kolejnymi kwasami pod względem ilościowym są kwas propionowy (C3) i kwas masłowy (C4). Stosunek molowy tych kwasów powinien wynosić ok. 60:20:20. Jest jednak  wiele czynników, które mogą mieć wpływ na zmianę tego stosunku i wcale nie muszą oznaczać problemów związanych z dysbiozą czy niewystarczającą ilością błonnika pokarmowego. Zauważono, że zawartość maślanu podlega największym wahaniom w ciągu życia, a octan zawsze powinien stanowić ponad połowę puli wszystkich SCFA w kale.

Znaczenie kliniczne SCFA

SCFA wiążą się z odpowiednimi receptorami i pośredniczą w interakcjach w obrębie osi mikrobiota-jelito-mózg. Receptory te są aktywowane przez aniony SCFA, takie jak octan, maślan czy propionian. i znajdują się na wielu komórkach naszego organizmu. Szereg badań dotyczących wpływu SCFA na układ nerwowy i zachowanie potwierdziło, że niski poziom SCFA był pozytywnie skorelowany z zaburzeniami psychicznymi, w tym z depresją, chorobą Alzheimera oraz chorobą Parkinsona.

Działanie SCFA jest wielopoziomowe:

• Odżywiają komórki jelit (głównie maślan), co jest związane z zapewnieniem szczelności barierze jelitowej.
• Biorą udział w regulacji głodu i sytości, wpływając na wydzielanie peptydu YY (PYY) i peptydu glukagonopodobnego-1 (GLP-1).
• Regulują komórki układu immunologicznego, w tym aktywują limfocyty T-regulatorowe, które hamują podwyższoną odpowiedź immunologiczną skierowaną przeciwko własnym komórkom organizmu w chorobach autoimmunologicznych.
• Stwierdzono obecność zarówno SCFA, jak i receptorów dla SCFA w centralnym układzie nerwowym, gdzie mogą wywierać różnorodne efekty metaboliczne.

Wiele badań na hodowlach komórkowych oraz na modelach zwierzęcych potwierdziło, że SCFA zapewniają szczelności śródbłonka naczyniowego komórek centralnego układu nerwowego, zmniejszenie stanu zapalnego czy poprawę wykorzystania glukozy. Pierwsze próby kliniczne z wykorzystaniem SCFA we wspomaganiu leczenia chorób neurologicznych również wyglądają obiecująco – suplementacja maślanem pacjentów dotkniętych chorobą Parkinsona poprawiła funkcje motoryczne i zmniejszyła niedobór dopaminy.  

Całość możecie przeczytać na stronie: https://www.mdpi.com/2072-6643/12/11/3369