Микробные метаболиты могут влиять на метаболизм хозяина различными путями, включая прямое взаимодействие с желудочно-кишечным трактом и периферическими тканями. Эти взаимодействия включают в себя влияние на экспрессию генов хозяина через эпигенетические механизмы, воздействие на кишечную нервную систему и непосредственную индукцию передачи сигналов блуждающего нерва, изменение передачи сигналов желчной кислоты и воздействие на пути центрального аппетита, интегрирующие энергетический статус хозяина. Стоит также отметить, что отдельные кишечные микробы могут влиять на общий состав кишечной микробиоты и ее метаболиты. Интересно, что это особенно играет важную роль в производстве SCFA посредством процесса, называемого бактериальным перекрестным кормлением, при котором один вид бактерий обеспечивает питательные вещества для другого вида. Механизмы, описанные выше, в основном опосредуются через микробные метаболиты кишечника, которые включают, но не ограничиваются ими, SCFA, желчные кислоты и различные нейроактивные вещества.
Желудочно-кишечные метаболиты метаболизма для хозяина аппетита и контроля обмена веществ. Поглощенные питательные вещества используются кишечными микробами, что приводит к изменению состава и функциональности микробиоты. Эти кишечные микробы влияют на метаболизм желчных кислот и способны вырабатывать различные метаболиты, в том числе SCFA, нейроактивные вещества, небольшие белковые последовательности и токсины. Некоторые из этих кишечных микробных метаболитов способны оказывать свое воздействие посредством прямого взаимодействия с рецепторами в кишечнике на энтероэндокринных L-клетках или блуждающего нерва или путем транслокации через кишечный эпителий в периферическое кровообращение. Стимуляция L-клеток желчными кислотами или SCFA приводит к высвобождению анорексигенных гормонов PYY и GLP-1 и может увеличивать концентрации периферических гормонов, таких как инсулин, лептин и грелин. Сигнал, опосредованный этими гормонами, может зависеть от Ig, который, в свою очередь, может стимулироваться или взаимодействовать с небольшими белковыми последовательностями кишечного микроба, такими как ClpB. Воздействие таких белковых последовательностей, а также токсинов, происходящих из кишечника, таких как LPS, сильно зависит от целостности кишечного барьера. ЛПС также способен вызывать иммунный ответ, что может привести к снижению дифференцировки вкусовых рецепторных клеток и снижению чувствительности вкуса. Эти пути кумулятивно влияют на аппетит и метаболизм, в высокой степени регулируемые анорексигенным проопиомеланокортином и кокаином и амфетамином, регулируемыми транскриптом и орексигенным нейропептидом Y и агути-регулируемыми пептидсодержащими нейронами в гипоталамусе, что в конечном итоге влияет на пищевое поведение, связанные с питанием поведения (например, , познание и импульсивность), и сопутствующие расстройства поведения, связанные с расстройствами, при которых аппетит и метаболизм являются дисфункциональными (например, тревога и депрессия). Ах, ацетилхолин; ClpB, казеинолитическая протеаза B; DA, дофамин; ГАМК, γ-аминомасляная кислота; GLP-1, глюкагоноподобный пептид 1; HI, гистамин; NA, норадреналин; PYY, пептид YY; ГТО, триптамин; 5-НТ, серотонин.
Одним из этих кишечных микробных нейроактивов является γ-аминомасляная кислота (ГАМК), которая продуцируется несколькими штаммами Lactobacillus и Bifidobacterium. L. reuteri способен продуцировать гистамин, а ацетилхолин вырабатывается как бактериями, так и грибами. Кроме того, в микробиоте кишечника человека были обнаружены ферменты триптофан-декарбоксилазы, что позволяет предположить, что кишечная микробиота может продуцировать нейротрансмиттер триптамин. Кроме того, активность кишечной микробной β-глюкуронидазы может увеличивать концентрацию катехоламинов в виде норадреналина и дофамина . Интересно, что около половины дофамина, образующегося в организме человека, вырабатывается в желудочно-кишечном тракте. Наконец, местные кишечные спорообразующие бактерии кишечника способны модулировать локальную и периферическую продукцию серотонина хозяина.
Продолжение следует.....
