Триптофан и метаболитна дерегулация, нов брой за здравето, лекарствата и науките
Алисън Агус 1 и Хари Сокол 1, 2 *
1 Institut Micalis, INRA, AgroParisTech, University Paris-Saclay, Domaine de Vilvert, 78352 Jouy-en-Josas, Франция.
2 Университет Сорбона, Inserm, Изследователски център Saint-Antoine, CRSA, AP-HP, болница Saint-Antoine, Катедра по гастроентерология, F-75012 Париж, Франция.
Чревната микробиота, нов път за нейното участие в метаболитния синдром
Метаболитният синдром се отнася до съвместното съществуване на няколко аномалии, които обикновено водят до затлъстяване, инсулинова резистентност, непоносимост към глюкоза и хиперлипидемия, което значително увеличава риска от сърдечно-съдови заболявания. Причинната роля на чревната микробиота в развитието на метаболитен синдром вече е призната. Всъщност, подобно на други патологии като хронични възпалителни заболявания на червата, метаболитният синдром се характеризира с дисбаланс на чревната микробиота, наречен дисбиоза, съответстващ на изчерпване на биологичното разнообразие и увеличаване на някои видове бактерии за сметка на други [1-3 ]. Нашият храносмилателен тракт е дом на не по-малко от 10 13 до 10 14 микроорганизми, които изграждат нашата чревна микробиота, участващи в голям брой физиологични функции, важни за тялото, включително храносмилателни, метаболитни, имунни и неврологични [4, 5] (→).
(→) Виж синтеза на В. Габориа-Рутиау и Н. Серф-Бенсусан, г-ца n ° 11, ноември 2016 г., страница 961
По-голямата част от ферментативните метаболити, произведени от чревната микробиота, се използват от гостоприемника и въпреки че много от тези метаболити са полезни за тяхното здраве, някои могат да бъдат вредни [6]. Следователно всяко нарушение в баланса на храносмилателната екосистема може да има последствия, които могат да доведат до патологично състояние [7] (→).
(→) Вижте тематичния брой Микробиотата, г-ца n ° 11, ноември 2016
Различните работи на нашия екип показват, че голям брой метаболити участват в сложния диалог между чревната микробиота и метаболитното разстройство, по-специално с ключова роля в метаболизма на триптофана [8]. Тази незаменима аминокиселина, предшественик на много метаболити, е решаващ играч, участващ в различни сигнални пътища в тялото, вариращи от червата до мозъка [9].
Метаболизмът на триптофана: 3 основни пътя, свързани с чревната микробиота
AhR път (арилов въглеводороден рецептор)
Триптофанът се трансформира от определени бактерии в микробиотата в индолови производни, които са способни да активират ароматния въглеводороден рецептор AhR, рецептор, открит върху имунните клетки и върху чревните епителни клетки. Активирането му води до производството от имунните клетки на интерлевкин-22 (IL-22), който има противовъзпалително действие и роля на защита на лигавицата [10].
Пътят на серотонина
Този невротрансмитер е направен от триптофан и има ефекти върху цялото тяло. Той участва в различни биологични процеси и в много патологии. Повече от 80% от серотонина в нашето тяло се произвежда в червата от специализирани клетки и под въздействието на микробиотата [11].
Пътят на IDO (индоламин 2,3-диоксигеназа)
От триптофан, пътят на IDO води по-специално до производството на кинуренин, но също така и много други метаболити, които участват в имунни, метаболитни и дори неврологични процеси [12].
Дешифрирането на сложния баланс, който съществува между различните пътища на метаболизма на триптофана, следователно трябва да осигури по-добро разбиране за появата на определени чревни и извън чревни патологии. Връзката между микробиотата и здравето предполага разработването на нови терапевтични стратегии, особено при лечението на метаболитен синдром.
И така, как чревната микробиота може да модулира имунния отговор на гостоприемника? И по-конкретно, каква е ролята на триптофана в диалога между гостоприемника и неговата микробиота? Каква е връзката между чревната микробиота, метаболизма на триптофана и метаболитния синдром? За да отговорим на тези въпроси, ние изготвихме опис на последните научни постижения относно ролята на триптофана и неговите метаболити в диалога с чревната микробиота [9]. Бяха обсъдени два основни аспекта: (1) ефектите на триптофановите производни, произведени директно от бактериите на микробиотата, и (2) косвения контрол върху метаболизма на триптофана на гостоприемника от чревната микробиота. В нашето проучване ние се интересувахме особено от пътя, включващ AhR, рецептора на ароматни въглеводороди.