اثرات پرفلوروکتانوئیک اسید بر میکروبیوتای روده و متابولیت‌های میکروبی در موش‌های C57BL/6JⅢ

3. نتایج

3.1. PFOAترکیب میکروبیوتای روده را تغییر داد

در مجموع 78 جنس باکتری در مطالعه ما شناسایی شد، همانطور که توسط 16S rRNA توالی نشان داد. فراوان ترین جنس ها در شکل 1A نشان داده شده است. تجزیه و تحلیل LEfSe نشان داد که پنج جنس باکتریایی در موش های تحت درمان با PFOA غنی شده بودند، به نام های Alistipes، LachnospiraceaeUCG 004، Clostridiales، Clostridium ASF356، و Incertae sedis (شکل 1B). در همین حال، شش جنس باکتریایی در گروه تحت درمان با PFOA کاهش یافتند، یعنی Tyzzerella، Eubacteriumcoprostanoligenes، Intestinimonas، Clostridium septum، Roseburia و Turicibacter (شکل 1B).

3.2. ارتباط بین میکروبیوتای روده و متابولیت های مدفوع

ما یک تجزیه و تحلیل یکپارچه از میکروبیوتای روده و متابولیت های مدفوع با استفاده از MixOmics انجام دادیم. همبستگی کلی بین میکروبیوتای روده و متابولیت های مدفوع 0.74 بود (شکل 2A). برای هر دو متابولیت های مدفوع و جنس باکتری، گروه تحت درمان با PFOA از گروه کنترل جدا شد (شکل 2B، شکل تکمیلی S1). تطابق بین متابولیت های مدفوع و جنس باکتری در شکل 2C نشان داده شده است. سه جنس باکتری با هشت متابولیت مدفوع همبستگی نشان دادند (شکل 2D).

3.3. تغییرات ناشی از PFOA در متابولیت های مدفوع

پس از قرار گرفتن در معرض PFOA، در مجموع 120 متابولیت مقدار p < 0.05 را نشان دادند، که در میان آنها پنج متابولیت نرخ کشف کاذب (FDR) < 0.05 را نشان دادند (شکل 3A). خوشه بندی سلسله مراتبی متابولیت های مهم در شکل 3B نشان داده شده است. تجزیه و تحلیل غنی‌سازی مسیر نشان داد که متابولیسم سیستئین و متیونین توسط قرار گرفتن در معرض PFOA تغییر می‌کند (شکل 3C). قابل ذکر است که سه اسید صفراوی مدفوع با قرار گرفتن در معرض PFOA به طور قابل توجهی کاهش یافتند، یعنی اسید گلیکودوکسی کولیک، اسید بتا هیودوکسی کولیک و اسید گاما موریکولیک (شکل 3D).

3.4. تغییرات ناشی از PFOA در متابولیت های سرم

گروه تحت درمان با PFOA و گروه کنترل به خوبی در نمودار PLS-DA از هم جدا شدند (شکل 4A). در مجموع 59 متابولیت سرم مقدار p < 0 را نشان دادند.05، در میان آنها 10 متابولیت FDR <0.05 را نشان دادند (شکل 4B). تجزیه و تحلیل غنی سازی مسیر نشان داد که متابولیسم نیکوتین و نیکوتین آمید و متابولیسم هیستیدین توسط قرار گرفتن در معرض PFOA تغییر می کند (شکل 4C). دو اسید صفراوی، تاوروکولیک اسید و اسید دئوکسی کولیک، به طور قابل توجهی در گروه تحت درمان با PFOA کاهش یافتند، در راستای کاهش TMAO و افزایش کولین ناشی از قرار گرفتن در معرض PFOA (شکل 4D).

برای درمان یبوست کلیک کنید

3.5. تغییرات ناشی از PFOA در متابولیت های کبدی

تجزیه و تحلیل PLS-DA متابولیت های کبد نشان داد که گروه تحت درمان با PFOA از گروه کنترل جدا شد (شکل 5A). در مجموع 94 متابولیت کبد مقادیر p < 0.05 پس از قرار گرفتن در معرض PFOA را نشان دادند (شکل 5B). تجزیه و تحلیل غنی سازی مسیر نشان داد که بیوسنتز آرژنین به طور قابل توجهی تغییر کرده است (شکل 5C). سه متابولیت در کبد، سرم و مدفوع مهم هستند، یعنی 1-(1Z-hexadecyl)-sn-glycero-3-phosphocholine، decanoyl-L-carnitine و 1- هگزادسیل-sn-گلیسر{20}فسفوکولین (شکل 5D). دو بیلی‌اسید، تائوروسودئوکسی‌کولیک اسید و تائوروشنودوکسی‌کولیک اسید، با کاهش دو متابولیت تریپتوفان، 3-اسید ایندولاکریلیک و{23}}اسید ایندولاستیک، و افزایش در تورین با PFOAexposure کاهش یافتند (شکل 5E).

4. بحث

پیوند کربن و فلوئور باعث می شود PFOA در برابر فتولیز و هیدرولیز مقاوم باشد که منجر به ماندگاری PFOA در محیط می شود. همبستگی مثبتی بین غلظت پلاسمایی PFAS و مصرف رژیم غذایی ماهی های آب شیرین، ماهی های دریایی، خرچنگ و میگو در 933 زن در سن باروری در شانگهای، چین یافت شد [32]. قرار گرفتن در معرض PFOA در اوایل زندگی یک عامل کلیدی در غلظت سرمی در کودکان است [33]. در مطالعه ای که رابطه بین PFAS و نشانگرهای التهاب مزمن و استرس اکسیداتیو را در بررسی ملی سلامت و تغذیه (NHANES) از سال 2005 تا 2012 (n=6652) مورد بررسی قرار داد، یک درصد تغییر در PFOA به طور قابل توجهی با درصد افزایش در لنفوسیت مرتبط بود. شمارش، آهن سرم و بیلی روبین تام سرم [34]. خطر سرطان کلیه و بیضه به ازای افزایش 10 نانوگرم در میلی لیتر در غلظت PFOA سرم افزایش می یابد [35].

علاوه بر این، غلظت PFOA سرم به طور مثبت با نشانگر آسیب سلولی سلولی آلانین آمینوترانسفراز (ALT) در 47092 بزرگسال در پروژه C8 Health مرتبط بود [36]. PFOA سرم همچنین به طور مثبت با ایمونوگلوبولین، آنتی بادی های پپتیدی سیترولین دار ضد حلقوی و فاکتورهای روماتوئیدی مرتبط بود. کودکان مبتلا به بیماری کبد چرب غیر الکلی (NAFLD) با تشخیص پزشک [39].

با این حال، تجزیه و تحلیل یکپارچه از اختلال متابولوم و میکروبیوتای روده توسط PFOA انجام نشده است. در این مطالعه، ما نه تنها تغییرات متابولیت‌های سرم، بلکه تغییرات متابولیک در مدفوع و کبد را نیز آشکار کردیم. علاوه بر این، ما یک تجزیه و تحلیل یکپارچه از متابولیت‌های مدفوع و میکروبیوتای روده انجام دادیم و ارتباط بین آنها را تحت تأثیر قرار گرفتن در معرض PFOA آشکار کردیم. نمایه های متابولیت های مدفوع و میکروبیوتای روده با قرار گرفتن در معرض PFOA مختل شدند.

فراوانی نسبی Roseburia، Tyzzerella، Eubacterium coprostanoligenes و Intestinimonas با قرار گرفتن در معرض PFOA کاهش یافت. رزبوریا یک باکتری معمولی با خواص ضد التهابی در نظر گرفته می شود که می تواند میکروارگانیسم های مفید روده را بازسازی کند [40].

Roseburia intestinalis می تواند هموستاز انرژی را حفظ کرده و از التهاب روده جلوگیری کند [41]. سطوح پایین تر Tyzzerella در بیماران مبتلا به انفارکتوس حاد میوکارد و بیماران بستری مبتلا به سرطان مری یافت شد [42،43]. گزارش شده است که موزارلا با دریافت اسیدهای چرب رژیم غذایی مرتبط است [44]. رشد Tyzzerella توسط مکمل های ترکیبی براونی و رژیم غذایی با قند بالا مهار شد [45]. E. coprostanoligenes با سطح دی اسیل گلیسرول ها در ارتباط بود [46]. کاهش E. coprostanoligenes با سطوح سرمی آسپارتات ترانسفراز (AST) و ALT در موش های تغذیه شده با رژیم غذایی پرچرب رابطه معکوس داشت [47].

Intestinimonas spp. در رقت های مدفوع غنی شده با لیزین شناسایی شده است و باکتری های شبه روده ای به عنوان تولید کننده بوتیرات شناخته می شوند که از لیزین و نفروکتوسیلیزین در نوزادان و بزرگسالان با شیر خشک تغذیه می شوند [48]. کاهش در این میکروارگانیسم‌ها ممکن است بر پاسخ ایمنی و فعالیت متابولیک میزبان تأثیر بگذارد. فراوانی نسبی Alistipes، Clostridium ASF 356، Clostridiales و LachnospiraceaeUCG 004 به طور قابل‌توجهی با قرار گرفتن در معرض PFOA غنی شد. آلیستیپس یک باکتری بیماریزای مشروط است و با رژیم های غذایی پرچرب و رژیم های غذایی با ساکارز بالا افزایش یافت [49].

Alistipes به عنوان یک نشانگر میکروبی روده در نظر گرفته شد که در بین بیماران چاق مبتلا به اختلالات متابولیک مختلف مشترک بود [50]. فراوانی آلیستیپس در بیماران مبتلا به بیماری های مختلف مرتبط با مغز، از جمله بیماری آلزایمر، اختلال کمبود توجه، بیش فعالی، اسکیزوفرنی، اختلال طیف اوتیسم، اختلال افسردگی اساسی، بیماری پارکینسون و اختلال دوقطبی یافت شد [51]. علاوه بر این، آلیستیپس از بیماران مبتلا به آبسه های شکمی و رکتوم جدا شد و با افسردگی و سرطان کولورکتال همراه بود [52]. به عنوان یک میکروارگانیسم مقاوم به صفرا، فراوانی آلیستیپس را می توان با رژیم غذایی حیوانی افزایش داد [53].

غنی‌سازی آلیستیپس نیز با مکمل‌های غذایی کاستالاژین، که یک ترکیب فعال در کامو-کامو پلی فنل-ریچ بری است، القا شد [54]. یک مطالعه آزمایشگاهی نشان داد که کلستریدیوم ASF 356 ایزولوسین، والین، آلانین، ترئونین، لاکتات و سایر متابولیت‌ها را مصرف می‌کرد و همچنین در تغذیه متقابل نقش داشت. برخی از گونه های کلستریدیوم بیماری زا هستند، مانند C. difficile.در این مطالعه متابولیسم اسید صفراوی با قرار گرفتن در معرض PFOA مختل شد. اسیدهای صفراوی در کبد از کلسترول سنتز می شوند و در کیسه صفرا ذخیره می شوند و در پاسخ به غذا به روده رها می شوند و سپس از گردش خون روده کبدی عبور می کنند.

قبل از ترشح، اسیدهای صفراوی اولیه معمولاً به تورین و گلیسین کونژوگه می شوند. اسیدهای صفراوی اولیه، اسید کولیک و چنودوکسی کولیک اسید می توانند از طریق دکونژوگاسیون اسید صفراوی و 7-هیدروکسیلاسیون آلفا به اسیدهای صفراوی ثانویه تبدیل شوند. میکروبیوتاکان روده، متابولیسم اسیدهای صفراوی را از طریق کاهش سطح اسید موریکولیک تائورو، که یک آنتاگونیست گیرنده فارنسوئید X (FXR) گیرنده هسته ای است، تنظیم می کند [55]. سنتز بیلی اسیدها تحت کنترل بازخورد منفی در کبد و ایلئوم از طریق فعال سازی FXR است [55]. ارتباط بین اسیدهای صفراوی سرم و هر دو PFOA سرم و نقطه پایانی رشد جنین در گروهی از 313 زن باردار آفریقایی-آمریکایی یافت شد [56].

افزایش اسیدهای صفراوی در گردش به دلیل مخلوطی از پنج PFAS، که شامل PFOA، PFOS، PFNA، PFHxS و GenX بود، در موش‌های C57BL/6J مشاهده شد [57]. التهاب روده نشتی مرتبط با افزایش سن را می توان با مکمل کوکتل پروبیوتیک با افزایش فعالیت هیدرولاز نمک صفرا بهبود بخشید، که منجر به افزایش تورین می شود که اتصالات محکم را تحریک می کند [58]. کمبود اسیدهای صفراوی ثانویه ناشی از دیس بیوز می تواند باعث التهاب روده شود که می تواند منجر به التهاب روده شود. از طریق مکمل‌سازی بی‌اسیدهای ثانویه در مدل‌های موش کاهش می‌یابد [59].

اختلال در بیان ژن دخیل در متابولیسم اسید صفراوی توسط PFOA در سلول های کبدی HepaRG انسانی گزارش شد. به طور خاص، CYP7A1، آنزیم کلیدی که مرحله محدود کننده سرعت سنتز اسید صفراوی را کاتالیز می کند، کاهش یافت [60].

علاوه بر آنزیم‌های دخیل در بیوسنتز اسیدهای صفراوی، سطح بیان ژن‌های مربوط به انتقال بی‌اسید، Bsep و Mrp2 نیز توسط PFOA در یک مدل سه بعدی کبدی اولیه موش کاهش یافت [61]. علاوه بر این، گزارش شده است که PFOA با پلی پپتید ناقل Na+/taurocholate ناقل بی‌اسید انسانی [62] تعامل دارد. PFOA بیان آنها را RNA و پروتئین پلی پپتیدهای 1a1، 1a4 و 1b2 حمل‌کننده آنیون آلی را در مدل موش از طریق فعال‌سازی گیرنده آلفای فعال‌شده با تکثیر پراکسی زوم (PPAR) کاهش داد. اینها ناقلین اصلی مسئول جذب اسیدهای صفراوی به کبد هستند [63].

تغییرات متابولیسم تریپتوفان بیشترین علامت متابولیک مرتبط با PFAS در مطالعات انسانی بود [64]. میکروب‌های روده می‌توانند تریپتوفان را به ایندول و مشتقات آن مانند 3-ایندول اکریلیک اسید و 3-اسید ایندول استیک تبدیل کنند که سطح آن‌ها با قرار گرفتن در معرض PFOA در این مطالعه کاهش یافت. به طور خاص، 3-اسید ایندولاستیک برای ارتقاء عملکرد سد اپیتلیال روده و سرکوب پاسخ های التهابی گزارش شده است [65]. ظرفیت ژنتیکی میکروارگانیسم های روده با استفاده از موسین و متابولیزه کننده تریپتوفان در بیماران مبتلا به بیماری التهابی روده کاهش می یابد [65].

به عنوان یک گیرنده سیتوپلاستیک، AhR یک عامل مهم در هموستاز و ایمنی بافت است که اجازه انطباق سلول های ایمنی را با شرایط محیطی می دهد [66]. علاوه بر این، 3-ایندولاستیک اسید به عنوان یکی از فعال کننده های غالب AhR در محتوای سکوم نمونه های موش و مدفوع از شرکت کنندگان انسانی گزارش شده است [67]. علاوه بر این، 3-اسید ایندولاستیک می‌تواند یکپارچگی سد روده را تقویت کند و پاسخ‌های التهابی را از طریق فعال‌سازی فاکتور رونویسی AhR سرکوب کند، که رونویسی IL{5}} وابسته به AhR را بیشتر ترویج کرد [68]. 3-اسید ایندولاستیک همچنین فعال کننده گیرنده پرگنان X (PXR) است که تولید سلول B IL را همراه با لیپوپلی ساکارید از طریق گیرنده PXRand Toll مانند 4 القا می کند [69]. علاوه بر این، 3-اسید ایندول استیک اثرات مفیدی مانند کاهش اسپوندیلیت آنکیلوزان دارد [70]. 3-اسید ایندول استیک به طور قابل توجهی در موش هایی که از رژیم غذایی پرچرب تغذیه شده بودند، کاهش یافت [71].

مکمل 3-اسید ایندول استیک می‌تواند بیماری کبد چرب الکلی را از طریق تضعیف پاسخ التهابی، استرس اکسیداتیو و لیپوژنز کبدی کاهش دهد [72]. علاوه بر این، 3-اسید ایندولاستیک بر اثربخشی شیمی درمانی در بیماران مبتلا به سرطان پانکراس در دو گروه مستقل آدنوکارسینوم مجرای پانکراس تأثیر گذاشت [73]. در مدل موش آدنوکارسینوم مجرای پانکراس، پیوند میکروبیوتای مدفوع و مکمل 3-اسید ایندولاستیک همچنین می‌تواند اثربخشی شیمی‌درمانی را در موش‌های گنوتوبیوتیک انسانی افزایش دهد [73]. همراه باکاهش 3-ایندول اکریلیک اسید و 3-اسید ایندول استیک توسط PFOA، این اثرات مفید ممکن است به خطر بیفتد.

این مطالعه چندین محدودیت داشت. اولاً، این مطالعه فقط موش‌های نر را شامل می‌شد، در حالی که موش‌های ماده شامل نمی‌شدند. یک طرح مطالعه متوازن جنسیتی که شامل موش‌های نر و ماده می‌شود، می‌تواند این حوزه مطالعه را بهبود بخشد. دوم، سطح PFOA در آب آشامیدنی که موش‌های کنترل دریافت کردند، شناسایی نشد. با توجه به توزیع گسترده PFOA، این احتمال وجود داشت که آب آشامیدنی که موش‌های کنترل دریافت کردند حاوی سطوح پایین PFOA باشد. سطح PFOA در آب آشامیدنی بین 20 تا 70 نانوگرم در لیتر در جورجیا، ایالات متحده گزارش شده است [74]. برای آزمایش اثر سمی PFOAon متابولیت‌های مرتبط با میکروبیوتای روده، سطح مواجهه در این مطالعه روی ppm 1 تنظیم شد که بالاتر از سطح مربوط به محیط زیست است. در مطالعات آینده برای بررسی اثرات سلامتی PFOA در سطوح مرتبط با محیط زیست، دوز باید کاهش یابد.

5. نتیجه گیری ها

PFOA اخیراً به یک نگرانی جدی برای سلامت عمومی تبدیل شده است. در مطالعه حاضر، PFOA هم ترکیب میکروبیوتای روده و هم پروفایل متابولیک مدفوع، سرم و کبد را در موش مختل کرد. همبستگی بین میکروبیوتای روده و متابولیت های مختلف مدفوع پیدا شد. قرار گرفتن در معرض PFOA باعث تغییرات قابل توجهی در متابولیت‌های مرتبط با میکروبیوتای روده، از جمله اسیدهای صفراوی و متابولیت‌های تریپتوفان، مانند 3-اسید ایندولاکریلیک و 3-اسید ایندولاستیک شد. یافته‌های ما می‌تواند درک اثرات سلامتی PFOA را که از طریق میکروبیوتای روده انجام می‌شود، بهبود بخشد.

داروی گیاهی طبیعی برای رفع یبوست - سیستانچ

سیستانش سرده ای از گیاهان انگلی است که از خانواده Orobanchaceae است. این گیاهان به دلیل خواص دارویی خود شناخته شده اند و برای قرن ها در طب سنتی چینی (TCM) مورد استفاده قرار می گیرند. گونه‌های سیستانچ عمدتاً در مناطق خشک و بیابانی چین، مغولستان و سایر بخش‌های آسیای مرکزی یافت می‌شوند. گیاهان سیستانچ با ساقه‌های گوشتی و زرد رنگ مشخص می‌شوند و به دلیل مزایای بالقوه سلامتی‌شان بسیار ارزشمند هستند. در TCM اعتقاد بر این است که سیستانچ دارای خواص مقوی است و معمولاً برای تغذیه کلیه، افزایش نشاط و حمایت از عملکرد جنسی استفاده می شود. همچنین برای رسیدگی به مسائل مربوط به پیری، خستگی و بهزیستی کلی استفاده می شود. در حالی که سیستانچ سابقه طولانی استفاده در طب سنتی دارد، تحقیقات علمی در مورد اثربخشی و ایمنی آن در حال انجام و محدود است. با این حال، حاوی ترکیبات فعال زیستی مختلف مانند گلیکوزیدهای فنیل اتانوئید، ایریدوئیدها، لیگنان ها و پلی ساکاریدها است که ممکن است به اثرات دارویی آن کمک کند.

Wecistanche'sپودر سیستانچ، قرص سیستانچ، کپسول سیستانچ، و سایر محصولات با استفاده ازکویرسیستانچبه عنوان مواد اولیه که همگی تاثیر خوبی در رفع یبوست دارند. مکانیسم خاص به شرح زیر است: اعتقاد بر این است که سیستانچ بر اساس استفاده سنتی و ترکیبات خاصی که دارد، فواید بالقوه ای برای تسکین یبوست دارد. در حالی که تحقیقات علمی به طور خاص در مورد تأثیر سیستانچ بر یبوست محدود است، تصور می‌شود که مکانیسم‌های متعددی دارد که ممکن است به پتانسیل آن برای تسکین یبوست کمک کند. اثر ملین:سیستانچمدتهاست که در طب سنتی چینی به عنوان یک درمان برای یبوست استفاده می شود. اعتقاد بر این است که یک اثر ملین خفیف دارد که می تواند به تقویت حرکات روده و ایجاد یبوست کمک کند. این اثر ممکن است به ترکیبات مختلف موجود در سیستانچ، مانند گلیکوزیدهای فنیل اتانوئید و پلی ساکاریدها نسبت داده شود. مرطوب کردن روده ها: بر اساس استفاده سنتی، سیستانچ دارای خواص مرطوب کنندگی است، به ویژه روده ها را هدف قرار می دهد. افزایش هیدراتاسیون و روانکاری روده ها ممکن است به نرم شدن ابزارها و تسهیل عبور آسان تر کمک کند و در نتیجه یبوست را برطرف کند. اثر ضد التهابی: گاهی اوقات یبوست می تواند با التهاب در دستگاه گوارش همراه باشد. سیستانچ حاوی ترکیبات خاصی از جمله گلیکوزیدهای فنیل اتانوئید و لیگنان است که اعتقاد بر این است که خواص ضد التهابی دارند. با کاهش التهاب در روده، ممکن است به بهبود منظم حرکات روده و رفع یبوست کمک کند.