Áhrif perflúoróktansýru á örverur í þörmum og umbrotsefni örvera í C57BL/6J músumⅢ
Nov 28, 2023
3. Úrslit
3.1. PFOABreytti samsetningu þarma örveru
Alls greindust 78 bakteríuættkvíslir í rannsókn okkar, eins og kom í ljós með 16S rRNA raðgreiningu. Algengustu ættkvíslirnar eru sýndar á mynd 1A. LEfSe greining sýndi að fimm bakteríuættkvíslir auðguðust í PFOA-meðhöndluðum músum, nefnilega Alistipes, LachnospiraceaeUCG 004, Clostridiales, Clostridium ASF356 og Incertae sedis (Mynd 1B). Á sama tíma fækkaði sexbakteríumættkvíslum í hópnum sem fengu PFOA, þ.e. Tyzzerella, Eubacteriumcoprostanoligenes, Intestinimonas, Clostridium septum, Roseburia og Turicibacter (Mynd 1B).
3.2. Fylgni milli örveru í þörmum og saurefnaskipta
Við gerðum samþætta greiningu á örveru í þörmum og saurumbrotsefnum með því að nota MixOmics. Heildarfylgni milli örveru í þörmum og saurumbrotsefna var 0.74 (Mynd 2A). Fyrir bæði saurumbrotsefni og bakteríuættkvíslir var PFOA-meðhöndlaða hópurinn aðskilinn frá samanburðarhópnum (Mynd 2B, viðbótarmynd S1). Samræmið á milli saurumbrotsefna og bakteríuættkvísla er sýnt á mynd 2C. Þrír bakteríuættkvíslir sýndu fylgni við átta saurumbrotsefni (Mynd 2D).
3.3. PFOA-framkallaðar breytingar á saurefnaskiptum
Eftir útsetningu fyrir PFOA sýndu samtals 120 umbrotsefni p-gildi < 0.05, þar á meðal fimm umbrotsefni sem sýndu falskan uppgötvun (FDR) < 0,05 (Mynd 3A). Stigveldisþyrping mikilvægra umbrotsefna er sýnd á mynd 3B. Greining á auðgun leiða leiddi í ljós að umbrot cysteins og metíóníns var breytt vegna útsetningar fyrir PFOA (Mynd 3C). Athyglisvert var að þrjár saurgallsýrur minnkuðu verulega við útsetningu fyrir PFOA, nefnilega glýkódoxýkólínsýru, beta-hýódeoxýkólínsýru og gamma-múríkólsýru (mynd 3D).
3.4. PFOA framkallaði breytingar á umbrotsefnum í sermi
PFOA-meðhöndlaði hópurinn og samanburðarhópurinn voru vel aðskildir í PLS-DA söguþræðinum (Mynd 4A). Alls sýndu 59 umbrotsefni í sermi p-gildi < 0.05, þar af 10 umbrotsefni sýndu FDR < 0,05 (Mynd 4B). Greining á auðgun leiða leiddi í ljós að nikótín og nikótínamíð umbrot og histidín umbrot voru breytt vegna útsetningar fyrir PFOA (Mynd 4C). Tvær gallsýrur, taurókólsýra og deoxýkólínsýra, lækkuðu marktækt í hópnum sem fengu PFOA, í samræmi við lækkun á TMAO og aukningu á kólíni af völdum PFOA útsetningar (Mynd 4D).
3.5. PFOA olli breytingum á umbrotsefnum í lifur
PLS-DA greining á umbrotsefnum í lifur sýndi að hópurinn sem fékk PFOA var aðskilinn frá samanburðarhópnum (Mynd 5A). Alls sýndu 94 umbrotsefni í lifur p-gildi < 0.05eftir útsetningu fyrir PFOA (Mynd 5B). Auðgunargreining á leiðum sýndi að arginínlífmyndun var verulega breytt (Mynd 5C). Þrjú umbrotsefni reyndust vera marktæk í lifur, sermi og hægðum, nefnilega 1-(1Z-hexadecyl)-sn-glycero-3-fosfókólín, decanoyl-L-carnitine og 1- hexadecýl-sn-glýseró-3-fosfókólín (mynd 5D). Tvö gallsýrur, tauroursodeoxycholic acid og taurochenodeoxycholic acid, voru minnkuð vegna PFOA-útsetningar, ásamt minnkun á tveimur tryptófanumbrotsefnum, 3-indólakrýlsýru og 3-indólediksýru, og aukningu á tauríni (Mynd 5E).
4. Umræður
Kolefni-flúor tengið gerir PFOA ónæmt fyrir ljósrof og vatnsrof, sem leiðir til þráláts PFOA í umhverfinu. Jákvæð fylgni fannst á milli styrks PFAS í plasma og fæðuinntöku ferskvatnsfiska, sjávarfiska, krabba og rækju hjá 933 konum á frjósemis aldri í Shanghai, Kína [32]. Snemmbúin útsetning fyrir PFOA er lykilþáttur í sermisþéttni hjá börnum [33]. Í rannsókn sem kannaði sambandið á milli PFAS og langvinnrar bólgu og oxunarálagsmerkja innan National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) frá 2005 til 2012 (n=6652), var prósentubreyting á PFOA marktækt tengd prósentuhækkun á eitilfrumum fjölda, járn í sermi og heildarbilirúbín í sermi [34]. Hætta á krabbameini í nýrum og eistum eykst með 10 ng/ml hækkun á PFOA-styrk í sermi [35].
Að auki var styrkur PFOA í sermi jákvæður tengdur lifrarfrumuskemmdamerkinu alanín amínótransferasa (ALT) hjá 47.092 fullorðnum í C8 Health Project [36]. PFOA í sermi var einnig jákvætt tengt ónæmisglóbúlíng, andhringlaga sítrúlínuðum peptíðmótefnum og gigtarþáttum [37]. Sem alvarlegt og útbreitt umhverfisvandamál hefur verið greint frá PFOA-völdum efnaskiptabreytingum í eitilfrumum í útæðablóði manna [38] og börn með læknisgreindan óáfengan fitulifrarsjúkdóm (NAFLD) [39].
Hins vegar hefur ekki verið gerð samþætt greining á truflun á efnaskipta- og þarmaörverum vegna útsetningar fyrir PFOA. Í þessari rannsókn sýndum við ekki aðeins breytingar á umbrotsefnum í sermi heldur einnig efnaskiptabreytingar í saur og lifur. Að auki gerðum við samþætta greiningu á saurumbrotsefnum og örveru í þörmum og leiddi í ljós tengslin á milli þeirra undir áhrifum útsetningar fyrir PFOA. Snið bæði umbrotsefna í saur og örveru í þörmum voru truflað vegna útsetningar fyrir PFOA.
Hlutfallslegt magn Roseburia, Tyzzerella, Eubacterium coprostanoligenes og Intestinimonas minnkaði vegna útsetningar fyrir PFOA. Roseburia er talin commensal baktería með bólgueyðandi eiginleika, sem gæti endurheimt gagnlegar örverur í þörmum [40].
Roseburia intestinalis getur viðhaldið orkujafnvægi og komið í veg fyrir bólgu í þörmum [41]. Lægra magn Tyzzerella fannst hjá sjúklingum með bráða hjartadrep og inniliggjandi sjúklingum með krabbamein í vélinda [42,43]. Tilkynnt hefur verið um að mozzarella tengist inntöku fitusýra í mataræði [44]. Vöxtur Tyzzerella var hamlað með samsettri viðbót við brúnköku og sykurríkt fæði [45]. E. coprostanoligenes var í tengslum við magn díacýlglýseróla [46]. Minnkun á E. coprostanoligenes var öfug tengd við serum aspartat transferasa (AST) og ALT gildi í fituríkum músum [47].
Intestinimonas spp. hefur greinst í lýsínauðguðu hægðum, og þarmalíkar bakteríur eru þekktar sem bútýratframleiðendur, sem nýta lýsín og Nεfructosyllysine hjá ungbörnum og fullorðnum sem eru fóðruð með formúlu [48]. Minnkun á þessum örverum gæti haft áhrif á ónæmissvörun og efnaskiptavirkni hýsilsins. Hlutfallslegt magn Alistipes, Clostridium ASF 356, Clostridiales og LachnospiraceaeUCG 004 auðgaðist verulega með útsetningu fyrir PFOA. Alitipes er skilyrt sjúkdómsvaldandi baktería og hún var aukin með fituríku fæði og súkrósaríku fæði [49].
Alistipes var talinn örverumerki í þörmum sem var deilt meðal offitusjúklinga með ýmsar efnaskiptasjúkdómar [50]. Hærra magn af Alistipes fannst hjá sjúklingum með mismunandi heilatengda sjúkdóma, þar á meðal Alzheimerssjúkdóm, athyglisbrest með ofvirkni, geðklofa, einhverfurófsröskun, alvarlegt þunglyndi, Parkinsonsveiki og geðhvarfasýki [51]. Að auki var Alistipes einangraður frá sjúklingum með kvið- og endaþarmsígerð og tengdist þunglyndi og ristilkrabbameini [52]. Sem gallþolin örvera gæti gnægð Alistipes verið aukið með dýrafæði [53].
Auðgun Alistipes var einnig framkölluð af fæðubótarefnum castalagins, sem er virkt efnasamband í polyphenol-richberry camu-camu [54]. In vitro rannsókn benti til þess að Clostridium ASF 356 neytti ísóleucíns, valíns, alaníns, þreóníns, laktats og annarra umbrotsefna, og það tók einnig þátt í krossfóðrun. Sumar tegundir í Clostridium eru sjúkdómsvaldandi, eins og C. difficile.Umbrot gallsýru voru truflað vegna útsetningar fyrir PFOA í þessari rannsókn. Gallsýrur myndast í lifur úr kólesteróli og geymast í gallblöðru og þær eru losaðar í þörmum sem svar við máltíð og fara síðan í gegnum lifrarblóðrásina.
Fyrir seytingu eru aðal gallsýrurnar venjulega samtengdar við taurín og glýsín. Aðal gallsýrur, kólínsýru og chenódeoxýkólínsýru geta breyst í afleiddar gallsýrur með gallsýruaftengingu og 7-alfa hýdroxýleringu. Örverubíótakan í þörmum stjórnar umbrotum gallsýru með því að draga úr magni tauro- -múríkólsýru, sem er kjarnaviðtaka farnesoid X viðtaka (FXR) mótlyf [55]. Nýmyndun gallsýra er undir neikvæðri endurgjöf í lifur og grindarholi í gegnum FXR virkjun [55]. Tengsl milli gallsýra í sermi og bæði sermis PFOA og endapunkta fósturvaxtar fundust í hópi 313 þungaðra afrísk-amerískra kvenna [56].
Auknar gallsýrur í blóðrásinni vegna blöndu af fimm PFAS, sem samanstóð af PFOA, PFOS, PFNA, PFHxS og GenX, sást í C57BL/6J músum [57]. Aldurstengda leka þarmabólgu gæti verið bætt með probiotic kokteiluppbót með því að auka virkni gallsalts hýdrólasa, sem leiðir til aukningar á tauríni sem örvaði þétt tengingar [58]. Skortur á efri gallsýrum af völdum dysbiosis gæti stuðlað að þarmabólgu, sem gæti verið létt með viðbót af efri gallsýrum í músalíkönum [59].
Greint var frá skerðingu á tjáningu gena sem tekur þátt í umbroti gallsýru vegna PFOA í HepaRG lifraræxlisfrumum manna. Sérstaklega minnkaði CYP7A1, lykilensímið sem hvatar hraðatakmarkandi skref gallsýrumyndunar [60].
Til viðbótar við ensím sem taka þátt í nýmyndun gallsýru, var tjáningarstig gena sem tengjast flutningi gallsýru, Bsep og Mrp2, einnig minnkað af PFOA í 3D aðal músalifrarhvolflíkani [61]. Ennfremur hefur verið greint frá því að PFOA hafi samskipti við gallsýruflutningsefni manna Na+/taurocholate samflutningsfjölpeptíð [62]. PFOA dró úr RNA og próteintjáningu lífrænna anjóna sem flytja fjölpeptíð 1a1, 1a4 og 1b2 í músarlíkani með virkjun á peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) alfa; þetta eru helstu flutningsefnin sem bera ábyrgð á upptöku gallsýra í lifur [63].
Breytingar á umbrotum tryptófans voru mest tilkynnt um PFAS tengda efnaskiptaeinkenni í rannsóknum á mönnum [64]. Þarmaörverurnar geta umbreytt tryptófani í indól og afleiður þess, eins og 3-indólakrýlsýra og 3-indólediksýra, en magn þeirra minnkaði vegna útsetningar fyrir PFOA í þessari rannsókn. Sérstaklega hefur verið greint frá því að 3-indólediksýra ýti undir starfsemi þekjuþekju í þörmum og bælir bólgusvörun [65]. Erfðageta örvera í þörmum sem nýta slím og umbrotsefni tryptófans minnkar hjá sjúklingum með bólgusjúkdóm í þörmum [65].
Sem umfrymisviðtaka er AhR mikilvægur þáttur í vefjajafnvægi og ónæmi, sem gerir aðlögun ónæmisfrumna að umhverfisaðstæðum [66]. Ennfremur var greint frá 3-indólediksýru sem einn af ríkjandi virkjunum AhR í hnébeygjuinnihaldi músa- og hægðasýna úr þátttakendum manna [67]. Að auki gæti 3-indólediksýra stuðlað að heilleika þörmum og bælt bólgusvörun með því að virkja AhR umritunarþáttinn, sem stuðlaði enn frekar að AhR-háðri IL-22umritun [68]; 3-indólediksýra er einnig virkjandi pregnane X viðtakans (PXR), sem örvar IL-35+ B frumumyndun ásamt lípópólýsykru í gegnum PXRand Toll-like viðtaka 4 [69]. Ennfremur hefur 3-indólediksýra jákvæð áhrif eins og að draga úr hryggikt [70]; 3-indólediksýra minnkaði marktækt í músum sem fengu fituríkt fæði [71].
Viðbót á 3-indólediksýru gæti dregið úr alkóhólískum fitulifursjúkdómi með því að draga úr bólgusvörun, oxunarálagi og fitumyndun í lifur [72]. Þar að auki hafði 3-indólediksýra áhrif á verkun krabbameinslyfjameðferðar hjá sjúklingum með briskrabbamein í tveimur sjálfstæðum briskirtilkrabbameinshópum [73]. Í músalíkani af kirtilkrabbameini í brisi gæti saurörveruígræðsla og viðbót við 3-indólediksýru einnig aukið krabbameinslyfjavirkni í manngerðum gnotobiotic músum [73]. Ásamtlækkun á 3-indólakrýlsýru og 3-indólediksýru með PFOA, gætu þessi jákvæðu áhrif verið í hættu.
Þessi rannsókn hafði nokkrar takmarkanir. Í fyrsta lagi náði þessi rannsókn aðeins til karlkyns músa, en kvenmýs voru ekki með. Kynjaskipt rannsóknarhönnun sem inniheldur bæði karlmýs og kvenmýs gæti bætt þetta rannsóknarsvið. Í öðru lagi fannst ekki magn PFOA í drykkjarvatninu sem viðmiðunarmýsnar fengu. Miðað við víðtæka dreifingu PFOA voru líkur á að drykkjarvatnið sem viðmiðunarmúsin fékk innihélt lítið magn af PFOA. Greint var frá því að PFOA-magn í drykkjarvatni væri á milli 20 og 70 ng/L í Georgíu, Bandaríkjunum [74]. Til að prófa eituráhrif PFOAon umbrotsefna í þörmum og örverum, var váhrifastigið í þessari rannsókn stillt á 1 ppm, sem er hærra en umhverfisgildi. Skammtinn þarf að lækka í framtíðarrannsóknum til að kanna heilsufarsáhrif PFOA á umhverfislega viðeigandi stigum.
5. Ályktanir
PFOA hefur orðið alvarlegt lýðheilsuáhyggjuefni undanfarið. Í þessari rannsókn truflaði PFOA bæði samsetningu örveru í þörmum og efnaskiptasniði saurs, sermis og lifur í músum. Fylgni fannst á milli örveru í þörmum og mismunandi umbrotsefna í saur. Útsetning fyrir PFOA olli marktækum breytingum á umbrotsefnum tengdum þörmum og örverum, þar með talið gallsýrum og tryptófanumbrotsefnum, eins og 3-indólakrýlsýra og 3-indólediksýru. Niðurstöður okkar gætu bætt skilning á heilsufarsáhrifum PFOA sem miðlað er í gegnum örveru í þörmum.
Náttúruleg jurtalyf til að létta hægðatregðu-Cistanche
Cistanche er ættkvísl sníkjudýra sem tilheyrir fjölskyldunni Orobanchaceae. Þessar plöntur eru þekktar fyrir lækningaeiginleika sína og hafa verið notaðar í hefðbundinni kínverskri læknisfræði (TCM) um aldir. Cistanche tegundir finnast aðallega í þurrum og eyðimerkursvæðum í Kína, Mongólíu og öðrum hlutum Mið-Asíu. Cistanche plöntur einkennast af holdugum, gulleitum stönglum og eru mjög metnar fyrir hugsanlegan heilsufarslegan ávinning. Í TCM er talið að Cistanche hafi styrkjandi eiginleika og er almennt notað til að næra nýru, auka orku og styðja við kynlíf. Það er einnig notað til að taka á vandamálum sem tengjast öldrun, þreytu og almennri vellíðan. Þó að Cistanche hafi langa sögu um notkun í hefðbundinni læknisfræði, eru vísindarannsóknir á verkun og öryggi í gangi og takmarkaðar. Hins vegar er vitað að það inniheldur ýmis lífvirk efnasambönd eins og fenýletanóíð glýkósíð, iridoids, lignans og fjölsykrur, sem geta stuðlað að lækningaáhrifum þess.
Wecistanchecistanche duft, cistanche töflur, cistanche hylki, og aðrar vörur eru þróaðar með því að notaeyðimörkcistanchesem hráefni sem öll hafa góð áhrif á hægðatregðu. Sérstakur búnaðurinn er sem hér segir: Cistanche er talinn hafa hugsanlegan ávinning til að létta hægðatregðu á grundvelli hefðbundinnar notkunar þess og ákveðinna efnasambanda sem það inniheldur. Þó að vísindalegar rannsóknir sérstaklega á áhrifum Cistanche á hægðatregðu séu takmarkaðar, er talið að þær hafi margar aðferðir sem gætu stuðlað að möguleikum hennar til að létta hægðatregðu. Hægðalosandi áhrif:Cistanchehefur lengi verið notað í hefðbundinni kínverskri læknisfræði sem lækning við hægðatregðu. Talið er að það hafi væg hægðalosandi áhrif, sem getur hjálpað til við að stuðla að hægðum og framkalla hægðatregðu. Þessi áhrif má rekja til ýmissa efnasambanda í Cistanche, svo sem fenýletanóíð glýkósíða og fjölsykrum. Raka í þörmum: Byggt á hefðbundinni notkun er Cistanche talin hafa rakagefandi eiginleika, sérstaklega miða á þörmum. Að stuðla að vökvun og smurningu í þörmum getur hjálpað til við að mýkja verkfæri og auðvelda yfirferð og þar með létta hægðatregðu. Bólgueyðandi áhrif: Hægðatregða getur stundum tengst bólgu í meltingarvegi. Cistanche inniheldur ákveðin efnasambönd, þar á meðal fenýletanóíð glýkósíð og lignans, sem talið er að hafi bólgueyðandi eiginleika. Með því að draga úr bólgu í þörmum getur það hjálpað til við að bæta hægðatregðu og létta hægðatregðu.