Oligozaharidele ca potențiali regulatori ai microbiotei intestinale și a sănătății intestinale în managementul post-COVID-19 Partea 1

Rezumat:Pandemia COVID-19 a avut un impact profund la nivel mondial, având drept rezultat efecte pe termen lung asupra sănătății pentru multe persoane. Recent, pe măsură ce tot mai mulți oameni se recuperează de COVID-19, există o nevoie din ce în ce mai mare de a identifica strategii eficiente de gestionare a sindromului post-COVID-19, care poate include diaree, oboseală și inflamație cronică. S-a demonstrat că oligozaharidele derivate din resurse naturale au efecte prebiotice, iar dovezile emergente sugerează că pot avea și efecte imunomodulatoare și antiinflamatorii, care ar putea fi deosebit de relevante în atenuarea efectelor pe termen lung ale COVID-19. În această revizuire, explorăm potențialul oligozaharidelor ca regulatori ai microbiotei intestinale și a sănătății intestinale în managementul post-COVID-19. Discutăm interacțiunile complexe dintre microbiota intestinală, metaboliții lor funcționali, cum ar fi acizii grași cu lanț scurt și sistemul imunitar, evidențiind potențialul oligozaharidelor de a îmbunătăți sănătatea intestinală și de a gestiona sindromul post-COVID-19. În plus, analizăm dovezile microbiotei intestinale cu expresia enzimei de conversie a angiotensinei 2 pentru atenuarea sindromului post-COVID-19. Prin urmare, oligozaharidele oferă o abordare sigură, naturală și eficientă pentru îmbunătățirea potențială a microbiotei intestinale, a sănătății intestinale și a rezultatelor generale de sănătate în gestionarea post-COVID-19.

Cistanche poate acționa ca un ameliorator anti-oboseală și rezistență, iar studiile experimentale au arătat că decoctul de Cistanche tubulosa ar putea proteja eficient hepatocitele hepatice și celulele endoteliale deteriorate la șoarecii care înotă care poartă greutăți, să regleze expresia NOS3 și să promoveze glicogenul hepatic. sinteza, exercitand astfel eficacitate anti-oboseala. Extractul de Cistanche tubulosa bogat în glicozide feniletanoide ar putea reduce semnificativ creatinkinaza serică, lactat dehidrogenază și nivelurile de lactat și ar putea crește nivelul de hemoglobină (HB) și glucoză la șoarecii ICR, iar acest lucru ar putea juca un rol anti-oboseală prin scăderea leziunilor musculare. și întârzierea îmbogățirii cu acid lactic pentru stocarea energiei la șoareci. Compusul Cistanche Tubulosa Tabletele a prelungit semnificativ timpul de înot de suportare a greutății, a crescut rezerva hepatică de glicogen și a scăzut nivelul seric de uree după exercițiu la șoareci, arătând efectul său anti-oboseală. Decoctul de Cistanchis poate îmbunătăți rezistența și accelera eliminarea oboselii la șoarecii care se antrenează și, de asemenea, poate reduce creșterea creatinkinazei serice după exercițiul de încărcare și poate menține ultrastructura mușchiului scheletic al șoarecilor normală după exercițiu, ceea ce indică faptul că are efecte. de sporire a forței fizice și anti-oboseală. De asemenea, Cistanchis a prelungit semnificativ timpul de supraviețuire al șoarecilor otrăviți cu nitriți și a sporit toleranța la hipoxie și oboseală.

Faceți clic pe oboseală bruscă în timpul zilei

【Pentru mai multe informații:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】

Cuvinte cheie:post-COVID-19; oligozaharidă; sănătatea intestinală; microbiota intestinală; sindrom post-COVID-19

1. Introducere

Apariția sindromului respirator acut sever coronavirus 2 (SARS-CoV-2) și a pandemiei ulterioare a bolii coronavirus 2019 (COVID-19) a avut consecințe de amploare asupra sănătății publice globale de când a fost identificată pentru prima dată. în Wuhan, China, în decembrie 2019 [1]. Virusul se răspândește în principal prin picături respiratorii care sunt expulzate atunci când un individ infectat tușește, strănută sau vorbește, facilitând transmiterea sa rapidă și eventuala clasificare ca pandemie [2]. Deși sistemul respirator este principalul loc de infecție, COVID-19 poate afecta și alte organe și sisteme critice din organism, inclusiv rinichii, ficatul, creierul și tractul gastrointestinal. Virusul este o amenințare gravă datorită spectrului larg de complicații pe care le poate declanșa, inclusiv sindromul de detresă respiratorie acută, sepsis, insuficiență multi-organă și chiar moarte [3]. În contextul infecției cu SARS-CoV-2, sistemul gastrointestinal este, de asemenea, susceptibil la deteriorare, în special în cazurile care implică tromboză intestinală. Virusul poate afecta direct țesutul intestinal și poate contribui la formarea cheagurilor de sânge în tractul gastrointestinal [4]. Această afectare și eveniment trombotic se pot manifesta ca simptome gastrointestinale și pot duce la complicații severe.

În prezent, este larg recunoscut că un subgrup de persoane care s-au recuperat de la COVID-19 pot prezenta simptome persistente și complicații care pot afecta mai multe organe, ducând la probleme de sănătate pe termen lung [5]. Aceste simptome pot persista săptămâni sau chiar luni și sunt cunoscute în mod colectiv ca sindroame post-COVID-19 [6]. Consecințele acestor sindroame pot fi severe, deoarece pot provoca vătămări de durată organelor critice, cum ar fi plămânii, creierul, inima și rinichii. Simptomele sunt diverse și pot include oboseală, dispnee, dureri în piept, dureri articulare, slăbiciune musculară, dureri de cap, tulburări cognitive, depresie, diaree, greață și durere anormală [7]. O înțelegere amănunțită a efectelor pe termen lung ale virusului SARS-CoV-2 este crucială pentru a prezice cu exactitate sarcina de asistență medicală a sindromului post-COVID-19 și pentru a îmbunătăți calitatea vieții celor afectați. În plus, dezvoltarea de noi tratamente și strategii de management pentru sindromul post-COVID-19 este necesară pentru a atenua rezultatele pacientului și pentru a atenua riscul de complicații pe termen lung, cum ar fi afectarea organelor și dizabilitățile.

Oligozaharidele sunt lanțuri scurte de carbohidrați compuse din 2-20 de unități de monozaharide [8]. Sunt prezente într-o gamă largă de resurse naturale, cum ar fi algele marine, plantele, fructele, legumele și cerealele și pot fi obținute și prin hidroliza polizaharidelor [9,10]. Figura 1 prezintă structurile chimice ale oligozaharidelor tipice obținute din resurse naturale, inclusiv fructo-oligozaharide, xilo-oligozaharide, chitosan-oligozaharide și caragenan-oligozaharide. Aranjamentul distinctiv al monozaharidelor și al tipurilor de legături în cadrul fiecărui tip de oligozaharide are ca rezultat contribuția lor unică la activități biologice specifice. S-a demonstrat că oligozaharidele prezintă diverse activități biologice, inclusiv efecte prebiotice, imunomodulare și proprietăți antioxidante și antivirale [11-13]. Oligozaharidele joacă un rol de prebiotice prin promovarea creșterii bacteriilor benefice, care pot stimula producția de mucus de către celulele caliciforme, celule specializate găsite în tractul intestinal [14]. Această producție crescută de mucus îmbunătățește funcția de protecție a mucoasei intestinale prin captarea eficientă a substanțelor nocive, prevenind interacțiunea acestora cu celulele epiteliale [15]. În consecință, acest lucru reduce riscul de inflamație și de deteriorare potențială. Oligozaharidele posedă caracteristici imunomodulatoare și antioxidante, făcându-le valoroase în tratamentul diverselor boli [16,17]. În prezența unei boli, un dezechilibru între generarea de specii reactive de oxigen și mecanismele de apărare antioxidantă ale organismului duce adesea la stres oxidativ. Oligozaharidele pot atenua stresul oxidativ și pot facilita procesul de recuperare [18]. Ele protejează împotriva stresului oxidativ indus de inflamație prin diminuarea producției de molecule proinflamatorii și modularea răspunsului inflamator [19].

Prin urmare, oligozaharidele au un potențial promițător în gestionarea complicațiilor post-COVID-19 prin capacitatea lor de a modula flora intestinală, de a crește producția de metaboliți funcționali, de a reduce stresul oxidativ, de a îmbunătăți funcția imunitară, de a îmbunătăți absorbția nutrienților și de a întări funcția de barieră intestinală. . Această revizuire își propune să ofere un rezumat cuprinzător al cunoștințelor existente cu privire la mecanismele potențiale de acțiune pentru oligozaharide în atenuarea sindroamelor post-COVID-19. În plus, revizuirea discută potențialele aplicații ale oligozaharidelor în managementul post-COVID-19. Perspectivele obținute în urma acestei analize ar putea informa cercetările viitoare și dezvoltarea intervențiilor cu oligozaharide pentru gestionarea simptomelor post-COVID-19 și îmbunătățirea rezultatelor generale de sănătate.

2. Cercul vicios negativ al sindromului post-COVID-19 asupra sănătății gastrointestinale

Când virusul SARS-CoV-2 infectează corpul uman, mai întâi țintește celulele cu receptori pentru enzima de conversie a angiotensinei 2 (ACE2) pe suprafața lor, care pot fi găsiți în diferite organe, inclusiv plămâni, inimă, intestine, rinichi, pancreas și creier [20]. După legarea de receptorul ACE2 cu proteina sa spike, virusul câștigă intrarea în celula gazdă, folosindu-și mașinile pentru a replica și a asambla noi particule de virus din proteinele virale și materialul genetic [21]. În ciuda faptului că intră în principal prin tractul respirator, SARS-CoV-2 poate pătrunde în organism și prin tractul gastrointestinal datorită abundenței receptorilor ACE2 din intestinul subțire și celulele de căptușeală ale colonului [22]. Acest lucru poate duce la deteriorarea epiteliului intestinal, ducând la inflamație, simptome gastrointestinale și disbioză intestinală [23]. În plus, virusul poate provoca inflamație sistemică și stres oxidativ, ducând la modificări ale microbiotei intestinale, deteriorarea barierei epiteliale intestinale și permeabilitatea intestinală [24]. Deși majoritatea persoanelor care contractă COVID-19 se recuperează fără complicații severe, există o recunoaștere tot mai mare a sindromului post-COVID-19.

Sindromul post-COVID-19 poate dura câteva săptămâni sau luni după infecția inițială, iar unul dintre simptomele sale majore este disbioza intestinală, care poate duce la diaree [25]. Studiile au dezvăluit că pacienții cu COVID lungi au un profil microbian modificat în microbiomul intestinal, cu o diversitate scăzută a anumitor specii bacteriene și o creștere a creșterii bacteriilor patogene [26]. Disbioza intestinală poate avea implicații pentru funcția imunitară, funcția mucoasei și sănătatea generală, ducând la inflamație în sistemul gastrointestinal și provocând complicații precum boala inflamatorie intestinală, boala Crohn și colita ulcerativă [27]. Pacienții cu COVID lungi au niveluri crescute de markeri inflamatori în probele lor de plasmă și scaun [28], ceea ce sugerează că inflamația poate juca un rol în dezvoltarea simptomelor gastrointestinale (așa cum este prezentat în Figura 2).

Sindromul post-COVID-19 poate afecta, de asemenea, sistemul gastrointestinal provocând simptome digestive, cum ar fi dureri abdominale, pierderea poftei de mâncare și greață [29]. Consecințele negative atât asupra sănătății gastrointestinale, cât și asupra sănătății sistemice pot perpetua un cerc vicios de disfuncție imunitară și inflamație, exacerbând simptomele și complicațiile COVID-19, ducând la cursuri prelungite ale bolii și la un risc crescut de complicații pe termen lung, cum ar fi cronice. oboseală, tulburări cognitive și tulburări autoimune [30,31].

Pe scurt, sindromul post-COVID-19 poate afecta sistemul gastrointestinal în mai multe moduri, inclusiv disbioza intestinală, inflamație și simptome digestive. Prin urmare, menținerea sănătății intestinale poate fi un aspect important în gestionarea post-COVID-19. O abordare potențială este utilizarea prebioticelor, în special a oligozaharidelor (Tabelul 1), care pot încuraja în mod selectiv creșterea bacteriilor bune în intestin și pot ajuta la restabilirea echilibrului microbian, promovând un răspuns imunitar sănătos și susținând sănătatea gastrointestinală generală.

3. Sindromul post-COVID-19 atenuat de oligozaharide prin modularea microbiotei intestinale

Sistemul digestiv uman conține o comunitate complexă și diversă de microorganisme denumite colectiv microbiota intestinală. Cuprinde mai mult de o mie de specii bacteriene, cu variații în compoziție între indivizi. Cu toate acestea, anumiți taxoni bacterieni, și anume Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria și Proteobacteria, se găsesc în mod obișnuit în microbiota intestinală a indivizilor sănătoși [42]. Microbiota intestinală joacă un rol crucial în promovarea sănătății umane, contribuind la diferite procese fiziologice, cum ar fi digestia, funcția imunitară, funcția de barieră intestinală și mecanismele de apărare antivirale [43,44]. Cu toate acestea, disbioza, un dezechilibru al bacteriilor intestinale benefice și dăunătoare, a fost asociată cu numeroase afecțiuni de sănătate, inclusiv boala inflamatorie intestinală, colita ulceroasă, obezitatea, tulburările metabolice, bolile autoimune și condițiile de sănătate mintală [45]. Disbioza poate duce la un răspuns imunitar slăbit și la afectarea funcției de barieră intestinală, ceea ce duce la un risc crescut de infecții virale. Prin urmare, gestionarea disbiozei ar putea avea implicații semnificative pentru tratamentul post-COVID-19 [46].

Infecția cu COVID-19 poate perturba echilibrul delicat al microbiotei intestinale, ducând la disbioză. Un studiu anterior a arătat că pacienții cu COVID-19 care au murit au avut o diversitate microbiană mai mică și o compoziție modificată a microbiotei intestinale în comparație cu supraviețuitorii. Pacienții de UTI au avut, de asemenea, o proporție mai mare de Pyramidobacter și Eremococcus și o proporție mai mică de grupe Collinsella și Eubacterium ventriosum [47]. Dezechilibrele din microbiota intestinală pot persista chiar și după recuperarea de la virus, ceea ce duce la potențiale consecințe pe termen lung asupra sănătății. La 6 luni de urmărire, diversitatea și bogăția microbiană la pacienții cu post-COVID-19 au fost semnificativ mai mici decât la persoanele sănătoase [48]. Mai multe studii recente au demonstrat impactul pozitiv al oligozaharidelor asupra diversității și echilibrului microbiotei intestinale [15]. Cercetările noastre anterioare au arătat că oligozaharidele Gracilaria lemaneiformis pot atenua severitatea colitei induse de sulfat de dextran sodiu prin prevenirea infiltrației inflamatorii la șoareci și menținerea echilibrului intestinal [49]. În plus, studiile in vitro care utilizează fermentarea fecalelor umane au descoperit că oligozaharidele G. lemaneiformis și Saccharina japonica pot modula compoziția și diversitatea microorganismelor intestinale [50,51]. Mai mult, cercetările clinice existente au arătat că intervenția cu fructo-oligozaharide are potențialul de a modula comunicarea dintre microbiotă și creier prin axa intestin-creier. Această intervenție poate duce la o îmbunătățire a diversității intestinale și la o reducere a stării hiper-serotoninergice și a tulburării metabolismului dopaminei, ambele fiind observate frecvent la persoanele cu tulburare de spectru autist [52].

Conform unui studiu anterior, există o corelație inversă între Bacteroides dorei, Bacteroides thetaiotaomicron, Bacteroides massiliensis și Bacteroides ovatus și încărcarea SARSCoV-2 în probele fecale obținute de la pacienți [53]. Bacteroides este un gen de bacterii care este prezent în mod obișnuit în flora intestinală umană și joacă un rol important în descompunerea și metabolizarea carbohidraților complecși. Este de remarcat faptul că Bacteroides au o parte semnificativă a genomului lor dedicată utilizării oligozaharidelor. Acest lucru se datorează prezenței genelor care codifică enzime, cunoscute și sub denumirea de enzime active pe carbohidrați (CAZymes), care pot descompune oligozaharidele, precum și proteinele implicate în transport și reglare care sunt organizate în loci de utilizare a polizaharidelor [54,55]. ]. Mai multe studii sugerează că Bacteroides este implicat în funcția imună și reglarea inflamației [56]. De exemplu, s-a demonstrat că Bacteroides îmbunătățește colita ulceroasă [57] și atenuează inflamația indusă de obezitate [58]. Bacteroides spp. sunt capabili să utilizeze oligozaharide ca nutrienți datorită mașinilor lor enzimatice complexe, făcându-le să prospere în medii îmbogățite cu oligozaharide [59]. În consecință, un aport ridicat de fibre alimentare sau oligozaharide poate ajuta la menținerea greutății și poate reduce riscul de boli inflamatorii [60]. Cu toate acestea, în absența fibrelor în dietă, Bacteroides spp., în special Bacteroides thetaiotaomicron, își pot adapta în mod selectiv răspunsurile transcripționale, ducând la degradarea glicanilor din mucus gazdă ca nutrient, ceea ce poate provoca subțierea stratului de mucus [61]. Cu toate acestea, aportul de oligozaharide dietetice poate proteja stratul de mucus din intestin prin îmbunătățirea creșterii Bacteroidetes, care folosesc de preferință oligozaharide ca sursă de energie, mai degrabă decât digerarea stratului de mucus ca nutrient [62]. Într-un studiu randomizat, dublu-orb, controlat cu placebo, s-a constatat că administrarea unui amestec de galacto-oligozaharide voluntarilor în vârstă (cu vârsta cuprinsă între 65 și 80 de ani) a dus la creșteri semnificative ale Bacteroides-Prevotella. În plus, s-a demonstrat că această administrare crește nivelurile de IL-10, IL{-8, activitatea celulelor ucigașe naturale și proteina C reactivă, reducând în același timp nivelul IL-1 [63 ]. Cercetări recente au arătat că 76% dintre pacienții cu sindrom COVID-19 post-acut prezintă simptome comune, cum ar fi oboseală, memorie slabă și căderea părului, la șase luni de la debutul bolii. Analiza microbiomului intestinal la acești pacienți a arătat, de asemenea, niveluri mai ridicate de Bacteroides vulgatus, sugerând o potențială legătură între această tulpină bacteriană și dezvoltarea simptomelor post-acute ale sindromului COVID-19 [48]. Studiile au demonstrat că B. vulgatus prezintă proprietăți imunomodulatoare puternice, rezultând în prevenirea inducerii colitei în diferite modele de șoarece de colită experimentală [57]. În plus, oligozaharidele pectice sau inulina pot modula diferențial progresia leucemiei și a tulburărilor metabolice asociate prin creșterea specifică a abundenței B. vulgatus [64].

Firmicutes phylum este unul dintre cele mai mari phyla bacteriene, constând din peste 200 de genuri, inclusiv Staphylococcus, Lactobacillus, Bacillus, Ruminococcus și Clostridium [65]. Cu toate acestea, o abundență excesivă de Firmicutes a fost legată de creșterea inflamației și este asociată pozitiv cu disbioză, în timp ce un număr mai mic de Firmicutes este considerat mai de dorit [66]. La pacienții post-COVID-19, a fost identificat un dezechilibru în microbiota intestinală printr-o creștere a prevalenței Firmicutes. Studiile anterioare au demonstrat că severitatea bolii COVID-19 este legată de o abundență mai mare a filumului Firmicutes, cum ar fi genul Coprobacillus, Clostridium ramosum și speciile Clostridium Hathaway [53]. Mai mult, studiile la om au arătat o relație inversă între severitatea bolii și abundența Faecalibacterium și Roseburia [28,67]. Faecalibacterium prausnitzii, o specie din filiala Firmicutes și membră a familiei Ruminococcaceae, este printre cele mai frecvent detectate specii în flora intestinală umană și este o sursă primară de butirat în colon. Studiile au arătat că F. prausnitzii poate crește prin dobândirea și degradarea diferitelor -manooligozaharide, iar creșterea acestei specii poate fi crescută de -manooligozaharide [68]. Hrănirea încrucișată este un tip fascinant de interacțiune metabolică care are loc între microbii comensali din intestin, în care anumite organisme cu capacitatea de a procesa poli-/oligo-zaharide pot susține alți membri ai comunității lor. Acest fenomen poate apărea din competiția pentru carbohidrații disponibili, utilizarea diferențială a compoziției eliberate de oligozaharide sau procesarea suplimentară a produselor secundare de fermentație [69]. S-a observat că hrănirea încrucișată cu Bacteroides ovatus și Roseburia intestinalis este necesară pentru degradarea -mananului în -manooligozaharide, care pot fi utilizate în continuare de F. prausnitzii [68]. Aceste interacțiuni de hrănire încrucișată au un impact benefic asupra sănătății intestinale. Unele dintre speciile de Bacteroides și Firmicutes pot descompune oligozaharidele în carbohidrați simpli, care pot fi împărțiți și utilizați de alte bacterii prin hrănire încrucișată. Hrănirea încrucișată a fost observată și în fermentarea substraturilor precum xilan și xilo-oligozaharide prin co-culturi de Bacteroides și R. intestinalis. Proteina de transport a R. intestinalis arată o preferință pentru xilo-oligomeri constând din 4-5 unități, în timp ce Bacteroides degradează în primul rând xilanul în xilo-oligozaharide [70]. După ce B. ovatus DSMZ 1896 a fost crescut în mediu suplimentat cu galactomanan, au rămas -mano-oligozaharide cu un grad de polimerizare (DP) de 2-4, care sunt produse de descompunere ai polizaharidelor. S-a constatat că acești produse de descompunere promovează proliferarea Lactiplantibacillus plantarum WCFS1 (în primul rând DP2 și DP3) și Bifidobacterium adolescentis DSMZ 20.083 (mai ales DP3), în timp ce lactat și acetat au fost produse ca urmare a acestui proces [71].

Prin urmare, menținerea unei microbiote intestinale sănătoase este esențială în gestionarea post-COVID-19. Poate ajuta la stimularea răspunsului imunitar, la reducerea severității bolii și la scurtarea duratei infecției cu virus. Oligozaharida este o strategie potențială de promovare a unei microbiote intestinale sănătoase, utilizată pentru a promova creșterea microbiotei intestinale avantajoase, susținând sănătatea generală și bunăstarea în managementul post-COVID-19.

4. Rolul oligozaharidelor în acizii grași cu lanț scurt derivați din microbiota intestinală și facilitează sindroamele post COVID-19

Microbiota intestinală joacă un rol important în menținerea intestinului și a sănătății generale prin producerea de metaboliți derivați din intestin prin fermentarea carbohidraților nedigerabili, cum ar fi oligozaharidele. Acești metaboliți, produși în principal în colon, includ acizi grași cu lanț scurt (SCFA), cum ar fi acetat, propionat și butirat [15,72,73]. SCFA servește ca o sursă de energie esențială pentru celulele epiteliale colonice și promovează integritatea barierei intestinale, reglează proteinele de joncțiune strânsă, previn stresul oxidativ și modulează funcția imună. SCFA își exercită efectele prin atașarea la anumiți receptori de pe suprafața celulelor epiteliale intestinale, care includ receptorii 41 și 43 cuplați cu proteina G (GPR41 și GPR43), cunoscuți și sub denumirea de receptori de acizi grași liberi 2 și 3 (FFAR-2 și FFAR-3), respectiv [74]. S-a demonstrat că activarea GPR41 și GPR43 de către SCFA are mai multe efecte fiziologice, cum ar fi reglarea motilității intestinale, reducerea inflamației și promovarea proliferării și diferențierii celulelor epiteliale colonice. În plus, semnalizarea SCFA și GPR41 sunt legate de reglarea sensibilității la insulină și a homeostaziei energetice. Pe lângă GPR41 și GPR43, SCFA stimulează și receptori precum GPR109a și OR51E2 [75]. Expresia GPR109a este observată în celulele epiteliale intestinale ale gazdei și în diferite celule imune, inclusiv macrofage, celule dendritice, monocite și neutrofile, în timp ce OR51E2 este exprimat în colon și rect [76]. Activarea GPR109a și OR51E2 de către SCFA duce la o serie de efecte în aval, inclusiv eliberarea de citokine inflamatorii, reglarea proliferării și diferențierii celulelor imune și modularea secreției de hormoni intestinali [77].

Analiza metaboliților fecali a arătat că pacienții cu COVID-19 au avut concentrații semnificativ mai mici de SCFA atât înainte, cât și după rezolvarea bolii. În plus, afectarea producției de SCFA în microbiomul intestinal a continuat mai mult de 30 de zile după recuperare [78], ceea ce a condus la o reducere a bacteriilor producătoare de SCFA pentru pacienții cu COVID-19 și post-COVID-19 [79,80]. Cele mai cunoscute bacterii producătoare de SCFA aparțin fililor Firmicutes și Bacteroidetes, inclusiv membri ai genurilor Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium, Lactobacillus, Prevotella și Ruminococcus. Fiecare dintre aceste bacterii are un profil metabolic unic care influențează tipul și cantitatea de SCFA pe care le produc. Dovezile sugerează că oligozaharidele pot crește producția de bacterii producătoare de SCFA și SCFA. De exemplu, arabinoza-xiloglucanul de merișor și oligozaharidele pectice au promovat creșterea speciilor de Lactobacillus, cum ar fi Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum și Lactobacillus fermentum, și au crescut, de asemenea, producția de SCFA, butiratul fiind SCFA cel mai proeminent [81]. S-a constatat că galacto-oligozaharidele din Lupinus albus cresc producția de SCFA, în special butirat, prin creșterea abundenței relative a firului Firmicutes cu 110%, comparativ cu grupul netratat cu colită ulceroasă [82]. Principalele bacterii producătoare de butirat includ Faecalibacterium prausnitzii, Clostridium butyricum, Eubacterium rectale, Roseburia spp., Eubacterium hallii, Akkermansia muciniphila, Bifidobacterium spp. și Lactobacillus spp.

SCFA joacă un rol critic în reglarea răspunsului imun și reducerea inflamației. Ele interacționează cu diferite celule ale sistemului imunitar, cum ar fi celulele dendritice, macrofagele și celulele T [83], influențând astfel producția de citokine proinflamatorii, cum ar fi interleukina (IL)-1, IL-6 și tumora. factor de necroză (TNF)-. SCFA promovează, de asemenea, producția de citokine antiinflamatoare cum ar fi IL-10, promovând în același timp diferențierea și funcția celulelor T reglatoare, care sunt esențiale în menținerea homeostaziei imune și prevenirea bolilor autoimune [84]. În plus, SCFA pot modula expresia receptorilor imunitari și a căilor de semnalizare, inclusiv receptorii Toll-like (TLR) și factorul nuclear kappa B (NF-κB), care sunt implicați în reglarea răspunsului imun și a inflamației.

Acetatul este o componentă critică în metabolismul energetic, servind ca substrat pentru gluconeogeneza în ficat și o sursă de energie pentru alte țesuturi. De asemenea, s-a sugerat că acetatul poate reduce generarea de citokine proinflamatorii și poate crește producția de citokine în celulele T, îmbunătățind potențial răspunsul imun în timpul restricției de glucoză cauzate de infecții sau alte situații stresante [85]. Aceste rezultate au implicații importante pentru rolul acetatului în funcția imunitară, în special în contextul infecțiilor cu COVID-19. Pacienții post-COVID-19 prezintă dovezi de disfuncție a celulelor T și răspunsuri imune afectate, contribuind la simptome pe termen lung și la rezultate slabe [86]. Studiile au demonstrat că oligozaharidele acționează ca prebiotice, promovând creșterea bacteriilor producătoare de acetat și, ulterior, crescând producția de acetat. De exemplu, s-a demonstrat că adăugarea de fructo-oligozaharide crește abundența relativă a genurilor bacteriene, cum ar fi Bacteroides, Anaerostipes și Lactobacillus, despre care se știe că facilitează producția de acetat [87].

S-a demonstrat că butiratul îmbunătățește răspunsul imun împotriva infecției gripale la șoareci prin creșterea producției de monocite de patrulare Ly6c în măduva osoasă, care pot elimina virusul prin migrarea către plămâni. În plus, o dietă bogată în fibre care crește nivelurile de butirat poate îmbunătăți funcția antivirală prin promovarea deplasării celulelor T CD8+ din plămâni către creșterea oxidării acizilor grași și scăderea glicolizei, ceea ce duce la îmbunătățirea activității antivirale [88]. În mod interesant, s-a descoperit că oligozaharidele de gumă xantan și oligozaharidele de gumă gellan cresc producția de bacterii producătoare de butirat, cum ar fi Lachnospiraceae și producția de acid butiric într-un test de fermentație in vitro folosind inocule fecale umane [89]. Deficitul de butirat a fost asociat cu rețele bacteriene alterate și simptome crescute de oboseală la pacienții cu encefalomielită mialgică/sindrom de oboseală cronică [90]. Studii recente au sugerat, de asemenea, că acizii grași cu lanț scurt (SCFA), inclusiv butiratul, pot avea un efect benefic asupra simptomelor post-COVID-19, cum ar fi oboseala și tulburările cognitive [91]. În plus, s-a dovedit că oligozaharidele derivate din Codonopsis pilosula au activități anti-oboseală și anti-hipoxie la șoareci [92]. S-a demonstrat că administrarea de neoagaro-oligozaharide atenuează depresia indusă de stresul cronic de reținere la șoareci. Acest lucru se realizează prin creșterea nivelurilor de factor neurotrofic derivat din creier și de 5-hidroxitriptamină în creier, inversând scăderea nivelurilor de acizi grași cu lanț scurt în cecumul șoarecilor deprimați și atenuând disbioza microbiotei intestinale [93]. Prin urmare, oligozaharidele pot avea un efect benefic asupra oboselii și tulburărilor cognitive în general.

Pentru a îmbunătăți potențial sindromul post-COVID-19 prin intervenții alimentare, s-a sugerat promovarea producției de SCFA prin oligozaharide, așa cum sa menționat anterior. Similar unui raport anterior, s-a recomandat consumul de fibre vâscoase și fermentabile, cum ar fi -glucanul și arabinoxilanii din cereale integrale și pectina din fructe, legume și leguminoase, deoarece acestea au un efect prebiotic asupra bacteriilor producătoare de SCFA [94,95]. ]. Dieta mediteraneană este un exemplu de dietă bogată în fibre care are un impact asupra structurii și funcției microbiotei intestinale și asupra producției de SCFA [96]. Intervențiile postbiotice, cum ar fi compușii bioactivi produși de microorganisme vii în timpul fermentației, care conferă beneficii pentru sănătate gazdei, în special SCFA, ar putea fi, de asemenea, utilizați pentru a trata sindromul post-COVID-19 [97]. După cum se indică în tabelul 2, SCFA-urile au potențialul de a fi benefice pentru sindromul post-COVID{13}}.

Pe scurt, s-a demonstrat că utilizarea intervențiilor de oligozaharide sau a suplimentelor pentru a produce metaboliți derivați din intestin, în special acizii grași cu lanț scurt (SCFA), s-a dovedit că modulează răspunsul imunitar și reduce inflamația. Există dovezi care sugerează utilizarea potențială a acestora pentru atenuarea simptomelor post-COVID-19 și au apărut ca o potențială țintă terapeutică pentru atenuarea simptomelor post-COVID-19.

5. Rolul oligozaharidelor și al sărurilor biliare derivate din microbiota intestinală în recuperarea post-COVID-19

Ficatul sintetizează acizii biliari primari care sunt conjugați cu taurină și glicină înainte de a fi secretați în intestin. Cu toate acestea, microbiota intestinală joacă, de asemenea, un rol semnificativ în metabolismul sărurilor biliare [106]. Sărurile biliare neabsorbite din intestinul subțire intră în intestinul gros, unde bacteriile intestinale le metabolizează. Această conversie a acizilor biliari primari, inclusiv acidul colic și chenodeoxicolic, în acizi biliari secundari, cum ar fi acidul deoxicolic și litocolic, este responsabilă pentru până la jumătate din metabolismul acidului biliar în corpul uman [107]. Această conversie microbiană are numeroase implicații, inclusiv dovezi care sugerează că metaboliții microbieni, cum ar fi acizii biliari, joacă un rol crucial în replicarea virusurilor enterice, cum ar fi sapovirusurile porcine, calicivirusurile enterice porcine și norovirusurile [108]. Mai mult, acizii biliari secundari au proprietăți fizice diferite față de acizii biliari primari, care pot afecta metabolismul și inflamația gazdei [109].

Cercetările au arătat că pacienții cu infecție cu COVID-19 au un conținut mai scăzut de acizi biliari secundari, cum ar fi acidul deoxicolic și acidul ursodeoxicolic/hiodeoxicolic, în comparație cu pacienții cu COVID-19-negativi. Acești acizi biliari secundari sunt produși prin metabolismul microbiomului intestinal, iar nivelurile lor scăzute sugerează o dereglare a metabolismului acidului biliar la pacienții cu COVID-19 [109]. Această dereglare ar putea contribui la simptomele post-COVID-19, inclusiv la oboseală. Studiile au demonstrat că oligozaharidele pot modula compoziția acizilor biliari pentru a îmbunătăți metabolismul energetic și metabolismul lipidic. De exemplu, atunci când șoarecii hiperlipidemici au fost suplimentați cu manan oligozaharide în dieta lor, s-a observat o creștere a acizilor biliari secundari, ducând la reducerea dezvoltării aterosclerozei [110]. În mod similar, administrarea tetrasaharidei de ι-caragenan la șoareci rezistenți la insulină cu o dietă bogată în grăsimi și zaharoză a condus la o creștere a nivelului de acid biliar în ser, ficat și fecale [111].

S-a demonstrat că acizii biliari prezintă caracteristici antiinflamatorii în diferite situații [112] și pot servi ca mijloc de reglare a răspunsului inflamator la persoanele cu simptome post-COVID-19. Acidul ursodeoxicolic, de exemplu, s-a descoperit că reglează răspunsul imun înnăscut prin activarea căilor de semnalizare, cum ar fi NF-κB [113]. În plus, acidul ursodeoxicolic reduce activarea și proliferarea celulelor T, ceea ce poate ajuta la suprimarea răspunsului imunitar în circumstanțe specifice [114]. Acidul ursodeoxicolic prezintă, de asemenea, efecte antiinflamatorii și poate inhiba citokinele proinflamatorii, inclusiv IL-6 și IL-1 [115]. Mai mult, Wahlström et al. au observat că modularea acidului biliar poate afecta microbiota atât direct, cât și indirect și poate activa genele imune înnăscute atât în ​​intestin, cât și în plămâni, indicând o potențială diafonie între ele [116]. Receptorul farnesoid X (FXR) a apărut ca un receptor nuclear important care reglează homeostazia acidului biliar și este activat de diverși acizi biliari [117]. FXR este exprimat în diferite țesuturi ale corpului, inclusiv plămâni, ficat și intestin. Direcționarea căii FXR a fost sugerată ca o potențială abordare terapeutică pentru COVID-19 [118]. S-a descoperit că activarea FXR are efecte antiinflamatorii, posibil prin reglarea producției de citokine și inhibarea semnalizării NF-κB [119]. Mai mult, cercetările au investigat agoniştii FXR, cum ar fi acidul obeticolic, pentru implicaţiile lor terapeutice în COVID-19. S-a demonstrat că acidul obeticolic are efecte antiinflamatorii și îmbunătățește funcția respiratorie la modelele animale de leziuni pulmonare, indicând potențialul său de a atenua furtuna de citokine și leziunile pulmonare asociate cu COVID sever-19 [120]. Ca atare, țintirea metabolismului acidului biliar poate avea implicații importante pentru gestionarea simptomelor post-COVID-19, cum ar fi oboseala și inflamația cronică persistentă.

【Pentru mai multe informații:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】