Rolul polifenolilor în reglarea proteinelor de șoc termic și a microbiotei intestinale în partea stresului de înțărcare 1

Vă rugăm să contactațioscar.xiao@wecistanche.compentru mai multe informații

Microbiota intestinală este locuitorii naturali ai ecosistemului intestinal care prezintă mai multe funcții care oferă efecte benefice asupra fiziologiei gazdei. Tulburările microbiotei intestinale în stresul de înțărcare sunt reglementate de sistemul imunitar și de căile de proteine legate de stresul oxidativ. Stresul de înțărcare modifică, de asemenea, răspunsul microbiotei intestinale, limitează digestibilitatea și influențează performanța productivă a animalelor prin producerea de molecule inflamatorii. Proteinele de șoc termic sunt chaperones moleculare care îndeplinesc o serie de funcții din punct de vedere fiziologic la patologic și remodelarea răspunsului la stres celular, Deoarece este implicat în mecanismul de apărare, polifenolii asigură toleranța celulară împotriva stimulilor enormi. Polifenolii sunt compuși binecuvântați de natură care își arată existența în multe cantități. Datorită disponibilității și popularității lor mai largi, ei pot exercita activități imunomodulatoare, antioxidative și antiinflamatorii puternice. Efectele lor promițătoare de promovare a sănătății au fost demonstrate în diferite studii celulare și animale. Interventiile dietetice cu polifenoli pot modifica raspunsul microbiomului intestinal si pot atenua stresul de intarcare legat de inflamatie. Mai mult, polifenolii provoacă efecte favorizate de sănătate prin ameliorareainflamatorprocese de îmbunătățire a digestibilității și, prin urmare, de exercitare a unui efect protector asupra producției animale. Aici, în acest articol, vom extinde rolul strategiilor dietetice de intervenție polifenol în înțărcarea stresului care perturbă funcția microbiotei intestinale și, de asemenea, am pus accentul pe proteinele de șoc termic în sănătatea intestinului. Acest articol de revizuire oferă o nouă direcție industriei hranei pentru animale pentru a formula o dietă care conține polifenoli care ar avea un impact semnificativ asupra sănătății animale.

Vă rugăm să faceți clic aici pentru a afla mai multe

1. Introducere

Microbiota intestinală este locuitorul natural alGastrointestinaletract, locuind într-o gazdă cu înțelegere reciprocă de-a lungul deceniilor [1]. Realizează o compoziție și un echilibru bine întreținute în homeostazia gazdă [2]. Micro-biota intestinală a porcilor reprezintă compoziția vibrantă și diversitatea care se modifică în timp și în întregul tract gastro-intestinal [3]. Inițierea colonizării microbiene începe să se dezvolte la naștere și este modelată de consumul de lapte de scroafă[4] și, prin urmare, perioada de alăptare indică modificări microbiene intestinale. Perioada de înțărcare începe în special de la 3 la 4 săptămâni după însămânțare, când purceilor li s-a oferit o dietă solidă în loc de lapte lichid. Purceii înțărcați sunt sensibili la factorii de stresnutri-tionali, fiziologici și psihologici, ceea ce duce la perturbarea morfologiei intestinale, a funcției fiziologice și la schimbări ale microbiotei intestinale [5,6]. Modificarea microbiotei intestinale este considerată ca fiind principalul factor pentru diareea postînțărcare [7]. Funcția principală a microbiotei intestinale este de a digera substanțe nutritive indigestibile, dar ajută, de asemenea, la absorbția nutrienților, metabolismul și depozitarea nutrienților ingerați, ceea ce are un impact influent asupra fiziologiei gazdei [8]. Perturbarea schimbării compoziției microbiotei intestinale poate duce la mai multe tulburări patogene [9,10]. Prin urmare, îmbunătățirea sănătății gazdei necesită o înțelegere clară a ecosistemului intestinal, în special a microbiotei intestinale [11].

Cistanche poate îmbunătăți imunitatea

Acesta a fost bine înțeles că copleșitoare radicalii liberi induce stresul oxidativ, compromis coridoarele radicalilor liberi, și influența oxidant/ antioxidant echilibru. Stresul oxidativ comunică, de asemenea, cu moleculele de semnalizare pentru a exercita un răspuns fitopatogen. În general, are un efect pronunțat asupra sănătății intestinului la porci și viței de vită, ceea ce minimizează în cele din urmă producția[12,13]. Cercetările privind microbiota intestinală la porci nu numai că ar ajuta la construirea unui intestin sănătos al animalului, ci ar beneficia și de studiile umane datorită asemănării atributelor anatomice și fiziologice. Implicarea polifenolilor modelează microbiota intestinală, ameliorând stresul de înțărcare care este discutat în secțiunile următoare.

2. Metabolismul polifenolilor de microbiota intestinală

Polifenolii dietetici sunt compuși bioactivi pe bază de natură, derivați dintr-o varietate de surse care cuprind plante, fructe, legume, cacao, ciocolată, ceai, cafea și vin [14]. Natu-raliu, acestea sunt compuși eterogene clasificate în fenil hidroxilat moieties. Datorită caracteristicilor lor structurale diferite, acestea au fost distribuite în flavonoide și nonflavonoide [15]. Majoritatea compușilor se încadrează în categoria flavonoidelor; mai mult de 9000 de compuși structural diferite au fost investigate în natură până în prezent. Identitatea unică a compușilor fenolici constă dintr-odifenilpropanschelet (C6-C3-C6) structura cu atribute com-mon. În plus, flavonoidele sunt în continuare subclasi-fied în șase subgrupe în funcție de comportamentul lor structural divers [16,17]. Odată ce acești compuși au fost consumați, organismul uman le recunoaște ca xenobiotice;prin urmare, biodisponibilitatea compușilor este mai mică decâtmicro-și macronutrienți. Având în vedere natura compusului, ei trec rapid prin intestinul subțire [18] sau se deplasează spre colon aproape neschimbat [19, 20]. Datele au arătat că aproximativ 1/9 din absorbția totală a polifenolilor are loc în intestinul subțire, în timp ce restul este transferat prin lumenul intestinal mare la o concentrație mai mică, unde sunt conjugați și excretați prin lumenul intestinal prin bilă și expuși la activități enzimatice [21-23]. Moleculele mai mari de polifenoli ajung la colon într-o structură aproape originală și apoi metabolizează prin acțiunea microbiotei intestinale împreună cu conjugații și sunt eliminate în lumenul intestinal prin bilă. Există mai mulți factori care influențează biodisponibilitatea lor, cum ar fi polaritatea, masa moleculară, matricea plantelor, digestibilitatea și absorbția [24]. Odată ce polifenolii sunt absorbiți din intestinul subțire, aglyconii trec biotransformarea în enterocite și apoi hepatocite. După aceea,metaboliții produși sunt diseminați în diferite organe și în cele din urmă eliminați prin urină. Iar oamenii de știință au indicat că evaluările efectelor alimentelor bogate în polifenoli asupra capacității anti-oxidante din sângele uman ar putea să nu ia în considerare aportul alimentar al voluntarilor, care poate servi drept influență majoră în afectarea capacității antioxidante din sânge a oamenilor[25]. Mai mult, cunoștințele cuprinzătoare privind biodisponibilitatea polifenolilor sunt discutate de [26-30]. Structura polifenolilor care prezintă efecte protectoare asupra sănătății este bine ilustrată în figura 1.

3. Efectele polifenolilor asupra microbienilor

Compoziție și metabolism

Tractul gastro-intestinal (GIT) este locuit de numeroase specii de bacterii din colon. Microbiota predominant găsităphylasunt Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, etc [31]. Compoziția specifică a microbiotei poate varia în anumite condiții, cum ar fi diareea și terapia cu antibiotice, sau cu intervenție nutrițională [32]. Dieta are impact asupra microbiotei intestinale și poate modifica semnificația bunăstării fie cu preocupări favorabile, fie cu preocupări dăunătoare. Prevotella, ca principală bacterie din sistemul intestinal, este responsabilă pentru o dietă îmbogățită în carbohidrați, în timp ce Bacteroides este responsabilă pentru absorbția dietei bogate în proteine animale și grăsimi saturate [33,34]. Puține bacterii în special Flavonifractor plauti, Slackia equolifaciens și Slackia isoflavoniconvertens iau parte la metabolismul multor polifenoli. Aportul alimentar de polifenoli este calculat aproximativ ca fiind mai mare de 1g, care este de 10 ori mai mare decât vitamina Cintake[35]. Asocierea dintre polifenoli și microbiomul intestinal (GM) a fost descrisă în altă parte de [36].

Mecanismul polifenolilor privind modificarea microbiotei intestinale trebuie rectificat și își servește funcția printr-un mod direct sau indirect. Acestea implică fie în acti-vation sau suprimarea de creștere bacteriene. Creșterea bacte-rială suprimată definește efectul bacteriostatic sau bactericid al polifenolilor care împiedică dezvoltarea bacteriilor patogene active. Prin urmare, este esențial să se delibereze nivelul și caracteristicile acestor compuși. Efectul indirect al metaboliților polifenoli poate declanșa dezvoltarea unui grup de bacterii prin promovarea creșterii unui alt grup de bacterii [37,38]. Reglementarea polifenolilor

aportul pe abundența și diversitatea microbiotei intestinale poate fi asociat cu varietatea preferințelor substratului și abilitățile metabolice ale comunității microbiene intestinale [39]. Poli-fenolul poate afecta raportul Firmicutes/Bacteroidetes(F/B) prin suprimarea anumitor specii bacteriene [40]. Un studiu randomizat, dublu-orb, placebo-controlat uman studiu a indicat că consumul oral de epigallocatechin-3-galat și resveratrol la 282 și 80mg/zi, respectiv, pentru 12 săptămâni pozitiv redus abundenta fecale de Bacteroidetes și Faeca-bacterium prausnitzi la persoanele obeze ca răspuns la pla-cebo [41]. Șobolanii expuși la aportul alimentar de quercetină la 30 mg/kg/zi au inhibat afectarea microbiotei intestinale declanșată de dieta bogată în grăsimi prin reducerea raportului F/B și scăderea abundenței bacteriilor legate de obezi, de exemplu, Erizipelotri-chaceae, Bacil și Eubacterium cylindroides [42]. Inducerea alimentelor/extractelor bogate în polifenoli a modificat, de asemenea, compoziția microbiotei intestinale. Canin oferit extracte de polifenol ceai verde pentru 18 săptămâni suprimat abundenta de Bacteroidetes și Fusobacteria și îmbunătățit Firmicutes [43]. Șoarecii tratați cu antocianine dietetice la 5% și 10% pulbere de zmeură neagră liofilizată și provocați cu azoximetan / DSS timp de 12 săptămâni au promovat abundența fecală a bacteriilor benefice, de exemplu, Faecalibacterium prausnitzi, Lactobacillus și Eubacterium rectale și au refuzat abun-dansul agenților patogeni, cum ar fi Desulfovibrio sp. și Enterococcus spp. [44]. Cea mai recentă constatare a arătat că expunerea extractului polifenolic de afine sălbatice și a fracțiunii izolate de afine la dieta bogată în grăsimi-zaharoză a sporit creșterea bacteriilor degradante de polifenol Adlercreutzia equolifaciens la șoarecii obezi, indicând faptul că adăugarea acestor bacterii în metabolismul poli-fenolului poate fi implicată în atenuarea tulburărilor meta-bolice în obezitate și diabet prin utilizarea moleculelor bioactive [45]. În general, structura polifenolilor, optimizarea dozelor și tulpina microorganismelor pot avea un impact asupra creșterii și metabolismului bacteriilor. Polifenolii pot crește îmbogățirile bacteriilor utile, de exemplu, Bifidobacterium și Lactobacillus care protejează funcția de barieră intestinală, Faecalibacterium prausnitzii care indi-cates efect anti-inflamație prin suprimarea factorului nuclear-kappa B(NF-xB) stimulare, și Roseburia spp. care sunt producători de acid butiric [46]. Acest studiu a arătat că bacteriile Gram-pozitive sunt vulnerabile la polifenoli împotriva bacteriilor Gram-negative. Aceste modificări s-ar putea datora diferenței în compoziția peretelui celular al bacteriilor [47].

4. Proteinele de șoc termic și proteinele de șoc termic pentru sănătatea intestinului (HSP) sunt o familie imensă de chaperones moleculare, care ar putea confirma plierea, desfășurarea și desfășurarea proteinelor denaturate de stres [48].

HSP-urile sunt clasificate în șapte familii în funcție de greutatea lor moleculară [49]. Majoritatea membrilor acționează ca o chaperone, stabilizând pentru a corecta proteinele sau sprijinind în refolding proteine care sunt deteriorate de răspunsul celulelor de stres [50]. HSP-urile servesc funcții esențiale în răspunsurile imune și tind să mențină integritatea barierei mucoasei și homeostazia intestinului. Se observă că microbiota enterică este considerată principalul inductor al producerii proteinei de șoc termic în celulele epiteliale intestinale [51]. Acestea regleaza functia gut bar-rier prin reglarea proteinelor de jonctiune stransa (TJs). Spațiul intercelular al celulelor epiteliale intestinale (IEC) este protejat în mod natural cu proteine TJ care sunt responsabile pentru menținerea permeabilității intestinale. Aceste proteine sunt remodelate continuu împotriva stimulilor externi constând din microbi și antigeni [52].

HSP27 activează proliferarea celulelor prin utilizarea semnalelor de factor nuclear xB (NF-xB), care reglează sur-vivalul, proliferarea și diferențierea celulelor și suprimă căile apoptotice dependente de NF-xB [53-56]. HSP27 susține atât degradarea dependentă de ubiquitin, cât și cea independentă de ubiquitin a proteinelor desfășurate după stresul celular. Ele își prezintă efectul asupra mai multor căi apoptotice în amonte și în aval de mitocondrii, cum ar fi suprimarea stadiilor incipiente de semnalizare a celulelor de stres, inhibarea producției de specii reactive de oxigen prin utilizarea proteinelor proapoptotice și / sau stimularea proteinelor prosurviale, cum ar fi kinazele care, la rândul lor, au suprimat eliberarea semnalelor proapoptotice dinMitocondriile[53-56]. În plus, HSP posedă, de asemenea, activități antioxidative și pot suprima speciile de oxigen reactive copleșitoare prin stimularea enzimelor antioxidante [53-56]. De exemplu, iHSP27 poate inhiba eliberarea mitocondrială a citocromului-c și poate suprima anumite kinaze, cum ar fi c-Jun N-terminal kinaza sau activitatea caspază. Pe scurt, iHSP27 și iHSP70 au fost raportate pentru a spori supraviețuirea celulelor și rezistența împotriva stresului prin care implică numeroase căi în diferite linii celulare.

Proteinele de șoc termic și complexul major de histocompatibilitate (MHC) sunt moleculele care au evoluat în prezentarea antigenului peptidic [57-59]. HSP-urile extracelulare permit contactul cu celulele care prezintă antigen direct prin stimularea diferiților receptori, cum ar fi receptorii de taxare 2 și4; CD91 exercită semnale dan-ger, afișând astfel răspunsuri imune înnăscute [57]. S-a demonstrat că HSP27 extracelular(eHSP27) are un răspuns antiinflamator în funcție de tipul de celule imune-23. Mai mult, eHSP27 activează citokinele antiinflamatorii, cum ar fi interleukina (IL-10)de către monocite și suprimă diferențierea în celule dendritice mature și macrofage. Gut iHSPs influențează calea proin-inflamabile NF-xB modulate de citokine. IHSP-urile suprimă semnalele NF-xB și sunt raportate în celulele epite-liale intestinale[60,61]. Mecanismele ar putea atribui stimularea IxBa și suprimarea fosforilării și degradării proteinei IxBα.

Acest articol este extras din Hindawi Oxidativ Medicine and Cellular Longevity Volume 2021, Article ID 6676444, 13 pagini https://doi.org/10.1155/2021/6676444