Co to jest i skąd się bierze w organizmie bierze się maślan sodu?
Kwas masłowy jest związkiem o prostej budowie. Jest to nasycony, krótkołańcuchowy kwas tłuszczowy (SCFA) zawierający 4 atomy węgla w cząsteczce. Poza kwasem masłowym z punktu widzenia naszego zdrowia najważniejsze są dwa inne krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe: propionowy i octowy, jednakże to maślan pełni kluczowe funkcje dla zdrowia jelit. Maślan obecny w organizmie pochodzi z dwóch źródeł:
1. Jest dostarczany z pożywieniem. Bogate w ten związek są masło (posiada go w ilości ok 3 g/100 g produktu), mleko krowie, dojrzewające sery, a także mleko kobiece.
2. Jest produkowany w wyniku fermentacji bakteryjnej błonnika z pożywienia. Proces ten zachodzi w jelicie grubym z udziałem bakterii butyrogennych, z m.in. rodzaju Clostridium spp., Eubacterium spp., Fusobacterium spp., Butyrivibrio spp., Roseburia spp. Jest to główne źródło maślanu w naszym organizmie, a dobowa produkcja maślanu sodu może wynosić nawet 10 000 mg.
Doustna podaż maślanu z pożywieniem nie jest jednak wystarczająca dla spełnienia kluczowych funkcji w jelicie grubym. Cechą charakterystyczną maślanu jest to, że ulega szybkiemu wchłanianiu i metabolizmowi w przewodzie pokarmowym. Związek ten jest wchłaniany w jelicie cienkim, gdzie jest wykorzystywany przez komórki, a następnie krążeniem wrotnym dostaje się do wątroby. Pozostała część maślanu, która nie została zmetabolizowana dostaje się do krwi. Dlatego też, jeżeli celem jest dostarczenie spożytego maślanu do jelita grubego, aby mógł on zostać włączony w zachodzące tam procesy, powinien być podawany w specjalnej, mikrootoczkowanej formie zamkniętej w matrycy triglicerydowej, która ochroni go przed wchłonięciem w jelicie cienkim. Taką formą jest mikrootoczkowany maślan sodu MSB®, który jest polskim wynalazkiem, opatentowanym w 2011 roku i przebadanym u ponad 3300 pacjentów [1-6]. W badaniach 12-tygodniowa suplementacja uwzględniająca 300m g lub 750 mg maślanu sodu dziennie wykazywała korzystny efekt u pacjentów cierpiących na IBS, chorobę uchyłkową jelit, a także u pacjentów z biegunkami [1-6].
Co ciekawe, receptory dla maślanu znajdują się w różnych narządach, w tym płucach, sercu. Zaś pochodne kwasu masłowego takie jak (takie jak kwas gamma-aminomasłowy, czy β-hydroksymaślan (GABA, BHB) są cząsteczkami pełniącymi istotne funkcje w organizmie.
Najważniejsze mechanizmy obejmujące wspomaganie pracy jelit.
Maślan w jelicie pełni trzy główne funkcje.
1. Ma działanie troficzne – jest źródłem energii dla komórek i utrzymuje względnie beztlenowe środowisko.
Kluczowa rola maślanu w jelicie grubym to zapewnienie energii dla kolonocytów. Maślan sodu jest wykorzystywany w procesie β-oksydacji w mitochondriach tych komórek, w wyniku czego powstaje energia w postaci ATP, a zostaje zużyty tlen z jelita grubego. Dzięki temu w jelicie powstają warunki względnie beztlenowe, sprzyjające kolonizacji bakterii odpowiedzialnych za wytwarzanie błonnika. Ponadto, maślan sodu w jelicie grubym przyczynia się do prawidłowego różnicowania komórek, regeneracji ścisłych połączeń między komórkami (tight junctions), wzrostu ilości mucyny i regulacji stanu zapalnego.
- intensyfikacje proliferacji komórek w nabłonku jelita – w badaniach in vitro maślan znacząco stymulował proliferację krypt okrężnicy, czyli miejsc, w których znajdują się komórki macierzyste podlegające różnicowaniu do komórek nabłonka jelita [9],
- odwrotny efekt zaobserwowano w linii komórkowej ludzkiego raka okrężnicy – w komórkach nowotworowych maślan przyczyniał się do kierowania komórek na drogę śmierci (apoptozy). Aby osiągnąć ten odwrotny efekt, maślan reguluje ekspresję różnych genów [9-11].
3. Maślan sodu pełni rolę regulatorową. Wpływa na mikrobiom i układ immunologiczny.
Maślan sodu może modulować skład i ilość mikrobioty poprzez:
- zapewnianie warunków beztlenowych, odpowiednich dla bakterii symbiotycznych,
- stymulację ekspresję genów mucyny, która stanowi pożywkę i podłoże do wzrostu bakterii symbiotycznych,
- utrzymanie odpowiedniej przepuszczalności jelitowej,
- regulację stanów zapalnych w jelicie poprzez modyfikację ekspresji genów szlaku NF-κB,
- a także poprzez utrzymanie prawidłowej motoryki jelit [9-11].
Powyższe funkcje przyczyniają się do utrzymania eubiozy, a w przypadku, gdy pojawia się dysbioza jelitowa, oddziaływanie maślanu na komórki, układ immunologiczny i mikrobiom może przyczyniać się do przywrócenia naturalnej mikroflory jelitowej. Do utrzymania odpowiednich warunków dla symbiotycznych bakterii maślan sodu jest niezbędny. Wynika z tego również fakt, że probiotyk nie zastępuje maślanu, a suplementacja probiotykiem może być skuteczniejsza w przypadku równoległego stosowania maślanu sodu w postaci mikrootoczkowanej MSB®.
Wpływ maślanu sodu na układ immunologiczny zlokalizowany w jelicie, jak i w całym organizmie jest wciąż tematem badań.
Podsumowanie najważniejszych funkcji znajduje się tabeli 1.
| Maślan sodu – funkcje w przewodzie pokarmowym | Jelito cienkie | Jelito grube |
|---|---|---|
| Główne źródło energii sprzyjające środowisku beztlenowemu | + | |
| Przyspieszanie dojrzewania błony śluzowej jelit w trakcie rozwoju, lub regeneracji po urazach | + | |
| Stymulacja proliferacji (podziałów komórkowych), różnicowania i dojrzewania zdrowych komórek oraz apoptozy nieprawidłowych komórek | + | |
| Działanie troficznie na komórki nabłonka jelita krętego i jelita czczego, prawdopodobnie pośrednio, poprzez mechanizm neurohormonalny | + | |
| Ochrona bariery nabłonkowej – regulacja ekspresji genów odpowiedzialnych za wytwarzanie mucyny | + | + |
| Poprawa motoryki jelit poprzez aktywność neuroenteroendokrynną | + | |
| Utrzymanie prawidłowej warstwy śluzu i odpowiedniej przepuszczalności bariery jelitowej | + | + |
| Utrzymanie prawidłowego napięcia mięśni gładkich jelit i wrażliwości trzewnej receptorów czuciowych | + | + |
| Regulacja procesów immunologicznych poprzez działanie przeciwzapalne, hamowanie ekspresji NF-κB | + | + |
Potencjalne zastosowanie maślanu jako wsparcia żywieniowego w chorobach przewlekłych i zaburzeniach obejmuje: choroby metaboliczne, układu nerwowego i osi jelito-mózg, układu krążenia, otyłość i nadwagę. Rysunek poniżej przedstawia najważniejsze obszary badań nad zastosowaniem maślanu sodu.
Amiri Pet al.: Role of Butyrate, a Gut Microbiota Derived Metabolite, in Cardiovascular Diseases: A comprehensive narrative review. Front Pharmacol. 2022 Feb 2;12:837509
Nie ulega wątpliwości, że maślan sodu dzięki prowadzonym w ostatnich latach badaniom stał się niezwykle istotną dla dietetyków i lekarzy cząsteczką. Dzięki tym badaniom można wysnuć, że dobrze odżywione jelito przyczynia się do obecności zdrowego, dobrze odżywionego mikrobiomu, a zdrowe jelita i mikrobiom przyczyniają się do prawidłowej pracy układu immunologicznego. Badania nad maślanem trwają i kolejne lata przyniosą kolejne, ciekawe właściwości tego związku.
Bibliografia:
- Krokowicz L. et al. Microencapsulated sodium butyrate administered to patients with diverticulosis decreases incidence of diverticulitis—a prospective randomized study. Two-centre, parallel, double blinded, randomized, placebo-controlled, per-protocol clinical: Int J Colorectal Dis Dec 2013
- Tarnowski W. et al.: Wyniki leczenia zespołu jelita nadwrażliwego z zastosowaniem kwasu masłowego – raport wstępny. Gastroenterologia praktyczna, 1/2011
- Banasiewicz T. et al..: Jakość życia i objawy kliniczne u chorych z zespołem jelita nadwrażliwego, leczonych uzupełniająco chronionym maślanem sodu. Gastroenterologia praktyczna, 5/2011
- Banasiewicz T. et al.: Microencapsulated sodium butyrate reduces the frequency of abdominal pain in patients with irritable bowel syndrome. Colorectal Disease 2013 Feb;15(2):204-9.
- Lewandowski K. et al.: Skuteczność maślanu sodu w postaci mikrootoczkowanej w łagodzeniu objawów u pacjentów z zespołem jelita nadwrażlliwego. Przegląd Gastroenterologiczny 2022;17(1):28-34.
- Panufnik P. et al.: The effects of sodium butyrate supplementation on the severity of abdominal symptoms and carbohydrate metabolism in patients with type 2 diabetes – preliminary data, 2023, October, UEG Journal, vol 11. Issue 8
- Banasiewicz T. et al.: Clinical aspects of sodium butyrate application in dietary treatment of bowel diseases. Przegląd Gastroenterologiczny 2010; 5 (6): 329–334
- Borycka-Kiciak K. et al.: Butyric acid – a well-known molecule revisited. Przegląd Gastroenterologiczny 2017;12(2):83-89
- Hodgkinson K. et al. Butyrate’s role in human health and the current progress towards its clinical application to treat gastrointestinal disease. Clin Nutr. 2023 Feb;42(2):61-75
- Salvi PS et al. Butyrate and the Intestinal Epithelium: Modulation of Proliferation and Inflammation in Homeostasis and Disease. Cells. 2021
- Martin-Gallausiaux C et al.: SCFA: mechanisms and functional importance in the gut. Proc Nutr Soc. 2021 Feb;80(1):37-49
- Amiri Pet al.: Role of Butyrate, a Gut Microbiota Derived Metabolite, in Cardiovascular Diseases: A comprehensive narrative review. Front Pharmacol. 2022 Feb 2;12:837509
- Guilloteau P et al.: F. From the gut to the peripheral tissues: the multiple efects of butyrate. Nutr Res Rev. 2010 Dec;23(2):366-84
- Canani R. et al.: Potential beneficial effects of butyrate in intestinal and extraintestinal diseases. World J Gastroenterol. 2011 Mar 28;17(12):1519-28.
- Siddiqui MT et al.: The Immunomodulatory Functions of Butyrate. J Inflamm Res. 2021 Nov 18;14:6025-604
 |
Komentarze
Prześlij komentarz