Synbiotic Reducing Indoxyl Sulfate Dan Penyakit Buah Pinggang Kronik

ali.ma@wecistanche.com

BAHAGIAN Ⅱ: Pentadbiran Synbiotic Lactobacillus bulgaricus 6c3 Strain, Inulin dan Fructooligosaccharide Mengurangkan Kepekatan Indoxyl Sulfate dan Kerosakan Buah Pinggang dalam Model Tikus

AlonsoJerez-Morales,JoseS.Merino,Sindy T.Diaz-Castillo & et al.

Abstrak

Indoksil sulfat(IS) terlibat dalam perkembanganpenyakit buah pinggang yang kronik(CKD) dan komplikasi kardiovaskularnya. Salah satu pendekatan yang dicadangkan untuk mengurangkan IS(Indoksil sulfat) ialah pentadbiran bagisinbiotik. Kerja ini bertujuan untuk mencari strain probiotik yang mampu mengurangkan IS serum (Indoksil sulfat) tahap dan campurkan dengan dua prebiotik(inulindanfructooligosakarida(FOS)) untuk menghasilkan putatifsinbiotikdan uji dalam CKD tikus(penyakit buah pinggang yang kronik) model. Dua kumpulan tikus Sprague-Dawley telah dinefrektomi. Satu kumpulan (Lac)menerima campuran selama 16 minggu dalam air minuman dan satu lagi tidak (Nef).Kumpulan kawalan (C) termasuk tikus palsu-nefrektomi. Kreatinin serum dan IS(Indoksil sulfat)kepekatan diukur menggunakan kromatografi cecair berprestasi tinggi dengan pengesan tatasusunan diod (HPLC-DAD). Mikroskopi optik dan mikroskop pengujaan dua foton digunakan untuk mengkaji sampel buah pinggang dan jantung. Kumpulan Lac, yang menerimasinbiotik, IS berkurangan(Indoksil sulfat) sebanyak 0.8 peratus manakala kumpulan Nef meningkatkannya sebanyak 38.8 peratus . Analisis histologi buah pinggang menunjukkan bahawa kumpulan Lac meningkatkan kawasan fibrotik sebanyak 12 peratus dan kumpulan Nef melakukannya sebanyak 25 peratus .Sinbiotik tidak mengurangkan fibrosis jantung. Oleh itu, sinbiotik putatif menunjukkan bahawa fungsi mengurangkan IS(Indoksil sulfat)dan perkembangan CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)dalam model tikus, tetapi tiada perlindungan jantung diperhatikan.

Kata kunci: CKD; indoksil sulfat; CVD; fibrosis buah pinggang; sinbiotik

KLIK DI SINI UNTUK BAHAGIAN Ⅰ

Klik untuk cistanche UK untuk penyakit buah pinggang

3. Perbincangan

Memandangkan peningkatan ketara dalam kelaziman di seluruh dunia, kesukaran dan kos rawatan, dan kerana ia adalah salah satu faktor risiko utama untuk penyakit kardiovaskular [13,20], CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)menjadi salah satu cabaran kesihatan awam yang utama. Pada masa ini, bukti saintifik yang menyokong hubungan rapat antara kesihatan usus dan kesihatan buah pinggang yang biasanya dirujuk sebagai paksi usus-renal sedang berkembang [21]. Komunikasi/interaksi antara mikrobiota usus dan perumahnya adalah berkaitan secara patofisiologi, terutamanya dalam CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)pesakit [22]. Dalam pesakit ini, peningkatan sebatian uremik dalam darah boleh menjejaskan komposisi dan metabolisme mikrobiota dan juga memihak kepada pertumbuhan kumpulan bakteria yang menghasilkan metabolit ini [21,22]. Telah dilaporkan bahawa, pada individu yang mengalami dysbiosis, mikrobiota boleh menghasilkan lebih daripada 200 metabolit serum [17]. Semua di atas membayangkan peningkatan kebolehtelapan usus yang boleh mengakibatkan pemindahan metabolit, endotoksin, dan bakteria yang berdaya maju ke dalam aliran darah [23] dengan itu memihak kepada keradangan kronik, meningkatkan risiko kardiovaskular, dan memburukkan ketoksikan uremik. Namun begitu, ketidakseimbangan mikrobiota usus boleh dipulihkan, contohnya, menggunakan prebiotik, probiotik, atau gabungannya sebagaisinbiotik. Dalam konteks ini, telah diterangkan bahawa suplemen dengan probiotik dan prebiotik tertentu mungkin mengurangkan pengeluaran toksin uremik tertentu dan memulihkan mikrobiota normal [5]. Keputusan kami memberikan bukti bahawa, daripada 84 strain bakteria yang diuji secara in vitro dalam kajian ini, tiga strain menunjukkan keupayaan untuk mengurangkan dengan ketara [Sin medium kultur. Keputusan ini serupa dengan yang dilaporkan oleh pengarang lain [24,25]. Mekanisme yang digunakan oleh IS(Indoksil sulfat)dikurangkan masih belum pasti. Telah didalilkan bahawa IS(Indoksil sulfat)boleh mengikat dinding sel probiotik dan kemudian disingkirkan dengan najis [25] atau sesetengah mikroorganisma mempunyai enzim yang mampu merendahkan IS.(Indoksil sulfat)[26]. Sama ada mekanisme postulat ini betul atau tidak, telah dilaporkan secara meluas bahawa probiotik memulihkan mikrobiota normal pada individu yang mempunyai CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)disebabkan oleh dysbiosis [27].

Penggunaan prebiotik dan probiotik sebagai pendekatan untuk mengurangkan perkembangan CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)telah disiasat secara meluas. Pelbagai prebiotik telah terbukti berguna untuk mengurangkan metabolit dysbiosis yang berbeza, sebagai suplemen dialisis peritoneal [17,18]. Lai et al. [28] membandingkan kesan diet rendah protein dan suplemen diet ini denganinulin(19g/hari) dalam tahap 3 atau 4 CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)pesakit. Mereka melaporkan bahawa campur tangan pemakanan mempunyai sedikit kesan ke atas mikrobiota, hanya mengurangkan kekerapan genus Lacto-bacillus, tetapi apabilainulintelah ditambah adalah mungkin untuk meningkatkan tahap Bifidobacterium.

Satu lagi kesan berfaedah daripadainulinadalah pengurangan pH usus, nitrogen ureik, TNF-a dan NOX2 dalam darah, mengehadkan peningkatan URM dan mengurangkan keradangan [28]. Namun begitu, telah dilaporkan bahawa penambahan probiotik kepada diet menjana kesan yang lebih ketara, yang membawa kepada penggunaan campuran prebiotik dan probiotik (sinbiotik)untuk mempotensikan aktiviti modulasi mikrobiota mereka. Alla dan Sadeek [29] menilai pemberian gusi Arab dan L. casei Shirota kepada tikus Wistar yang mengalami CKD akibat(penyakit buah pinggang yang kronik). Keputusan mereka menunjukkan bahawa rawatan itu mampu mengurangkan kepekatan darah urea, kreatinin, dan asid urik. Begitu juga, telah dilaporkan secara meluas bahawa penggunaan prebiotik, probiotik, dansinbiotikmempunyai kesan modulasi pada mikrobiota usus. Ini adalah isu penting kerana, di bawah disbiosis, toksin uremik (terutamanya derivatif indole) telah menunjukkan untuk mengaktifkan reseptor X hamil (PXR) yang mengawal ekspresi TLR4. Peningkatan keradangan yang terhasil menjejaskan halangan usus yang menambah kebolehtelapannya kepada pelbagai metabolit dan membenarkan pemindahan bakteria [11]. Dalam kerja ini, rawatan terdiri daripada pentadbiran asinbiotiktermasuk inulin, FOS(Fructooligosakarida)dan terikan L. bullgaricus 6c3. Rocchettiet al. [30] menunjukkan bahawa strain L. bulgaricus yang berbeza, digabungkan dalam asinbiotik, menurunkan paras serum IS dan PCS apabila digunakan dikaitkan dengan rawatan dialisis inovatif dalam pesakit HD.

Perbezaan dalam paras kreatinin serum diperhatikan antara tikus kawalan dan nephrectomized (Lac dan Nef) yang menunjukkan bahawa model uremik berjaya ditubuhkan. Walau bagaimanapun, tiada perbezaan yang ketara diperhatikan apabila membandingkan kumpulan Lac dan Nef. Maksudnya, tiada perbezaan dalam tahap kreatinin jika rawatan itu diberikan atau tidak kepada CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)tikus, pemerhatian yang konsisten dengan laporan lain [24,31,32]. Oleh itu, sumbangan pengukuran kreatinin adalah untuk mengesahkan kekurangan buah pinggang yang dicapai oleh nefrectomy. Sebaliknya, serum IS(Indoksil sulfat)tahap meningkat dengan ketara dalam kumpulan Nef (38.8 peratus )tetapi tidak dalamsinbiotikditadbir kumpulan Lac yang IS(Indoksil sulfat)tahap adalah sama dengan kumpulan kawalan. Oleh itu,sinbiotikdapat mengelakkan peningkatan IS yang merosakkan(Indoksil sulfat)kepekatan walaupun terdapat CKD teraruh(penyakit buah pinggang yang kronik).Beberapa karya telah melaporkan hasil yang sama apabila mentadbir prebiotik [28], probiotik [24] atausinbiotik[29]kerana mereka mempunyai kapasiti untuk mengurangkan IS(Indoksil sulfat)dalam model kajian yang berbeza. Wuet al.[31]mentadbir L.acidophilus LB kepada tikus Sprague-Dawley yang nefrektomi ke-5/6 dan menilai 35 metabolit dalam najis. Menariknya, beberapa metabolit (3-(3-}hydroxyphenyl) asid propionik, amebamide, benzopyrene, aspartyl-glutamin, phenethylamine glucuronide, dan T2 toxin tetrol) meningkat lima kali ganda dalam tikus yang dinefrektomi; namun, paras mereka telah dipulihkan kepada paras normal selepas rawatan. Keputusan ini adalah bersetuju dengan pemerhatian kami kerana pentadbiransinbiotikIS dikekalkan(Indoksil sulfat)tahap yang serupa dengan kumpulan kawalan.

Telah dilaporkan bahawa IS(Indoksil sulfat)mendorong peningkatan tempatan spesies oksigen reaktif (ROS) dalam tisu buah pinggang yang, seterusnya, mengaktifkan faktor nuklear kappa B (NF-kB) dan mengaktifkan tekanan oksidatif dan pengeluaran sitokin pro-radang [11]. IS mampu masuk ke dalam sel-sel tubul berbelit-belit menggunakan pengangkut untuk anion organik dan, apabila ada, ia meningkatkan ROS dan NF-kB, membawa kepada penurunan E-cadherin dan peningkatan faktor pertumbuhan berubah (TGF- ) dan otot licin actin alfa( -SMA). Hasilnya ialah peralihan epitelium-mesenchymal yang menghasilkan fibrosis buah pinggang [33]. Begitu juga, salah satu mekanisme perlindungan buah pinggang utama L.bulgaricus 6c3 ialah aktiviti anti-radangnya yang mencapai tahap IS yang menurun. Pemerhatian kami menunjukkan bahawa kawasan fibrotik buah pinggang pada haiwan kumpulan Nef yang nefrektomi (25 peratus daripada kawasan fibrotik) adalah dua kali lebih besar daripadasinbiotikmentadbir tikus Lac nefrektomi (12 peratus daripada kawasan berserabut) dan tikus kawalan palsu-nefrektomi; oleh itu, rawatan dengansinbiotikberkesan untuk mengurangkan kawasan fibrotik buah pinggang dalam CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)tikus. Secara teorinya, kesan perlindungan ini boleh dijelaskan dengan perubahan lumen usus yang seterusnya, boleh mengurangkan IS.(Indoksil sulfat)kepekatan serum. Feng et al.[34] menunjukkan perubahan ketara antara tikus nefrektomi dan tidak nefrektomi melibatkan 13 spesies bakteria kepunyaan genera Blautia, Escherichia_Shigella, Bacteroides, Allobaculum Clostridium_IV dan 291 metabolit; dengan itu, menekankan kesan CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)pada mikrobiota dan URM. Selain itu, mereka juga memberikan bukti bahawa pentadbiran dua prebiotik (Poria cocos dan asid poricoic A) mengubah suai lumen usus dan memulihkan mikrobiota normal usus. Kedua-dua prebiotik mengurangkan keradangan dan tekanan oksidatif melalui perencatan laluan IKBo /NF-kBI dan urea dan kreatinin serum yang dinormalisasi serta ekspresi o-SMA. Setakat ini, sepanjang pengetahuan kami, ini adalah kerja pertama yang melaporkan penggunaan mikroskop pengujaan dua foton dalam jenis kajian ini dan, menariknya, walaupun terdapat bukti kerosakan pada korpuskel glomerular (noda Masson trichrome), lesi fibrotik hanya diperhatikan dalam tubul berbelit-belit oleh mikroskop pengujaan dua foton. Pemerhatian ini menyokong laporan yang menyebut bahawa kesan merosakkan utama URM yang paling banyak dikaji adalah, tepatnya, pada sel-sel tubul berbelit-belit buah pinggang [33].

Telah dilaporkan bahawa IS(Indoksil sulfat)mendorong fibrosis jantung dengan ekspresi protein fibrotik (TGF- 1, SMA, dan kolagen jenis 1), hipertrofi jantung, dan tekanan oksidatif [35], dan semakin banyak penerbitan mengesahkan kesan negatif IS(Indoksil sulfat)pada sistem kardiovaskular. Kaminski et al. [36] mengkaji 51 pesakit dalam CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)peringkat 1 hingga 5 dan melaporkan bahawa pengumpulan IS(Indoksil sulfat)telah dikaitkan dengan gangguan beberapa faktor yang mempengaruhi parameter sistem hemostatik CKD(penyakit buah pinggang yang kronik)pesakit, seperti H2O2 dan plasma Cu/Zn superoxide dismutase. Ia juga telah dilaporkan bahawa pentadbiran strain probiotik boleh mengurangkan biomarker keradangan dalam penyakit kardiovaskular dan mengurangkan risiko yang berkaitan [37,38]. Keputusan kami menunjukkan bahawa, walaupun serum IS(Indoksil sulfat)telah dikurangkan dengan ketara, pentadbiransinbiotiktidak mengelakkan perkembangan fibrosis jantung. Malah, telah didalilkan bahawa, walaupun kerosakan yang dihasilkan oleh IS(Indoksil sulfat)dalam sistem kardiovaskular, URM utama yang mempengaruhi jantung ialah p-cresol [39]dan TMAO [40], metabolit yang tidak dinilai dalam kajian ini. Namun begitu, sesetengah penulis menyatakan bahawa perbezaan antara hasil kajian yang berbeza adalah akibat daripada kebolehubahan model kajian. Karbowska dan rakan sekerja [41], bekerja dengan tikus Wistar dan tikus C57BL6/cmdb, melaporkan kesan pendedahan akut kepada IS pada proses trombotik, pembekuan, pembekuan dan rintangan osmotik eritrosit antara parameter lain. Mereka melaporkan bahawa 0.1 mM IS dalam darah dikaitkan dengan penjanaan fibrin dan pengagregatan yang disebabkan oleh kolagen dalam PRP dan sehingga 1 mM plasmatik IS.(Indoksil sulfat)tidak mempunyai kesan pada hemolisis eritrosit. Dalam kerja kami, menggunakan tikus Sprague-Dawley, IS tertinggi(Indoksil sulfat) tahap yang dicapai adalah hampir 0.0025 mM dalam kumpulan nefrektomi yang tidak menggunakansinbiotik(Nef). Tahap IS melebihi 0.0025 mM mungkin telah mendedahkan korelasi antara kreati-sembilan dan(Indoksil sulfat)peringkat. Mengenai keputusan kami mengenai hematokrit ketiga-tiga kumpulan haiwan, mereka konsisten dengan laporan Karbowska dan rakan sekerja. Mereka juga membuat kesimpulan bahawa IS(Indoksil sulfat)mungkin salah satu faktor penting kerosakan jantung. Memandangkan kami juga memerhatikan kerosakan jantung dengan IS yang lebih rendah(Indoksil sulfat) tahap, mungkin model kami menggunakan tikus Sprague-Dawley yang dinephrectomikan mungkin menyumbang kepada pengesanan faktor utama lain yang menyebabkan kerosakan jantung. Akhir sekali, perlu ditekankan bahawa tahap IS yang lebih tinggi yang dilaporkan oleh Karbowswka dan rakan sekerja jika dibandingkan dengan yang dilaporkan dalam kerja sekarang mungkin boleh menjadi akibat bahawa mereka menyuntik sehingga 100 mg/kg berat badan IS ke dalam haiwan sementara kami Tahap IS adalah akibat daripada nefrektomi 5/6 daripadanya. Walaupun peningkatan penerbitan berkaitan pentadbiran probiotik dalam penyakit jantung dan lain-lain, masih ada jalan yang panjang untuk dilalui sebelum memahami bagaimana prebiotik dan probiotik menyumbang kepada kesihatan kita.

4. Kesimpulan

Keputusan yang dilaporkan di sini menunjukkan bahawasinbiotikdirumus menggunakan terikan L. bulgaricus 6c3,inulin, dan FOS(Fructooligosakarida) mampu mengurangkan IS(Indoksil sulfat)kedua-dua in vitro dan dalam darah model tikus Sprague-Dawley yang digunakan. Selain itu, ia dapat mengurangkan perkembangan fibrosis buah pinggang apabila diberikan setiap hari tetapi ia tidak dapat mengelakkan perkembangan fibrosis jantung.