Penyakit Crohn dan radang usus — apakah butirat membantu usus?

Tujuan studi: Latar belakang dan tujuan: Penyakit radang usus (IBD), termasuk penyakit Crohn dan kolitis ulseratif, adalah gangguan peradangan kronis yang ditandai oleh respons imun yang tidak normal dan gangguan fungsi sawar di saluran pencernaan. IBD berkaitan dengan perubahan mikrobiota usus dan metabolitnya di kolon.

Hasil: Namun, efek enema butirat beragam. Diet yang meningkatkan produksi butirat, termasuk makanan dari jelai berkecambah dan dedak oat, diketahui meningkatkan konsentrasi butirat dalam tinja dan menurunkan indeks aktivitas penyakit pada model hewan maupun pasien IBD. Kesimpulan: Literatur yang tersedia saat ini menunjukkan bahwa butirat berpotensi menjadi terapi tambahan untuk mengurangi peradangan dan mempertahankan remisi IBD. Penelitian klinis lebih lanjut diperlukan untuk mengetahui apakah pemberian butirat saja merupakan pengobatan yang efektif untuk IBD.

Tujuan studi: Butirat dapat memperkuat sawar epitel usus. Namun, mekanisme pengaruh butirat terhadap piroptosis sel epitel usus (IEC) pada penyakit Crohn (CD) masih belum jelas.

Hasil: Pemberian aktivator jalur cGAS-STING bersama butirat menunjukkan bahwa aktivator tersebut membalikkan efek penghambatan butirat terhadap piroptosis dan aktivasi jalur cGAS-STING, baik pada model tikus kolitis maupun pada sel HT-29. Secara mekanistik, jalur cGAS-STING diketahui berinteraksi dengan NLRP3. Secara keseluruhan, butirat mungkin mengurangi peradangan usus pada CD dengan menekan piroptosis IEC yang dimediasi oleh sumbu cGAS-STING-NLRP3. Temuan ini memberi wawasan baru mengenai strategi potensial untuk menangani CD.

Tujuan studi: Reseptor berpasangan protein G 109A (GPR109A), yang termasuk dalam keluarga reseptor berpasangan protein G, dapat diaktifkan oleh niasin, butirat, dan asam β-hidroksibutirat. Dalam penelitian ini, kami menilai aktivitas antiinflamasi natrium butirat (SB) pada tikus dengan kolitis yang diinduksi asam 2,4,6-trinitrobenzena sulfonat (TNBS), sebuah model eksperimen yang menyerupai penyakit Crohn, dan meneliti kemungkinan mekanisme kerja SB pada penyakit radang usus (IBD).

Hasil: Dalam uji laboratorium, pemberian SB sebelumnya sangat menghambat ekspresi TNF-α dan IL-6 pada makrofag RAW246.7 yang diinduksi LPS. SB menghambat fosforilasi p65 NF-κB dan jalur pensinyalan AKT yang diinduksi LPS, tetapi tidak berhasil menghambat fosforilasi jalur pensinyalan MAPK. Data kami menunjukkan bahwa SB memperbaiki respons peradangan yang dipicu TNBS dan gangguan fungsi sawar epitel usus dengan mengaktifkan GPR109A serta menghambat jalur pensinyalan AKT dan p65 NF-κB. Dengan demikian, temuan ini memperluas pemahaman tentang fungsi reseptor GPR109A dan memberikan dasar teori baru untuk pengobatan IBD.

Tujuan studi: Latar belakang: Infeksi Mycobacterium avium paratuberculosis (MAP) sangat berkaitan dengan perkembangan penyakit Crohn (CD), yang ditandai oleh peradangan berlebihan dan kerusakan usus yang nyata. Tujuan: Dalam penelitian ini, peran asam lemak rantai pendek, termasuk asam propionat (PPA) dan asam butirat (BA), dinilai dalam model laboratorium yang meniru ciri-ciri CD.

Hasil: Integritas dan fungsi sel epitel usus Caco-2 yang terganggu akibat infeksi MAP pulih setelah diberi PPA dan BA. Secara khusus, ekspresi NOX1 menurun secara signifikan pada sel yang diberi PPA atau BA 10 mM (p < 0.001), sebagaimana dikonfirmasi dengan RT-PCR dan mikroskopi. PPA dan BA memulihkan integritas tight junction dengan menurunkan ekspresi Claudin-2 pada kelompok MAP. Kesimpulan: Data jelas menunjukkan bahwa asam lemak rantai pendek memiliki sifat antiinflamasi dan antimikroba, yang kemudian memberikan manfaat bagi sel epitel usus yang rusak. Hal ini menunjukkan potensi manfaatnya sebagai suplemen makanan bagi pasien CD, terutama bagi mereka yang tidak sedang hamil, karena paparan asam propionat mungkin meningkatkan risiko gangguan spektrum autisme (ASD) pada keturunannya.

Tujuan studi: Karena usus mamalia dihuni oleh triliunan mikroba, sistem kekebalan tubuh inang harus terus menjaga keseimbangan antara toleransi terhadap mikroba komensal dan kekebalan terhadap patogen, agar tidak terjadi respons imun yang tidak perlu terhadap bakteri yang sebenarnya tidak berbahaya. Respons yang tidak teratur dapat menyebabkan penyakit radang usus, seperti kolitis ulseratif atau penyakit Crohn.

Hasil: Pemberian n-butirat pada makrofag menurunkan mediator proinflamasi yang dipicu lipopolisakarida, termasuk oksida nitrat, IL-6, dan IL-12, tetapi tidak memengaruhi kadar TNF-α atau MCP-1. Efek ini tidak bergantung pada pensinyalan reseptor mirip Toll maupun aktivasi reseptor berpasangan protein G, yaitu dua jalur yang dapat dipengaruhi oleh asam lemak rantai pendek. Dalam penelitian ini, kami menyajikan beberapa bukti yang menunjukkan bahwa efek tersebut disebabkan oleh penghambatan deasetilase histon oleh n-butirat. Temuan ini menjelaskan jalur yang mungkin digunakan tubuh untuk mempertahankan toleransi terhadap mikrobiota usus, yaitu dengan membuat makrofag lamina propria kurang responsif terhadap bakteri komensal melalui penurunan efektor proinflamasi.

Tujuan studi: Bakteri usus memberikan manfaat bagi tubuh inang dan telah dikaitkan dengan penyakit radang usus (IBD), yang melibatkan patobiont E. coli invasif yang melekat (AIEC), misalnya galur LF82, yang berkaitan dengan penyakit Crohn.

Hasil: Sel T84 dan organoid yang terinfeksi E. coli-LF82. Data ini menunjukkan bahwa butirat membantu menjaga bentuk dan fungsi mitokondria epitel saat terpapar E. coli-LF82, dan hal ini setidaknya sebagian terjadi melalui FFAR3. Dengan demikian, hilangnya bakteri penghasil butirat pada IBD, dalam kondisi adanya patobiont, dapat menyebabkan hilangnya fungsi mitokondria dan sawar epitel, yang dapat memicu penyakit dan/atau memperparah peradangan tingkat rendah.

Tujuan studi: Penyebab penyakit radang usus (IBD) bersifat multifaktorial. Data menunjukkan adanya peran interaksi yang terganggu antara usus dan mikrobiota usus. Gangguan pada sawar mukosa dapat meningkatkan permeabilitas usus sehingga isi lumen lebih mudah terpapar dan memicu respons imun yang menyebabkan peradangan usus.

Hasil: Dalam praktik klinis, sejumlah penelitian menunjukkan bahwa perubahan permeabilitas usus dapat memprediksi perjalanan IBD. Tes fungsi, seperti tes penyerapan gula atau teknik pencitraan baru menggunakan endomikroskopi laser konfokal, memungkinkan penilaian integritas sawar usus pada manusia hidup. Terapi anti-tumor necrosis factor-α (TNF-α) mengurangi peradangan mukosa dan memulihkan permeabilitas usus pada pasien IBD. Butirat, zink, dan beberapa probiotik juga memperbaiki gangguan sawar mukosa, tetapi penggunaannya masih terbatas. Penelitian lebih lanjut diperlukan sebelum perubahan permeabilitas dipertimbangkan sebagai sasaran terapi IBD.

Tujuan studi: Faktor metabolik yang membedakan penyakit Crohn (CD) dari kolitis ulseratif (UC), serta perannya dalam menyebabkan gangguan regulasi imun, masih belum diketahui. Tujuan kami adalah mengenali ciri metabolik sistemik penyakit radang usus (IBD) dan menjelaskan hubungan mekanistik antara ketersediaan metabolit dan keseimbangan sel T regulator (Treg).

Hasil: Efek ini bergantung pada karnitin palmitoiltransferase 1A (CPT1A), karena penghambatan FAO yang dimediasi CPT1A melalui obat atau faktor genetik menghilangkan kemampuan butirat untuk mendorong diferensiasi. Pada hewan hidup, kemampuan butirat untuk mengurangi kolitis dan mendorong penumpukan iTreg di kolon secara signifikan berkurang akibat etomoxir, penghambat CPT1. Oksidasi asam lemak yang dimediasi CPT1A merupakan titik penting metabolisme yang digunakan butirat untuk mengirimkan sinyal guna mempertahankan toleransi imun. Hilangnya zat antara FAO secara sistemik pada pasien CD secara langsung berkontribusi terhadap gangguan perkembangan iTreg. Temuan ini menunjukkan bahwa sumbu butirat-CPT1A berpotensi menjadi sasaran intervensi metabolik presisi.