Tác dụng của axit Perfluorooctanoic đối với hệ vi sinh vật đường ruột và các chất chuyển hóa của vi sinh vật ở chuột C57BL/6JⅠ

Trừu tượng:

Axit perfluorooctanoic (PFOA) là mối lo ngại ngày càng tăng về sức khỏe cộng đồng do tính tồn tại lâu dài trong môi trường và tác dụng độc hại của nó. Hệ vi sinh vật đường ruột được biết là tạo ra nhiều chất chuyển hóa khác nhau giúp vật chủ duy trì cân bằng nội môi trao đổi chất.

Click để giảm táo bón ngay cho người lớn

Tuy nhiên, một số nghiên cứu đã khám phá tác dụng của PFOA đối với các chất chuyển hóa liên quan đến hệ vi sinh vật đường ruột. Trong nghiên cứu hiện tại, chuột đựcC57BL/6J được tiếp xúc với 1 ppm PFOA trong nước uống trong 4 tuần và phân tích tổng hợp hệ vi sinh vật đường ruột và hệ thống chuyển hóa đã được thực hiện để phát hiện những ảnh hưởng sức khỏe của PFOA. Kết quả của chúng tôi cho thấy PFOA làm xáo trộn cả hệ vi sinh vật đường ruột thành phần và cấu hình trao đổi chất của phân, huyết thanh và gan ở chuột. Một mối tương quan đã được tìm thấy giữa LachnospiraceaeUCG004, Turicibacter, Ruminococcaceae và các chất chuyển hóa trong phân khác nhau.

Sự thay đổi đáng kể của các chất chuyển hóa liên quan đến hệ vi sinh vật đường ruột xảy ra do tiếp xúc với PFOA, bao gồm axit mật và chất chuyển hóa tryptophan như 3-axit indoleacrylic và axit 3-indoleacetic. Những phát hiện của nghiên cứu này rất hữu ích trong việc cải thiện sự hiểu biết về tác động sức khỏe của PFOA, có thể được điều hòa thông qua hệ vi sinh vật đường ruột và các chất chuyển hóa liên quan của nó.

1. Giới thiệu

Axit perfluorooctanoic (PFOA) là một chất per- và poly-fluoroalkyl (PFAS) được sản xuất, được ứng dụng rộng rãi trong bọt chữa cháy, chất hoạt động bề mặt, vật liệu bảo vệ bề mặt và các sản phẩm thương mại khác. Tại Hoa Kỳ, sự tồn tại của PFOA đã được tìm thấy trong hơn 100 hệ thống nước công cộng [1]. PFOA được liệt kê là Chất gây ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy trong Công ước Stockholm và việc sản xuất nó đã bị loại bỏ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, PFOA tồn tại rất lâu trong môi trường và vẫn đe dọa cả môi trường lẫn sức khỏe con người. Con người tiếp xúc với PFOA chủ yếu thông qua việc tiêu thụ nước uống và thực phẩm bị ô nhiễm, sau đó là hấp thụ qua da và qua đường hô hấp [2].

PFOA được phát hiện trong huyết tương người ở một nhóm thuần tập mẹ-con ở Đan Mạch gồm 738 phụ nữ mang thai và con của họ [3], và ở những người tham gia.đăng ký tham gia thử nghiệm Chương trình phòng chống bệnh tiểu đường ở Mỹ [4]. PFOA được coi là có mặt trong huyết thanh của hầu hết mọi người ở các nước công nghiệp hóa [5]. Thời gian bán hủy của PFOA ở người đã được đề xuất là 0,5–1,5 năm dựa trên nghiên cứu lâm sàng và nghiên cứu quan sát ở người [6]. Vào tháng 10 năm 2021, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã công bố Lộ trình Chiến lược PFAS để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường khỏi các mối nguy hiểm của PFAS.

Giới hạn tư vấn về sức khỏe của nước uống trong suốt cuộc đời của EPA Hoa Kỳ đối vớiPFOA là 0,004 phần nghìn tỷ (ppt). Nhiều ảnh hưởng sức khỏe khác nhau có liên quan đến việc tiếp xúc với PFOA. Ví dụ, PFOA kích thích khả năng sống của tế bào, ức chế sản xuất gốc tự do và phá vỡ tình trạng oxy hóa khử trong tế bào hạt lợn, dẫn đến suy giảm chức năng sinh sản, đòi hỏi phải có sự cân bằng oxy hóa đầy đủ [7].PFOA có thể gây ra chứng rối loạn sinh lý vi khuẩn đường ruột ở chuột [8] –10]. Hệ vi sinh vật đường ruột bao gồm các vi sinh vật sống trong đường tiêu hóa, là một phần không thể thiếu của vật chủ. Thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột rất thay đổi và có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm các chất gây ô nhiễm môi trường, chẳng hạn như thuốc trừ sâu [11,12], kim loại nặng [13,14] và các sản phẩm chăm sóc cá nhân [15]. Rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan đến nhiều bệnh khác nhau, chẳng hạn như viêm loét đại tràng [16].

Nồng độ PFOA trong huyết thanh cao hơn đã được tìm thấy ở những bệnh nhân bị viêm loét đại tràng so với đối tượng kiểm soát [5]. Hệ vi sinh vật đường ruột có ảnh hưởng đáng kể đến tình trạng sức khỏe và bệnh tật của vật chủ thông qua việc sản xuất hoặc biến đổi các chất chuyển hóa khác nhau. Metagenome của hệ vi sinh vật đường ruột có khả năng lớn để thực hiện nhiều quá trình trao đổi chất, chẳng hạn như sản xuất axit béo chuỗi ngắn, sản xuất các dẫn xuất tryptophan và chuyển đổi axit mật nguyên phát thành axit mật thứ cấp.

Các chất chuyển hóa liên quan đến hệ vi sinh vật đường ruột này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng nội môi trao đổi chất của vật chủ. Là một axit amin thiết yếu, tryptophan có thể được các vi sinh vật đường ruột chuyển hóa thành các chất chuyển hóa tryptophan khác nhau, chẳng hạn như 3-axit indoleacrylic và {{3} }axit indoleacetic. Các chất chuyển hóa Tryptophan có thể kích hoạt các con đường truyền tín hiệu và kiểm soát cân bằng nội môi cũng như chức năng của các tế bào miễn dịch thông qua các yếu tố phiên mã như thụ thể aryl hydrocarbon (AhR) [17]. Axit mật nguyên phát được tổng hợp trong tế bào gan của vật chủ từ cholesterol, đi vào đường tiêu hóa và được hệ vi sinh vật đường ruột biến đổi thành axit mật thứ cấp. Axit mật được công nhận là yếu tố tín hiệu và chất tích hợp trao đổi chất, và chúng đã trở thành mục tiêu điều trị các bệnh như rối loạn chuyển hóa [18].

Hệ vi sinh vật đường ruột có thể ảnh hưởng đến lượng axit mật; trong khi đó, nhóm axit mật có thể điều chỉnh cấu trúc cộng đồng của hệ vi sinh vật đường ruột [19]. Hệ vi sinh vật đường ruột và ruột có mối quan hệ hai chiều với gan, được gọi là 'trục ruột-gan'. Các chất chuyển hóa và sản phẩm có nguồn gốc từ ruột có thể được vận chuyển đến gan qua tĩnh mạch cửa. Trong khi đó, gan tiết axit mật vào ruột để tạo điều kiện cho quá trình tiêu hóa chất béo và các chất dinh dưỡng tan trong chất béo. Hệ vi sinh vật đường ruột đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng nội môi của trục ruột-l-gan và nhóm axit mật.

Các chất chuyển hóa có nguồn gốc từ hệ vi sinh vật đường ruột cũng rất quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của bệnh gan, chẳng hạn như axit mật thứ cấp [20] và trimethylamine N-oxide (TMAO) [21]. Tổn thương gan do PFOA gây ra có thể được giảm bớt bằng cách bổ sung vi khuẩn axit lactic hoặc gastrodin [22,23]. Hệ vi sinh vật đường ruột có thể ảnh hưởng đến cân bằng nội môi trao đổi chất của vật chủ bằng cách tạo ra các chất chuyển hóa liên quan đến hệ vi sinh vật đường ruột.

Tuy nhiên, một phân tích tổng hợp về hệ vi sinh vật đường ruột và hệ thống chuyển hóa bị xáo trộn do tiếp xúc với PFOA vẫn chưa được thực hiện. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thực hiện giải trình tự gen 16S rRNA, kết hợp với các chất chuyển hóa không có mục tiêu, phân tích các mẫu phân, huyết thanh và gan từ chuột C57BL/6J được điều trị bằng PFOA để phát hiện tác dụng của PFOA đối với hệ vi sinh vật đường ruột và các chất chuyển hóa liên quan của nó. Những phát hiện của nghiên cứu này rất hữu ích trong việc nâng cao hiểu biết về tác dụng độc hại của PFOA.

Thuốc thảo dược tự nhiên giúp giảm táo bón-Cistanche

Cistanche là một chi thực vật ký sinh thuộc họ Orobanchaceae. Những loại cây này được biết đến với đặc tính chữa bệnh và đã được sử dụng trong Y học cổ truyền Trung Quốc (TCM) trong nhiều thế kỷ. Các loài Cistanche chủ yếu được tìm thấy ở các vùng khô cằn và sa mạc ở Trung Quốc, Mông Cổ và các khu vực khác ở Trung Á. Cây Cistanche có đặc điểm là có thân màu vàng, nhiều thịt và được đánh giá cao vì lợi ích tiềm tàng cho sức khỏe. Trong TCM, Cistanche được cho là có đặc tính bổ và thường được sử dụng để nuôi dưỡng thận, tăng cường sinh lực và hỗ trợ chức năng tình dục. Nó cũng được sử dụng để giải quyết các vấn đề liên quan đến lão hóa, mệt mỏi và sức khỏe tổng thể. Trong khi Cistanche có lịch sử sử dụng lâu dài trong y học cổ truyền, nghiên cứu khoa học về hiệu quả và độ an toàn của nó vẫn đang được tiến hành và còn hạn chế. Tuy nhiên, nó được biết là có chứa nhiều hợp chất hoạt tính sinh học khác nhau như phenylethanoid glycoside, iridoids, lignan và polysaccharides, có thể góp phần vào tác dụng chữa bệnh của nó.

Wecistanche'sbột cistanche, viên cistanche, viên nang cistanchevà các sản phẩm khác được phát triển bằng cách sử dụngsa mạcbể chứa nướclàm nguyên liệu đều có tác dụng tốt trong việc giảm táo bón. Cơ chế cụ thể như sau: Cistanche được cho là có lợi ích tiềm năng trong việc giảm táo bón dựa trên cách sử dụng truyền thống và một số hợp chất nhất định mà nó chứa. Mặc dù nghiên cứu khoa học cụ thể về tác dụng của Cistanche đối với táo bón còn hạn chế, nhưng nó được cho là có nhiều cơ chế có thể góp phần tạo nên tiềm năng giảm táo bón. Tác dụng nhuận tràng:Cistanchetừ lâu đã được sử dụng trong Y học cổ truyền Trung Quốc như một phương thuốc chữa táo bón. Nó được cho là có tác dụng nhuận tràng nhẹ, có thể giúp thúc đẩy nhu động ruột và gây táo bón. Tác dụng này có thể là do các hợp chất khác nhau trong Cistanche, chẳng hạn như glycoside phenylethanoid và polysacarit. Làm ẩm đường ruột: Dựa trên cách sử dụng truyền thống, Cistanche được coi là có đặc tính giữ ẩm, đặc biệt nhắm vào đường ruột. Thúc đẩy quá trình hydrat hóa và bôi trơn ruột có thể giúp làm mềm các công cụ và tạo điều kiện cho việc đi lại dễ dàng hơn, từ đó làm giảm táo bón. Tác dụng chống viêm: Táo bón đôi khi có thể liên quan đến tình trạng viêm ở đường tiêu hóa. Cistanche chứa một số hợp chất nhất định, bao gồm phenylethanoid glycoside và lignan, được cho là có đặc tính chống viêm. Bằng cách giảm viêm trong ruột, nó có thể giúp cải thiện nhu động ruột đều đặn và giảm táo bón.