Взаємозв’язки метаболітів кишкової мікробіоти з біомаркерами оксидантного стресу при цукровому діабеті 2 типу. Огляд

Анотація

Огляд присвячено аналізу сучасних даних щодо взаємозв’язків між патогенетичними механізмами при дисметаболічних станах (метаболічному синдромі, цукровому діабеті 2 типу) та функціональною активністю кишкової мікробіоти, яка продукує низькомолекулярні сполуки, які класифікують за біологічними ефектами на два типи: 1) корисні для підтримки метаболічного гомеостазу й антиоксидантної системи в організмі, наприклад, коротколанцюгові жирні кислоти (КЛЖК), жовчні кислоти, 2) «небезпечні» метаболіти, до яких належать ендотеліотоксичний триметиламін‑N‑оксид (ТМАО) та чинники ендотоксемії ліпополісахариди (ЛПС). Розглянуто молекулярні механізми, які опосередковують ефекти КЛЖК як середників оксидантного еустресу та цитопротекції за різних патологій. Крім енергетичних субстратів, КЛЖК є лігандами сполучених з протеїном G мембранних рецепторів жирних кислот, активація яких запускає сигнальні шляхи ядерного еритроїдного 2‑пов’язаного фактора‑2 (nuclear erythroid 2‑related factor 2 (NRF2)). Цей транскрипційний фактор відіграє вирішальну роль у відповіді на клітинний стрес, пригнічуючи експресію генів запальних цитокінів і хемокінів та сприяючи підтримці окисно‑відновного гомеостазу у фізіологічних умовах. Другий тип мікробіальних метаболітів, навпаки, відповідає визначенню чинників оксидантного дистресу, що виявляють цитотоксичні властивості, спричиняючи процеси атерогенезу та хронічного запалення, особливо за умов дисбіотичного стану. Продемонстровано, що ТМАО може впливати на мітохондріальні й лізосомальні сигнальні шляхи, підвищуючи концентрацію активних фрагментів кисню та малонового діальдегіду. Крім того, ТМАО модулює експресію мікроРНК, що спричинює експресію прозапальних інтерлейкінів і чинників згортання крові. Інші токсичні метаболіти (ЛПС) мають високий прозапальний потенціал, збільшують проникність слизової оболонки кишечника та провокують запалення й оксидантний стрес у різних тканинах організму. Таким чином, є значний прогрес у вивченні молекулярних механізмів позитивних і негативних ефектів мікробіальних метаболітів, що свідчить про важливість корекції складу кишкової мікробіоти та моніторингу її функціональної активності під час комплексного лікування цукрового діабету та для запобігання розвитку кардіометаболічних ускладнень, пов’язаних з оксидантним стресом.