Znaczna otyłość: zaklęty krąg metabolizmu biotyny

Jak wiadomo, wytwarzane przez bakterie jelitowe witaminy z grupy B, a zwłaszcza biotyna (B8), wpływają na funkcjonowanie mikroorganizmów, metabolizm gospodarza i stany zapalne. Uczestniczą zatem w regulacji stanu zdrowia metabolicznego gospodarza. Jak to jednak wygląda w przypadku znacznej otyłości u człowieka? Warto zadać to pytanie, ponieważ badania przedkliniczne i kliniczne wykazały zmiany poziomu biotyny w osoczu i tkankach w przypadku otyłości. 

Mniej bakterii wytwarzających i transportujących biotynę

Aby na nie odpowiedzieć, badacze przyjrzeli się danym 1545 uczestników europejskiego badania wieloośrodkowego MetaCardis (sidenote: https://cordis.europa.eu/project/id/305312/fr ) i porównali 608 pacjentów cierpiących na znaczną otyłość (BMI>35) z 299 dotkniętych nadwagą lub otyłością (25<BMI<35) i 638 osobami z grupy kontrolnej o normalnym BMI (BMI<25). 

Okazało się, że znaczna otyłość ma związek z niedostateczną liczbą bakterii wytwarzających i transportujących biotynę. Nie jest to obojętne dla pacjentów otyłych, ponieważ obfitość tych bakterii jest skorelowana z występowaniem stanów zapalnych i związanych z nimi zaburzeń metabolicznych. 

Ponadto u osób otyłych w stopniu znacznym poziom biotyny we krwi jest zbyt niski, a ekspresja genów kodujących tę witaminę jest zmieniona w tkance tłuszczowej.

Czy winne są bakterie jelitowe?

Transfer mikrobioty człowieka do myszy potwierdza znaczenie mikrobioty jelitowej dla ilości biotyny we krwi. Z drugiej strony znaczenie ma również sposób odżywiania: dieta zachodnia (sidenote: Dieta zachodnia Dieta bogata w przetworzoną żywność, cukier rafinowany, sól, tłuszcze nasycone (czerwone mięso) i tłuszcze trans (słodkie pieczywo śniadaniowe) Zinöcker MK, Lindseth IA. The Western Diet-Microbiome-Host Interaction and Its Role in Metabolic Disease. Nutrients. 2018 Mar 17;10(3):365.  ) powoduje spadek ilości bakterii jelitowych wytwarzających biotynę oraz obniżenie poziomu tej witaminy w osoczu. Ponadto stan zapalny jelit obserwowany u pacjentów otyłych paradoksalnie ogranicza jej wchłanianie, jeżeli pochodzi ona z pożywienia.

W efekcie w przypadku znacznej otyłości powstaje błędne koło: sygnały molekularne wysyłane przez dysbiotyczną mikrobiotę mogą przyczyniać się do zaostrzenia stanu zapalnego u gospodarza i do braku biotyny w tkankach.

Czy widać ścieżki terapeutyczne?

Jak przerwać to błędne koło? Chirurgia bariatryczna, która poprawia metabolizm i łagodzi stan zapalny, sprzyja bakteriom wytwarzającym biotynę. W efekcie poprawia poziom biotyny w organizmie gospodarza. Inną ścieżką jest suplementacja prebiotyków (błonnika) i biotyny. U myszy, których dieta była bogata w tłuszcze, te dwie ścieżki poprawiają zróżnicowanie mikrobioty jelitowej, pobudzają wytwarzanie biotyny i innych witamin z grupy B przez bakterie, a jednocześnie ograniczają przybieranie na wadze i pogarszanie poziomu cukru we krwi. Dwie ścieżki mogą zmienić błędne koło w samonapędzający się sukces.