تخمر البكتيريا القولونية والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة
التخمر البكتيري القولوني هو التحلل اللاهوائي، بواسطة الميكروبات المقيمة الكثيفة في الأمعاء الغليظة، للكربوهيدرات الغذائية والنشا المقاوم الذي أفلت من الهضم والامتصاص في الأمعاء الدقيقة. المنتجات الرئيسية هي الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة: الأسيتات، والبروبيونات، والبيوتيرات، والتي تحمض التجويف، وتوفر الطاقة للخلايا القولونية والمضيف، وتعمل كجزيئات إشارية.
Definition
التخمر البكتيري القولوني هو الأيض اللاهوائي الميكروبي للكربوهيدرات غير المهضومة في الأمعاء الغليظة، مما ينتج عنه أحماض دهنية قصيرة السلسلة (الأسيتات، والبروبيونات، والبيوتيرات بشكل رئيسي) بالإضافة إلى الغازات.
Scope
يغطي هذا الموضوع الركائز والمجتمعات الميكروبية المشاركة في التخمر القولوني، وإنتاج ونسب الأحماض الدهنية الرئيسية قصيرة السلسلة التقريبية، وامتصاصها ومصائرها الأيضية، ودور البيوتيرات كمصدر وقود أساسي للخلايا القولونية. وهي مادة مرجعية حول الفسيولوجيا الطبيعية.
Core questions
- ما هي الركائز الغذائية التي تصل إلى القولون وتُخمّر هناك؟
- ما هي الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة التي تُنتج، وبأي نسب تقريبية؟
- كيف تُمتص الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة وتُستقلب بواسطة المضيف؟
- لماذا يُعد البيوتيرات مهمًا بشكل خاص للظهارة القولونية؟
Key concepts
- النشا المقاوم والسكريات المتعددة غير النشوية كركائز
- التخمر السكري اللاهوائي
- الأسيتات، البروبيونات، والبيوتيرات
- نسبة مولية تقريبية 60:20:20 للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة الرئيسية
- البيوتيرات كمصدر طاقة مفضل للخلايا القولونية
- تحمض التجويف بواسطة الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة
- مستقبلات الأحماض الدهنية الحرة (FFAR2/FFAR3) كحساسات للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة
- الأيض الكبدي والطرفي للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة الممتصة
Mechanisms
الكربوهيدرات الغذائية التي لا تُهضم في الأمعاء الدقيقة - النشا المقاوم، والسكريات المتعددة غير النشوية، وبعض السكريات قليلة التعدد - تصل إلى القولون، حيث تقوم الميكروبات اللاهوائية بتخميرها. المنتجات النهائية السائدة هي الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة الأسيتات، والبروبيونات، والبيوتيرات، والتي توجد عادة بنسبة مولية تقريبية 60:20:20، بالإضافة إلى غازات الهيدروجين، وثاني أكسيد الكربون، وفي بعض الأفراد الميثان. تكون التركيزات أعلى في القولون القريب، حيث تكون الركيزة الأكثر وفرة، وتنخفض بعيدًا مع استهلاك الركيزة. تُمتص الأحماض إلى حد كبير عبر الظهارة القولونية؛ ويُمتص البيوتيرات بشكل تفضيلي ويُؤكسد بواسطة الخلايا القولونية كمصدر طاقة رئيسي لها، بينما تمر الأسيتات والبروبيونات إلى الدم البابي، حيث يُزال البروبيونات إلى حد كبير بواسطة الكبد وتصل الأسيتات إلى الدورة الدموية الطرفية (Cummings et al., 1987; Bergman, 1990). بالإضافة إلى مساهمتها السعرية، تخفض الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة درجة حموضة التجويف وتعمل كجزيئات إشارية من خلال مستقبلات الأحماض الدهنية الحرة ومسارات أخرى (den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016).
Clinical relevance
يربط التخمر وإنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة بين تناول الألياف الغذائية، والميكروبات المعوية، وإمداد الطاقة للظهارة القولونية، وتشكل الخلفية الفسيولوجية للاهتمام بالألياف والميكروبيوم. يصف هذا المدخل الفسيولوجيا الطبيعية وليس أساسًا لوصفة غذائية فردية أو علاج.
Evidence & guidelines
تستمد الكميات والمصائر الأيضية الملخصة هنا من قياسات بشرية للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة في محتويات القولون والدم البابي (Cummings et al., 1987) ومن المراجعات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية (Bergman, 1990; den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016)؛ لا يُستشهد بأي إرشادات للممارسة السريرية لهذا الموضوع المتعلق بالفسيولوجيا الطبيعية.
History
تأكد الاعتراف بأن القولون البشري هو عضو تخميري ينتج أحماضًا دهنية قصيرة السلسلة من خلال قياسات Cummings وزملاؤه عام 1987 عبر محتويات القولون البشري والدم البابي والكبدي والوريدي، بناءً على العمل المقارن حول طاقة الأحماض الدهنية المتطايرة (Bergman, 1990). وقد دمجت المراجعات اللاحقة هذه النتائج مع الميكروبات المعوية وإشارات المضيف (den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016).
Key figures
- John H. Cummings
- George T. Macfarlane
- E. N. Bergman
- Fredrik Bäckhed
Related topics
Seminal works
- cummings-1987
- bergman-1990
- koh-2016
Frequently asked questions
- ما هي الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة ومن أين تأتي؟
- هي أحماض عضوية صغيرة - بشكل رئيسي الأسيتات، والبروبيونات، والبيوتيرات - تُنتج عندما تخمّر البكتيريا القولونية الكربوهيدرات الغذائية والنشا المقاوم الذي لم يُمتص في الأمعاء الدقيقة.
- لماذا يُعتبر البيوتيرات مهمًا للقولون؟
- البيوتيرات هو مصدر الطاقة المفضل للخلايا القولونية، وهي الخلايا المبطنة للقولون، والتي تمتصه وتؤكسده تفضيلاً على الجلوكوز؛ وهو أحد المنتجات الرئيسية للتخمر البكتيري.