Suni, Veera: Effect of Exercise on Gut Microbiome in Non-Alcoholic Fatty Liver Disease Thesis, 49 pages. In this thesis the aim was to review the effect of exercise on the gut microbiome in non-alcoholic fatty liver disease. Non-alcoholic fatty liver disease is closely related to other metabolic diseases, such as obesity and type II diabetes.
The last two years have provided new insights into the role of the gut microbiome in the development and pathogenesis of these diseases. Current research methods have limited the study of the gut microbiome primarily to the level of phyla. In many different studies, the diversity of the gut microbiome was found to increase in response to exercise.
The understanding of risk factors, pathogenesis and prognosis of the non-alcoholic fatty liver disease is already well established. Exercise-induced changes on the gut microbiome appear to be a mediator of the beneficial effects on the liver.
Muut riskitekijät
Sen on myös havaittu suojaavan potilaita, joilla on geneettinen taipumus kehittää NAFLD PNPLA3:n kautta.
Ei-alkoholiperäisen rasvamaksataudin diagnostiikka
Diagnostiset kriteerit
10 on epätyypillinen tai epäillään perinnöllistä maksasairautta, muut harvinaiset maksan kertymät ja immunologiset sairaudet, kuten hemokromatoosi, alfa-1-antitrypsiinin puutos, Wilsonin tauti ja autoimmuunihepatiitti eivät myöskään kuulu. Transienttia elastografiaa (TE) käytetään pääasiassa edenneen fibroosin vahvistamiseen, mikä mittaa maksan jäykkyyttä värähtelevän ultraääniaallon avulla.
Riskipotilaiden tunnistaminen
Ei-alkoholiperäisen rasvamaksataudin patogeneesi
Ei-alkoholiperäinen rasvamaksa
Ei-alkoholiperäinen steatohepatiitti
Suoliston mikrobisto ja ei-alkoholiperäinen rasvamaksatauti
Yleistä
LPS:t aktivoivat synnynnäistä immuniteettia stimuloimalla maksun kaltaisia reseptoreita (TLR), mikä aiheuttaa tulehdusvälittäjien, kuten leptiinin ja interleukiini-6:n (IL-6), erittymistä ja akuutin vaiheen vasteen alkamista. Yhdessä tutkimuksessa Escherichia colista peräisin olevia lipopolysakkarideja tutkittiin biopsialla todetuilla NAFL- ja NASH-potilailla ja hiirillä, joilla oli NASH. Makrofagit, jotka ekspressoivat yhtä maksun kaltaista reseptoria, TLR4, olivat yleisempiä NASH-potilailla kuin NAFL-potilailla tai terveillä kontrolleilla.
Suoliston mikrobiston koostumus
Joillakin NAFLD-potilailla on ohutsuolen bakteerien liikakasvu, ja sen on havaittu esiintyvän myös ihmisillä, jotka ovat ylipainoisia ja joilla on tyypin 2 diabetes ja metabolinen oireyhtymä. Eri tutkimuksissa on saatu osittain ristiriitaista näyttöä esimerkiksi muutoksista Firmicutes- ja Bacteroidetes-lajeissa NAFLD-potilailla, kuten alla olevasta taulukosta (taulukko 2) näkyy. Lihavilla lapsilla, joilla ei ollut NAFLD-diagnoosia, Firmicutes-määrät olivat alhaisemmat, ja terveillä kontrolleilla oli alhaisin määrä.
Lapsipotilailla NASH-potilailla Bacteroidetes oli pienempi kuin NAFL-potilailla ja selvästi pienempi kuin lihavilla lapsilla, joilla ei ollut NAFLD-diagnoosia.
Suolistomikrobien tuottama etanoli
Liikunnan yhteys suoliston mikrobistoon
Havaitut muutokset suoliston mikrobistossa
Tutkijat totesivat, että aktiivisilla oli enemmän Faecalibacterium prausnitzii-, Roseburia hominis- ja Akkermansia muciniphila -lajeja kuin kontrolleilla. Faecalibacterium prausnitzii ja Roseburia hominis tuottavat butyraattia ja Akkermansia muciniphia yhdistettiin alhaisempaan painoindeksiin ja alhaisempaan aineenvaihduntasairauksien esiintyvyyteen. Tutkimuksessa havaittiin yhteys paremman kestävyyden ja suoliston mikrobiomin monimuotoisuuden ja butyraattia tuottavien bakteerien määrän välillä.
Koehenkilöt osallistuivat kuuden viikon harjoitusinterventioon, joka koostui asteittain lisääntyvästä kohtalaisesta voimakkaaseen aerobiseen harjoitteluun 30-60 minuuttia kerrallaan, kolme kertaa viikossa. Faecalibacteriumin määrä lisääntyi laihoilla ja väheni lihavilla henkilöillä, kun taas Bacteroidetes-lajit lisääntyivät lihavilla ja vähenivät laihoilla henkilöillä. Muutokset tapahtuivat päinvastaiseen suuntaan viimeisen kuuden viikon aikana, kun koehenkilöt palasivat ei-aktiiviseen elämään.
Harjoittelu koostui vuorottelevasta aerobisesta harjoittelusta ja lihaskuntoilusta kohtalaisella intensiteetillä, joka lisääntyi asteittain kolme kertaa viikossa. Tutkimus osoitti, että bakteerien monimuotoisuus lisääntyi liikunnan ja harjoittelun + heraproteiiniryhmissä enemmän kuin pelkkä heraproteiini -ryhmässä. Suomalaisessa pitkittäistutkimuksessa tutkittiin aiemmin työkyvyttömiä, ylipainoisia naisia, joille tehtiin kuuden viikon matala- tai keskitehoinen harjoitus pyöräergometrialla kolme kertaa viikossa.
Paremmassa tilassa olevilla oli enemmän butyraattia tuottavia bakteereja ja ulosteen butyraattipitoisuus noussut kuin huonommassa kunnossa olevilla.
Mekanismit
Yhdessä katsausartikkelissa esitettiin, että harjoituksen aiheuttamat muutokset systeemisessä immuunivasteessa heijastavat suoliston immuunivastetta ja samalla määrittävät suoliston mikrobiotan toiminnan ja kirjon (90). Samassa artikkelissa esiteltiin myös liikunnan aiheuttamat muutokset suoliston verenkierrossa mahdollisena tekijänä suoliston mikrobiotan muutoksissa. Suoliston mikrobiomin roolia HPA-akselin toiminnassa ei vielä täysin ymmärretä, mutta aihe on aktiivisen tutkimuksen kohteena (93).
Ei-alkoholiperäisen rasvamaksataudin hoito
- Yleistä
- Ruokavalio
- Liikunta
- Lääkehoito
Koska eläinmalleihin perustuen muutokset suoliston mikrobiotassa ovat palautuvia, terveellisen ruokavalion NAFLD:n kannalta hyödyllisten vaikutusten voidaan ajatella välittyvän osittain myös suoliston mikrobiotan kautta. Ei tiedetä, millainen liikunta olisi paras NAFLD-potilaille, mutta elämäntapamuutosten vuoksi kaikenlaista liikuntaa ja päivittäistä toimintaa suositellaan. Kaikenlaista liikuntaa voidaan siis suositella yksinään ilman painonpudotusta insuliiniherkkyyden ja maksan rasvapitoisuuden vuoksi, mutta samanaikainen painonpudotus lisää liikunnan suotuisia vaikutuksia maksaan.
Reaktiivisten happiradikaalien aiheuttama oksidatiivinen stressi ja tulehdus todennäköisesti osallistuvat NAFLD:n patogeneesiin, ja liikunnan uskotaan vähentävän happiradikaalien tuotantoa ja siten oksidatiivista stressiä. 101) Yhdessä tutkimuksessa mitattiin PPAR-gamma-tasoja lihavilla rotilla, joita ruokittiin samanaikaisesti runsaasti energiaa sisältävällä ruokavaliolla ja joita harjoitettiin 12 viikon ajan. Harjoittelevilla hiirillä rasva-aineenvaihdunnan häiriöt ja insuliiniresistenssi paranivat merkittävästi verrattuna hiiriin, jotka saivat vain runsaasti energiaa sisältävää ruokaa. Tulosten perusteella näyttää siltä, että osa liikunnan hyödyllisistä vaikutuksista maksaan välittyy lisääntyneen PPAR-gamma-ilmentymisen ja lisääntyneen rasvahappojen beetahapetuksen kautta. 102) Harjoituksen aiheuttamat muutokset suoliston mikrobiotassa näyttävät olevan yksi maksan rasvanvastaisten vaikutusten välittäjistä.
Diabeteksen hoidossa käytettävillä diabeteslääkkeillä on havaittu olevan myönteisiä vaikutuksia maksan histologiaan joillakin potilailla. Insuliinia herkistävän pioglitatsonin (103) ja antioksidantin E-vitamiinin (d-alfa-tokoferoli) on myös havaittu alentavan maksaentsyymipitoisuuksia potilailla, joilla on NASH. Vaikutukset ovat ilmeisiä myös ei-diabeetikoilla. 104) Niiden turvallisuudesta ja tehokkuudesta on edelleen vähän näyttöä, joten niiden käyttö ei ole rutiinia.
Semaglutidin, GLP1-analogin, on osoitettu lievittävän merkittävästi steatohepatiittia NASH-potilailla, vaikkakaan tilastollisesti merkitsevää vaikutusta fibroosin asteeseen ei havaittu (105). 32 GLP1-analogeihin ja SGLT2-estäjiin liittyvien tutkimusten ohella on myös monia muita NAFLD:n lääkehoitoon keskittyviä tutkimuksia. Joillekin sairaalloisesti liikalihaville (BMI yli 40 kg/m2) tai potilaille, joilla on korkean BMI:n (Suomessa BMI 30–35 kg/m2) lisäksi vakava liitännäissairaus (esim. tyypin 2 diabetes), bariatrinen leikkaus on hyvä. vaihtoehto (106).
Sitä voidaan käyttää elämäntapamuutosten yhteydessä potilailla, joiden BMI on yli 30 kg/m2 ja joiden painonpudotus ei ole onnistunut pelkällä elämäntapamuutoksilla. NAFLD:n ja muuttuneen suoliston mikrobiston välisen yhteyden vuoksi mikrobiotan modifikaatio voi olla mahdollinen kohde NAFLD:n hoidossa. Vegaaniruokavaliota noudattavien laihojen yksilöiden allogeenisten ulosteiden siirtojen on osoitettu lievittävän steatohepatiittia ja muuttavan suoliston mikrobiotan koostumusta NAFLD-potilailla. 108).
Ei-alkoholiperäisen rasvamaksataudin ennuste
Pohdinta
Harjoittelun suorien vaikutusten tutkiminen suoliston mikrobiotaan on haastavaa, koska urheilijoiden ja liikuntaa harrastavien elämäntavat poikkeavat usein kontrolliväestöstä muilla tavoin. Edellä käsiteltyjen tutkimusten perusteella liikunnalla näyttää edelleen olevan riippumattomia vaikutusmekanismeja suoliston mikrobiotaan riippumatta ruokavaliosta tai muista tekijöistä. Liikunta näyttää kuitenkin lisäävän suoliston mikrobiotan monimuotoisuutta, mikä näyttää liittyvän metabolisen oireyhtymän vähäisempään esiintyvyyteen (66).
Esimerkiksi sekvensoimalla saatuja tutkimustuloksia voidaan analysoida monella tapaa, eikä vielä tiedetä, mikä analyysimenetelmä on paras. Vaikka suoliston mikrobiotan tutkimusmenetelmissä ja tutkimustulosten tulkinnassa on haasteita, tulokset voivat olla tärkeitä uusien hoitomenetelmien kehittämisessä. Liikunnalla on jo todettu olevan rasvamaksaa estäviä vaikutuksia, ja nämä mekanismit ovat riippumattomia painon muutoksista.
Liikunnalla on myös positiivinen vaikutus suoliston mikrobiotaan, mikä osaltaan välittäisi liikunnan hyötyjä NAFLD-potilailla.
Lähteet
Harte AL, da Silva NF, Creely SJ, McGee KC, Billyard T, Youssef-Elabd EM, et al.
