Antibiotice, diete bogate în grăsimi, bogate în zahăr și metabolizare a oxalatului microbian

Ar putea fi aceștia vinovații incidenței crescânde a pietrelor la rinichi?

De Aaron Miller, dr

diete

Cleveland Clinic este un centru medical academic non-profit. Publicitatea pe site-ul nostru ne ajută să ne susținem misiunea. Nu susținem politica privind produsele sau serviciile care nu fac parte din Cleveland Clinic

Asocierile dintre boala de piatră urinară (USD), oxalat și microbiom sunt bine cunoscute. Metabolismul oxalatului microbian în tractul gastro-intestinal implică o rețea microbiană diversă și funcțională, care include mai multe specii de bacterii care degradează oxalatul, împreună cu alte grupuri funcționale de bacterii care includ bacterii acetogene, bacterii metanogene, bacterii reducătoare de sulfat și altele.

Antibioticele și dieta: impact semnificativ

Având în vedere că dieta și utilizarea antibioticelor influențează puternic microbiomul, am căutat să determinăm modul în care antibioticele și dieta influențează metabolismul oxalatului microbian în microbiota intestinală.

Atât antibioticele, cât și o dietă bogată în grăsimi, cu conținut ridicat de zahăr (HFHS) au inhibat semnificativ și persistent metabolismul oxalatului microbian de către microbiota intestinală la un model de șoarece care a primit un transplant microbian fecal de la rozătorul sălbatic care consumă oxalat, Neotoma albigula.

Microbiota intestinală de la N. albigula prezintă capacități robuste de degradare a oxalatului rezultate dintr-o rețea diversă de bacterii, pe care am arătat-o ​​anterior că sunt transferabile către alte specii de rozătoare.

Pentru a determina modul în care antibioticele și o dietă HFHS afectează metabolismul oxalatului microbian, șoarecii Swiss-Webster (SWM) implantați cu comunitatea microbiană fecală de la N. albigula nu au primit ulterior tratament suplimentar, trei zile de antibiotice cefazolin și dieta HFHS timp de 12 zile, sau ambele antibiotice și o dietă HFHS. Urina și fecalele au fost colectate la fiecare trei zile pentru a urmări modificările oxalatului urinar și fecal și a microbiotei fecale.

Pentru a determina modul în care dieta HFHS și antibioticele au afectat în mod specific oxalatul microbian funcțional, am identificat mai întâi grupul de bacterii care au fost semnificativ diferite între animalele care au primit un transplant microbian fecal și niciun alt tratament (NALB). Le-am comparat cu SWM care au fost implantate cu propria lor microbiotă fecală.

Diferența în metabolismul oxalat în aceste două grupuri este în mod specific rezultatul diferențelor în microbiota intestinală. După identificarea grupului de bacterii, am urmărit în mod specific această rețea pe o perioadă de 12 zile, determinând rețeaua de co-apariție a acestor bacterii, o indicație a unei rețele microbiene coezive.

Ceea ce am constatat a fost că pierderea metabolismului oxalatului rezultată din antibiotice se datora în mod specific unei pierderi acute de bacterii. Cu toate acestea, în timp ce microbiota intestinală a revenit la valoarea inițială post-transplant, metabolismul oxalatului nu și-a revenit. În schimb, pierderea metabolismului oxalatului în grupul HFHS ar fi putut fi parțial din cauza unor pierderi de bacterii, dar a fost atribuită mai mult unei schimbări a compoziției generale a comunității și a fiziologiei asociate.

Fiecare punct de timp reprezintă valoarea medie zilnică pentru intervalul de trei zile. A) Excreția creatininei urinare; B) metabolismul total al oxalatului microbian (oxalatul consumat minus oxalatul excretat); și C) excreția de oxalat urinar (Urox). Scrisorile indică diferențe semnificative statistic fie după grupul de tratament (în legendă), fie după punctul de timp (axa X), determinat de o măsură repetată ANOVA și analiza post-hoc a Diferenței onest semnificative a lui Tukey.

Implicații pentru ființele umane

Rezultatele studiului nostru arată că atât antibioticele, cât și dieta HFHS au un impact semnificativ negativ asupra metabolismului oxalat. Oxalatul, prezent în 80% din pietrele la rinichi, contribuie semnificativ la formarea pietrelor și este adesea o țintă pentru terapie pentru prevenirea episoadelor recurente de USD.

Studiul nostru sugerează că un posibil factor al creșterii rapide a incidenței USD este schimbarea formei și funcției microbiotei intestinale asociată cu utilizarea antibioticelor și modificări ale tiparelor dietetice de către populația americană.

Lucrările viitoare se vor concentra pe restabilirea rețelelor microbiene funcționale asociate cu metabolismul oxalat, prin modificări ale dietei și stilului de viață, împreună cu dezvoltarea de noi probiotice.

Dr. Miller este om de știință al proiectului la Lerner Research Institute și Glickman Urologic & Kidney Institute. Lucrările sale sunt finanțate de Institutul Național de Sănătate și de comitetul programului de cercetare al Cleveland Clinic și Institutul de cercetare Lerner.