Польза масляной кислоты
Масляная кислота – основной источник энергии для ворсинок кишечника[1]. Она поддерживает гомеостаз в желудочно-кишечном тракте, оказывает на него сильный онкопротекторный эффект и имеет антивоспалительное действие.
Масляная кислота самостоятельно синтезируется в организме при расщеплении клетчатки кишечной микрофлорой в процессе маслянокислого брожения[2], недостаток клетчатки в пище приводит к недостаточной выработке этого важного соединения, а это в свою очередь приводит к увеличению риска возникновения заболеваний кишечника. Особенно сильно это может проявляться у животных, которые употребляют корма категории «Grain free», или другие корма с пониженным содержанием клетчатки, в этом случае масляной кислоте не из чего вырабатываться в кишечнике. Во всей линейке кормов Landor для собак содержится источник масляной кислоты в форме бутирата натрия: в кормах категории «Grain free» он просто необходим, а во всех прочих кормах дополнительный источник масляной кислоты бутират улучшает здоровье кишечника. В этой статье мы рассмотрим функции масляной кислоты в организме животных и эффекты от её дополнительного потребления.
По химическому составу это короткоцепочечная жирная кислота, соли которой носят название бутиратов.
Масляная кислота положительно влияет как на энтероциты, выстилающие поверхность ворсинок в тонком отделе кишечника, так и на колоноциты в толстом отделе кишечника.
Колоноциты – клетки покровного эпителия толстого кишечника, ответственные за всасывание воды, электролитов и продуктов, образуемых микрофлорой, без них невозможна нормальная работа желудочно-кишечного тракта. Колоноциты обеспечивают себя энергией особым, отличным от большинства клеток способом. Большинство клеток организма вырабатывает энергию для своих нужд из глюкозы, а колоноциты используют в качестве основного источника энергии масляную кислоту[3], при её недостаточной выработке микрофлорой, клетки эпителия переходят к аутофагии, то есть поеданию самих себя, что приводит к сильному угнетению всех функций толстого кишечника и диарее.
Помимо энергетической функции, масляная кислота оказывает положительное влияние на воспалительные процессы в кишечнике собак и кошек[4]. Это влияние вызвано комплексным действием на все клетки слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта:
- Снижает уровень секреции провоспалительного медиатора ИЛ-12 и повышает уровень противовоспалительного цитокина ИЛ-10[5];
- Ингибирует активацию транскрипционного фактора NF-kappaB в макрофагах кишечника, этот фактор относится к группе протоонкогенов, то есть при нарушении его регуляции или увеличении выработки, он стимулирует образование раковых клеток[6].
- Стимулирует барьерную функцию эпителия, то есть препятствует проникновению токсинов и патогенов в кровь и лимфу путем увеличения синтеза муцина[7];
- Уменьшает воспаление путем подавления адгезии лейкоцитов к эндотелию[8];
- Снижает выработку Toll-подобного рецептора 4[9], являющегося важным фактором врожденного иммунитета, но при его избыточной секреции у взрослых животных появляются воспалительные заболевания кишечника.
Многие онкологические и воспалительные заболевания кишечника связывают с нарушениями обмена и выработки масляной кислоты. И во множестве исследований подтвердилось, что введение дополнительной масляной кислоты в корм животным, препятствование её окислению или повышению её выработки микрофлорой, является очень эффективным в лечении заболеваний кишечника. Бутираты эффективно борются с инфекционным и язвенным колитом, с синдромом раздраженного кишечника, подавляют развитие онкологий желудка, тонкого и толстого кишечника. Из-за стимуляции развития и энергетического обеспечения колоноцитов, масляная кислота улучшает абсорбцию воды и электролитов в толстом кишечнике, и повышение её концентрации препятствует возникновению диареи. Этот эффект особенно хорошо выражен во время приема антибиотиков, от которых часто развивается дисбактериоз и диарея. Также масляная кислота улучшает всасывание питательных веществ в тонком кишечнике, а чем больше питательных веществ усвоено организмом, тем меньше субстрата для патогенной микрофлоры в толстом кишечнике (неусвоенный корм – пища микроорганизмов), это также препятствует возникновению заболеваний кишечника.
Масляная кислота участвует в регуляции моторики толстого кишечника, употребление бутиратов или повышенная выработка масляной кислоты микрофлорой борется с запорами как у человека, так и у животных[10].
На опухолевые клетки масляная кислота оказывает сильное угнетающее действие: тормозит рост и размножение опухолевых клеток, вызывает апоптоз (естественную смерть клеток, которая часто отсутствует у раковых клеток), способствует клеточной дифференциации и тормозит рост недифференцированных клеток, которые и составляют основную часть опухоли.
В клетках, в которых начинается преобразование в опухоль, нарушается кислородный дыхательный цикл и возникает бескислородный, то есть они теряют способность к кислородному окислению, и в этом случае проапоптотическим сигналом для клетки является масляная кислота[11]. И её повышенное содержание препятствует появлению злокачественных опухолей.
В наших кормах используется защищенный уникальным способом бутират натрия – Бутирекс С4, который не разрушается в желудке, а высвобождается в кишечнике, действуя на всей его протяженности. На всей протяженности кишечника бутират натрия разрушается и из него образуется масляная кислота, которая всасывается клетками кишечного эпителия – энтероцитами, и колоноцитами в которых она окисляется с образованием АТФ («топливо клетки»). Окисление приводит к образованию кетонов и углекислого газа, который выделяясь из клеток в кишечник, уменьшает его pH. В подкисленном углекислым газом кишечнике угнетается развитие условно-патогенной микрофлоры. Часть бутирата не успевает усвоиться в тонком кишечнике и попадает в толстый кишечник. В нижней части пищеварительного тракта масляная кислота ингибирует гены микроорганизмов, ответственные за прикрепление к стенкам кишечника и проникновение в эпителиальные клетки и обеспечивает до 70% потребности в энергии Колоноцитов.
[1] Rowe, W.A. et al.: Colonic Short-Chain Fatty Acids: Fuel From the Lumen? — Gastroenterology 103 (1), 1992г. Стр. 336-338.
[2] Barton, L.: Structural and functional relationships in prokaryotes — Springer, 2005г. Стр.548-550.
[3] Guilford, W. G. et al: New ideas for the dietary management of gastrointestinaldisease. — J. Small Anim. Pract. 35, 1994. Стр. 620–624. ; Reinhart, G. A. et al: Fibre nutrition and intestinal function critical for recovery. — DVM. 24 1993г. Стр. 13–14.
[4] Simpson, J.W. et al: Diet and large intestinal disease in dogs and cats. — Journal of Nutrition 128 (12), 1998г. Стр. 2717-2722.
[5] Säemann, M.D. et al: Anti-inflammatory effects of sodium butyrate on human monocytes: potent inhibition of IL-12 and up-regulation of IL-10 production. — The FASEB Journal 14 (15), 2000г. Стр. 2380 – 2382.
[6] Inan, M.S. et al: The luminal short-chain fatty acid butyrate modulates NF-kappaB activity in a human colonic epithelial cell line. — Gastroenterology 118 (4), 2000г. Стр. 724-734.
[7] Willemsen, L.E.M. et al: Short chain fatty acids stimulate epithelial mucin 2 expression through differential effects on prostaglandin E1 and E2 production by intestinal myofibroblasts — Gut 52 (10), 2003г. Стр. 1442-1447.
[8] Zapolska-Downar, D. Et al: Butyrate inhibits cytokine-induced VCAM-1 and ICAM-1 expression in cultured endothelial cells: the role of NF-kappaB and PPARalpha. — The Journal of Nutritional Biochemistry 15 (4), 2004г. Стр.220-228.
[9] Padmaja, S. et al: Butyric acid inhibits a Toll-like receptor 2 agonist-mediated increase of Toll-like receptor 3-induced chemokine production by HT-29 intestinal epithelial cells — The Journal of Immunology 194, 2015г.
[10] Pituch, A. et al: Butyric acid in functional constipation — Przeglad Gastroenterologiczny 8 (5), 2013г. Стр.295-298.
[11] Bernhard D. et al: Apoptosis induced by the histone deacetylase inhibitor sodium butyrate in human leukemic lymphoblasts. — The FASEB Journal 13 (14), 1999г. Стр. 1991 – 2001.