The role of butyric acid in the human body - review
DOI:
https://doi.org/10.12775/QS.2024.22.54723Keywords
butyric acid, butyrate, inflammatory bowel disease, immunity, gut microbiota, short chain fatty acids, SCFA.Abstract
Wprowadzenie i cel: Kwas masłowy jest jednym z najważniejszych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA) wytwarzanych w ludzkim jelicie grubym. Celem tego artykułu jest podkreślenie jego funkcji i potencjalnych zastosowań w praktyce klinicznej. Analizując wyniki badań i publikacje naukowe, podejmiemy próbę wyjaśnienia znaczenia kwasu masłowego w funkcjonowaniu ludzkiego ciała.
Cel pracy: Celem niniejszej pracy było przedstawienie wyników badań naukowych dotyczących funkcji i zastosowania kwasu masłowego w medycynie.
Materiały i metody: Niniejszy przegląd opiera się na analizie materiałów pochodzących z bazy PubMed i różnych artykułów naukowych, wykorzystujących takie słowa kluczowe, jak „kwas masłowy”, „maślan”, „nieswoiste zapalenie jelit”, „odporność”, „mikrobiota jelitowa” i „krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe”.
Opis stanu wiedzy: Mikrobiota jelitowa jest przedmiotem badań naukowych od wielu lat, jednak znaczenie jej produktów metabolicznych, w tym kwasu masłowego, jest dopiero teraz w pełni zrozumiane. Obecny stan wiedzy daje nadzieję na stosowanie kwasu masłowego w takich schorzeniach jak choroby zapalne jelit, co potwierdzają liczne badania. Przeciwzapalne właściwości tego metabolitu bakterii jelitowych sugerują również potencjalne korzyści w chorobach neurodegeneracyjnych i sercowo-naczyniowych, co podkreślają cytowane tutaj prace naukowe, które potwierdzają takie zastosowania .
Wnioski : Kwas masłowy, jako produkt metaboliczny mikrobiomu jelitowego, ma potencjał, aby stać się znaczącym suplementem w różnych dziedzinach medycyny. Niniejszy przegląd, który bada jego działania i zastosowania, dostarcza wglądu w jego możliwe funkcje i daje nadzieję na przyszłe opcje terapeutyczne.
References
Hamer, H. M., Jonkers, D., Venema, K., Vanhoutvin, S., Troost, F. J., & Brummer, R. J. (2008). Review article: the role of butyrate on colonic function. Alimentary pharmacology & therapeutics, 27(2), 104–119.
https://doi.org/10.1111/j.1365-2036.2007.03562.x
Zhang, J., Li, M., & Liu, Y. (2017). The effects of butyrate on inflammatory bowel disease: A systematic review. Clinical Nutrition, 36(6), 1498-1507. https://doi.org/10.1016/j.clnu.2016.10.019
David, L. A., Maurice, C. F., & Carmody, R. N. (2014). Butyrate and the gut microbiota: Mechanisms of action in health and disease. Frontiers in Microbiology. https://doi.org/10.3389/fmicb.2014.00393
Morrison, D. J., & Preston, T. (2016). Formation of short chain fatty acids by the gut microbiota and their impact on human metabolism. Gut Microbes, 7(3), 189-200. https://doi.org/10.1080/19490976.2015.1134082
Richards, J. L., et al. (2016). Dietary metabolites and the gut microbiota: An alternative approach to control inflammatory and autoimmune diseases. Clinical & Translational Immunology, 5(5), e82. https://doi.org/10.1038/cti.2016.29
Louis, P., & Flint, H. J. (2017). Formation of propionate and butyrate by the human colonic microbiota. Environmental Microbiology, 19(1), 29-41. https://doi.org/10.1111/1462-2920.13589
Beam, A., Clinger, E., & Hao, L. (2021). Effect of Diet and Dietary Components on the Composition of the Gut Microbiota. Nutrients, 13(8), 2795. https://doi.org/10.3390/nu13082795
David, L. A., Maurice, C. F., & Carmody, R. N. (2014). Butyrate and the gut microbiota: Mechanisms of action in health and disease. Frontiers in Microbiology. https://doi.org/10.3389/fmicb.2014.00393
Bourassa, M. W., Alim, I., Bultman, S. J., & Ratan, R. R. (2016). Butyrate, neuroepigenetics and the gut microbiome: Can a high fiber diet improve brain health? Neuroscience Letters, 625, 56. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2016.02.009
Liu, H., Wang, J., He, T., Becker, S., Zhang, G., Li, D., & Ma, X. (2018). Butyrate: A Double-Edged Sword for Health?. Advances in nutrition (Bethesda, Md.), 9(1), 21–29. https://doi.org/10.1093/advances/nmx009
Hamer, H. M., Jonkers, D., Venema, K., Vanhoutvin, S., Troost, F. J., & Brummer, R. J. (2008). Review article: The role of butyrate on colonic function. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 27(2), 104-119. https://doi.org/10.1111/j.1365-2036.2007.03562.x
Canani, R. B., Costanzo, M. D., Leone, L., Pedata, M., Meli, R., & Calignano, A. (2011). Potential beneficial effects of butyrate in intestinal and extraintestinal diseases. World Journal of Gastroenterology, 17(12), 1519-1528. https://doi.org/10.3748/wjg.v17.i12.1519
Zielińska, A. (n.d.). Kwas Masłowy i Maślan-Znaczenie Biologiczne i Zastosowania Terapeutyczne [Butyric Acid and Butyrate-Biological Significance and Therapeutic Applications]. Chemii Organicznej Z, Fizycznej W, Farmaceutyczny W. Vol 33.
Aguilar, E. C., Leonel, A. J., Teixeira, L. G., et al. (2014). Butyrate impairs atherogenesis by reducing plaque inflammation and vulnerability and decreasing NFκB activation. Nutrition, Metabolism & Cardiovascular Diseases, 24(6), 606-613. https://doi.org/10.1016/j.numecd.2014.01.002
Yan, M., Li, X., Sun, C., Tan, J., Liu, Y., Li, M., Qi, Z., He, J., Wang, D., & Wu, L. (2022). Sodium Butyrate Attenuates AGEs-Induced Oxidative Stress and Inflammation by Inhibiting Autophagy and Affecting Cellular Metabolism in THP-1 Cells. Molecules (Basel, Switzerland), 27(24), 8715. https://doi.org/10.3390/molecules27248715
Ferrer-Picón, E., Dotti, I., Corraliza, A. M., et al. (2020). Intestinal inflammation modulates the epithelial response to butyrate in patients with inflammatory bowel disease. Inflammatory Bowel Diseases, 26(1), 43-55. https://doi.org/10.1093/ibd/izz119
Chen, L., Sun, M., Wu, W., et al. (2019). Microbiota metabolite butyrate differentially regulates Th1 and Th17 cells’ differentiation and function in induction of colitis. Inflammatory Bowel Diseases, 25(9), 1450-1461. https://doi.org/10.1093/ibd/izz046
Thangaraju, M., Cresci, G. A., Liu, K., et al. (2009). GPR109A is a G-protein-coupled receptor for the bacterial fermentation product butyrate and functions as a tumor suppressor in colon. Cancer Research, 69(7), 2826-2832. https://doi.org/10.1158/0008-5472.can-08-4466
Isobe, J., Maeda, S., Obata, Y., et al. (2020). Commensal-bacteria-derived butyrate promotes the T-cell-independent IgA response in the colon. International Immunology, 32(4), 243-258. https://doi.org/10.1093/intimm/dxz078
Recharla, N., Geesala, R., & Shi, X. Z. (2023). Gut microbial metabolite butyrate and its therapeutic role in inflammatory bowel disease: A literature review. Nutrients, 15(10). https://doi.org/10.3390/nu15102275
Hodgkinson, K., El Abbar, F., Dobranowski, P., et al. (2023). Butyrate’s role in human health and the current progress towards its clinical application to treat gastrointestinal disease. Clinical Nutrition, 42(2), 61-75. https://doi.org/10.1016/j.clnu.2022.10.024
Couto, M. R., Gonçalves, P., Magro, F., & Martel, F. (2020). Microbiota-derived butyrate regulates intestinal inflammation: Focus on inflammatory bowel disease. Pharmacological Research, 159, 104947. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2020.104947
Chakraborty, P., Ratan, R. R., & Thangaraju, M. (2024). Butyrate as a potential therapeutic agent for neurodegenerative disorders. Neurochemistry International, 176, 105745. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2024.105745
Tizabi, Y., Maeda, S., & Obata, Y. (2023). Butyrate protects and synergizes with nicotine against iron- and manganese-induced toxicities in cell culture: Implications for neurodegenerative diseases. Research Square. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-3389904/v1
Liu, J., Wang, F., Liu, S., Du, J., Hu, X., Xiong, J., Fang, R., Chen, W., & Sun, J. (2017). Sodium butyrate exerts protective effect against Parkinson's disease in mice via stimulation of glucagon like peptide-1. Journal of the neurological sciences, 381, 176–181. https://doi.org/10.1016/j.jns.2017.08.3235
Xu, Y., Wen, L., Tang, Y., Zhao, Z., Xu, M., Wang, T., & Chen, Z. (2024). Sodium butyrate activates the KATP channels to regulate the mechanism of Parkinson's disease microglia model inflammation. Immunity, inflammation and disease, 12(3), e1194. https://doi.org/10.1002/iid3.1194
Ratajczak, W., Rył, A., Mizerski, A., Walczakiewicz, K., Sipak, O., & Laszczyńska, M. (2019). Immunomodulatory potential of gut microbiome-derived short-chain fatty acids (SCFAs). Acta Biochimica Polonica, 66(1), 1-12. https://doi.org/10.18388/abp.2018_2648
Yang, Q., Ouyang, J., Sun, F., & Yang, J. (2020). Short-chain fatty acids: A soldier fighting against inflammation and protecting from tumorigenesis in people with diabetes. Frontiers in Immunology, 11, 590685. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.590685
Feitelson, M. A., Arzumanyan, A., Medhat, A., & Spector, I. (2023). Short-chain fatty acids in cancer pathogenesis. Cancer Metastasis Reviews, 42(3), 677-698. https://doi.org/10.1007/s10555-023-10117-y
Singh, N., Gurav, A., & Sethi, G. (2016). Butyrate: A novel approach to cancer treatment. World Journal of Clinical Oncology, 7(1), 1-9. https://doi.org/10.5306/wjco.v7.i1.1
Yang, Q., Ouyang, J., Sun, F., & Yang, J. (2020). Short-chain fatty acids: A soldier fighting against inflammation and protecting from tumorigenesis in people with diabetes. Frontiers in Immunology, 11, 590685. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.590685
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Julia Krawczuk vel Walczuk, Joanna Baran , Maciej Sobczyk, Małgorzata Słaboń, Małgorzata Pasztelan, Jarosław Pulikowski, Karolina Garbacz , Maria Maciąg , Aleksandra Muca , Aleksandra Marczak
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Stats
Number of views and downloads: 77
Number of citations: 0
