Maślan – jak bakterie jelitowe produkują paliwo dla naszych jelit i kiedy warto sięgnąć po maślan sodu?

dr hab. Ewa Kłodzińska

Kiedy jemy błonnik, nie odżywiamy wyłącznie siebie. Część jego frakcji trafia do jelita grubego praktycznie niestrawiona i staje się pożywieniem dla zamieszkujących je mikroorganizmów.
I właśnie tutaj zaczyna się jeden z najciekawszych przykładów współpracy pomiędzy człowiekiem a jego mikrobiotą.
Bakterie jelitowe fermentują niestrawione składniki pokarmowe i wytwarzają między innymi krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe – SCFA (short-chain fatty acids). Do najważniejszych należą octan, propionian i maślan (kwas masłowy).
Co ciekawe, substancja wytwarzana przez bakterie staje się następnie ważnym źródłem energii dla komórek naszego własnego jelita.
To jeden z powodów, dla których dieta, mikrobiota i stan bariery jelitowej są ze sobą tak silnie powiązane.

Jak naturalnie powstaje maślan?

Organizm człowieka nie produkuje większości maślanu samodzielnie. W jelicie grubym powstaje on przede wszystkim dzięki aktywności mikroorganizmów jelitowych.
Proces można przedstawić bardzo prosto:

błonnik i skrobia oporna → bakterie jelitowe → fermentacja → SCFA → maślan → kolonocyty

Do jelita grubego docierają składniki, których wcześniej nie rozłożyły nasze enzymy trawienne. Są to między innymi niektóre frakcje błonnika, oligosacharydy oraz skrobia oporna.
Dla bakterii jelitowych stanowią one substrat energetyczny.
W wyniku fermentacji powstają SCFA, wśród których szczególne znaczenie dla nabłonka jelita grubego ma właśnie maślan.
Do bakterii związanych z jego produkcją należą m.in. przedstawiciele rodzajów Faecalibacterium, Roseburia czy Eubacterium.
Dlatego mówiąc o maślanie, tak naprawdę mówimy również o odpowiednim odżywieniu mikrobioty.

Maślan – paliwo dla komórek jelita

Komórki nabłonka jelita grubego – kolonocyty – wykorzystują maślan jako jedno z głównych źródeł energii.
Po przedostaniu się do komórki maślan może zostać przekształcony do acetylo-CoA, wejść do cyklu kwasu cytrynowego i uczestniczyć w mitochondrialnej produkcji ATP.
To bardzo ważna zależność.
Mikroorganizmy otrzymują od nas pożywienie w postaci fermentujących składników diety, a w zamian wytwarzają metabolit wykorzystywany przez nasze komórki.

Można więc powiedzieć, że istnieje swoista oś: dieta → mikrobiota → maślan → mitochondria kolonocytów → energia.

Maślan i bariera jelitowa

Jelito nie jest jedynie „rurą”, przez którą przechodzi pokarm.
Nabłonek jelitowy stanowi niezwykle aktywną biologicznie granicę pomiędzy środowiskiem zewnętrznym a wnętrzem organizmu.
Komórki nabłonka połączone są strukturami określanymi jako tight junctions – połączenia ścisłe.
Ich prawidłowe funkcjonowanie pomaga kontrolować, jakie substancje mogą przedostawać się przez barierę jelitową.
Maślan uczestniczy w regulacji funkcjonowania nabłonka oraz ekspresji białek związanych z połączeniami ścisłymi. Jednocześnie dostarcza kolonocytom energii niezbędnej do ich prawidłowego funkcjonowania.
Dlatego odpowiednia produkcja SCFA przez mikrobiotę jest jednym z elementów utrzymania prawidłowej bariery jelitowej.

Maślan to nie tylko energia

Przez wiele lat patrzono na maślan przede wszystkim jako na źródło energii dla kolonocytów.
Dziś wiemy, że jego działanie jest znacznie bardziej złożone.
Maślan jest również cząsteczką sygnałową.
Może oddziaływać na receptory związane z metabolizmem SCFA, a także wpływać na aktywność enzymów określanych jako deacetylazy histonowe – HDAC.
To niezwykle interesujący mechanizm, ponieważ oznacza, że metabolit powstający dzięki bakteriom jelitowym może wpływać na regulację ekspresji genów naszych komórek.
Maślan uczestniczy również w regulacji odpowiedzi immunologicznej, między innymi poprzez wpływ na funkcjonowanie limfocytów regulatorowych Treg.
Mikrobiota nie jest więc biernym mieszkańcem przewodu pokarmowego. Poprzez swoje metabolity może komunikować się z naszym organizmem.

Co się dzieje, kiedy produkujemy za mało maślanu?

Produkcja maślanu zależy przede wszystkim od dwóch rzeczy: jakie bakterie znajdują się w jelicie oraz czym je karmimy.
Jeżeli dieta jest uboga w fermentujące frakcje błonnika i skrobię oporną, bakterie mają mniej substratu do produkcji SCFA.
Znaczenie może mieć również zmniejszona różnorodność mikrobioty czy spadek liczebności bakterii produkujących maślan.
Dlatego rozwiązaniem nie powinno być wyłącznie „dostarczanie gotowego maślanu”.
W pierwszej kolejności warto zastanowić się, dlaczego własna mikrobiota produkuje go niewystarczająco.

Jak wspierać naturalną produkcję maślanu?

Jednym z najważniejszych sposobów jest dostarczenie mikrobiocie odpowiedniego substratu.
Znaczenie mają przede wszystkim: różnorodne źródła błonnika, warzywa, rośliny strączkowe, pełnoziarniste produkty zbożowe, skrobia oporna oraz odpowiednio dobrane produkty prebiotyczne.
Ciekawym źródłem skrobi opornej mogą być również ugotowane, a następnie schłodzone ziemniaki, ryż czy niektóre produkty zbożowe.
Nie chodzi jednak o jeden konkretny produkt. Dla mikrobioty szczególnie ważna jest różnorodność diety.

A kiedy maślan sodu?

I tutaj dochodzimy do suplementacji.
Kwas masłowy w czystej postaci ma bardzo intensywny, charakterystyczny zapach i nie jest wygodną formą suplementacji.
Dlatego w preparatach wykorzystuje się często maślan sodu – sól sodową kwasu masłowego.
Po uwolnieniu może stanowić źródło maślanu dostępnego dla przewodu pokarmowego.
Ma to szczególne znaczenie wtedy, kiedy chcemy dostarczyć maślan niezależnie od tego, ile w danym momencie jest go w stanie wyprodukować mikrobiota.

Dlaczego forma preparatu ma znaczenie?

To bardzo ważny element suplementacji maślanem.
Nie chodzi wyłącznie o to, ile miligramów maślanu sodu znajduje się w kapsułce.
Istotne jest również: gdzie preparat uwalnia substancję, jak szybko dochodzi do jej uwolnienia oraz jaka ilość dociera do dalszych odcinków przewodu pokarmowego.
Maślan może być stosunkowo szybko wchłaniany, dlatego opracowuje się formulacje mające wpływać na miejsce i tempo jego uwalniania.
Z tego powodu dwa preparaty zawierające deklarowaną podobną ilość maślanu sodu nie muszą zachowywać się identycznie w przewodzie pokarmowym.

Maślan sodu Carska – wsparcie, ale nie zamiennik mikrobioty

Jednym z preparatów, które można wykorzystać jako element wspierania przewodu pokarmowego, jest maślan sodu Carska.
Warto jednak spojrzeć na jego stosowanie w szerszym kontekście.
Podanie gotowego maślanu i pobudzanie jego naturalnej produkcji przez mikrobiotę to dwa różne mechanizmy.
Preparat z maślanem sodu dostarcza gotowego związku. Odpowiednio dobrana dieta, błonnik i prebiotyki dostarczają natomiast bakteriom substratu, z którego mogą wytworzyć maślan samodzielnie.
Dlatego suplementacji nie należy traktować jako zamiennika prawidłowego odżywienia mikrobioty.
Najbardziej logiczne podejście obejmuje równoczesne zwrócenie uwagi na dietę, podaż błonnika, mikrobiotę oraz stan przewodu pokarmowego, a dopiero następnie odpowiednio dobraną suplementację.

Dlaczego maślan jest tak fascynującą cząsteczką?

Ponieważ doskonale pokazuje, że człowieka i jego mikrobioty nie można traktować jako dwóch niezależnych światów.
Jemy błonnik. Bakterie wykorzystują go jako substrat. Powstaje maślan. Kolonocyty wykorzystują go jako paliwo.
Jednocześnie maślan wpływa na barierę jelitową, układ odpornościowy oraz sygnalizację komórkową.
To, czym karmimy mikrobiotę, może więc wpływać na sposób funkcjonowania naszych własnych komórek.
I właśnie dlatego dbanie o jelita nie powinno zaczynać się od przypadkowej suplementacji. Powinno zaczynać się od zrozumienia biologii.

Literatura naukowa

1. Parada Venegas D, De la Fuente MK, Landskron G, et al. Short Chain Fatty Acids (SCFAs)-Mediated Gut Epithelial and Immune Regulation and Its Relevance for Inflammatory Bowel Diseases. Front Immunol. 2019;10:277. DOI: 10.3389/fimmu.2019.00277. PubMed / publikacja

2. Blaak EE, Canfora EE, Theis S, et al. Short chain fatty acids in human gut and metabolic health. Benef Microbes. 2020;11(5):411-455. DOI: 10.3920/BM2020.0057. PubMed / publikacja

3. Liu H, Wang J, He T, et al. Butyrate: A Double-Edged Sword for Health? Adv Nutr. 2018;9(1):21-29. DOI: 10.1093/advances/nmx009. PubMed / publikacja

4. Koh A, De Vadder F, Kovatcheva-Datchary P, Bäckhed F. From Dietary Fiber to Host Physiology: Short-Chain Fatty Acids as Key Bacterial Metabolites. Cell. 2016;165(6):1332-1345. DOI: 10.1016/j.cell.2016.05.041. PubMed / publikacja

5. Rivière A, Selak M, Lantin D, Leroy F, De Vuyst L. Bifidobacteria and Butyrate-Producing Colon Bacteria: Importance and Strategies for Their Stimulation in the Human Gut. Front Microbiol. 2016;7:979. DOI: 10.3389/fmicb.2016.00979. PubMed / publikacja

6. Stilling RM, van de Wouw M, Clarke G, Stanton C, Dinan TG, Cryan JF. The neuropharmacology of butyrate: The bread and butter of the microbiota-gut-brain axis? Neurochem Int. 2016;99:110-132. DOI: 10.1016/j.neuint.2016.06.011. PubMed / publikacja

7. Canani RB, Costanzo MD, Leone L, Pedata M, Meli R, Calignano A. Potential beneficial effects of butyrate in intestinal and extraintestinal diseases. World J Gastroenterol. 2011;17(12):1519-1528. DOI: 10.3748/wjg.v17.i12.1519. PubMed / publikacja

Uwaga redakcyjna: część dotycząca konkretnego preparatu Carska pozostawiono bez dawki i szczegółów technologii uwalniania do czasu weryfikacji aktualnej etykiety produktu.