Butyrát – malá molekula s veľkým potenciálom pre zdravie a liečenie
Dr. Joseph Mercola, 10. februára 2025
Je spojený s prevenciou rakoviny, zdravím mozgu a ďalšími faktormi – ale je pravdepodobné, že ho vaše telo nevytvára dostatok.
Butyrát je mastná kyselina s krátkym reťazcom (SCFA), ktorá vzniká v črevách, keď prospešné baktérie fermentujú vlákninu, ktorú vaše telo nedokáže samo stráviť.
Ako primárny zdroj energie pre kolonocyty (bunky vystielajúce hrubé črevo) zabezpečuje butyrát až 70% ich energetických potrieb.1 Jeho výhody však zďaleka nespočívajú len v zásobovaní týchto buniek – znižuje aj zápaly, posilňuje črevnú bariéru a podporuje rovnováhu imunitného systému.2 Vďaka týmto vlastnostiam je butyrát sľubnou molekulou na zvládnutie širokej škály ochorení a zlepšenie celkového zdravia.
Vaša schopnosť produkovať butyrát závisí od zložitého ekosystému prospešných baktérií v črevách. Toxíny v životnom prostredí aj nesprávny výber stravy môžu narušiť túto mikrobiálnu rovnováhu, čím sa zníži schopnosť čreva fermentovať vlákninu a vytvárať butyrát, čím sa ohrozia ochranné účinky, ktoré butyrát poskytuje.
Ako butyrát bojuje proti zápalovým ochoreniam čriev (IBD)
Zápalové ochorenie čriev (IBD), ktoré zahŕňa celý rad ochorení, ako je Crohnova choroba a ulcerózna kolitída, spôsobuje chronický zápal v tráviacom trakte. Tento pretrvávajúci zápal vedie k rôznym nepríjemným a niekedy vyčerpávajúcim príznakom vrátane bolesti brucha, pretrvávajúcej hnačky, úbytku hmotnosti, únavy a dokonca podvýživy.3
Presná príčina IBD nie je úplne objasnená, ale predpokladá sa, že ide o kombináciu genetických faktorov, dysfunkcie imunitného systému a spúšťačov z prostredia.4 Keďže butyrát sa produkuje priamo v hrubom čreve, ktoré je miestom zápalu pri IBD, vedci skúmali jeho prínos pri zvládaní týchto stavov.
Z výskumu 5 vyplýva, že u jedincov s IBD často dochádza k „dvojitému zásahu“ – úbytku mikróbov produkujúcich butyrát a zníženej schopnosti účinne využívať butyrát. Majú tiež zníženú expresiu butyrátových receptorov v hrubom čreve, čo bráni absorpcii butyrátu. Okrem toho zápalové cytokíny, ako napríklad tumor nekrotizujúci faktor alfa (TNFα), znižujú oxidáciu butyrátu v epitelových bunkách čreva, čo ďalej zhoršuje jeho využitie.
Znížené hladiny butyrátu súvisiace s IBD ovplyvňujú aj aktivitu arylhydrokarbónového receptora (AHR), kľúčovej signálnej dráhy, ktorá podporuje zdravie čriev zvýšením expresie interleukínu-22 (IL-22), ktorý zohráva ochrannú úlohu pri udržiavaní integrity epitelu a znižovaní zápalu.
Zistilo sa, že aktivita AHR je nižšia u pacientov s IBD, čo naznačuje, že znížená dostupnosť butyrátu narúša túto dráhu. Experimentálne modely ďalej podporujú túto súvislosť a dokazujú, že aktivácia AHR chráni pred kolitídou u myší, 6 čo poukazuje na mechanizmus, ktorým by obnovenie hladiny butyrátu mohlo zlepšiť výsledky IBD.
V klinickom výskume sa skúmali rôzne metódy dodávania butyrátu priamo do hrubého čreva vrátane klystírov, ktoré dodávajú butyrát priamo do konečníka a dolnej časti hrubého čreva.7 Niektoré klinické štúdie preukázali, že butyrátové klystíry pomohli znížiť zápal, zlepšiť frekvenciu pohybov čriev a zlepšiť hojenie sliznice u niektorých pacientov s ulceróznou kolitídou.
Tieto výsledky sa pripisujú schopnosti butyrátu potláčať prozápalové signálne dráhy, ako je NF-κB, a podporovať diferenciáciu regulačných T-buniek, ktoré pomáhajú modulovať imunitné reakcie.8 Butyrát tiež posilňuje črevnú bariéru tým, že zvyšuje expresiu proteínov tesného spojenia, znižuje črevnú priepustnosť a zabraňuje translokácii škodlivých látok, ktoré zhoršujú zápal.9
Napriek sľubným výsledkom sa účinnosť butyrátu pri IBD u jednotlivých osôb líši a je potrebný ďalší výskum na určenie optimálneho dávkovania, spôsobov podávania a špecifických typov IBD, ktoré najlepšie reagujú na túto liečbu.
Butyrát ako účinný spojenec v terapii kolorektálneho karcinómu
Kolorektálny karcinóm je závažné ochorenie postihujúce hrubé črevo alebo konečník. Často sa začína ako malé, nerakovinové výrastky nazývané polypy, ktoré sa tvoria na vnútornej výstelke hrubého čreva alebo konečníka. Časom sa tieto polypy stanú rakovinovými.
Laboratórne štúdie preukázali schopnosť butyrátu brzdiť rast rakovinových buniek a dokonca spúšťať apoptózu alebo programovanú bunkovú smrť, čo pomáha zastaviť nekontrolované množenie rakovinových buniek a ich šírenie do iných častí tela.10 11
Tento účinok súvisí so schopnosťou butyrátu ovplyvňovať expresiu génov v rakovinových bunkách tým, že špecificky vypína gény, ktoré podporujú rast buniek, a zapína gény, ktoré podporujú ich smrť.12 13 Okrem toho tým, že butyrát pôsobí ako inhibítor históndeacetylázy (HDAC), mení štruktúru chromatínu, čím vypína onkogény, ktoré podporujú rast rakoviny, a zároveň aktivuje tumor supresorové gény, ktoré uľahčujú apoptózu a opravujú poškodenie DNA.14
Klinické dôkazy podporujú úlohu butyrátu ako chemopreventívneho činidla. Napríklad sa ukázalo, že diétny butyrylovaný kukuričný škrob s vysokým obsahom amylózy (HAMSB) dodáva do hrubého čreva značné množstvo butyrátu, čo vedie k zvýšeniu apoptózy v epitelových bunkách hrubého čreva a k zníženiu markerov poškodenia DNA spojených s kolorektálnou karcinogenézou.15
V štúdii uverejnenej v časopise Contemporary Clinical Trials Communications 16 sa skúmali účinky HAMSB u jedincov s familiárnou adenomatóznou polypózou, ktorá sa vyznačuje vysokým rizikom vzniku kolorektálneho karcinómu. Predbežné zistenia ukazujú, že suplementácia butyrátmi znížila rast polypov a pomohla znížiť riziko rakoviny.
Okrem prevencie je butyrát účinným doplnkovým prostriedkom pri liečbe rakoviny. Jeho schopnosť zvyšovať účinnosť chemoterapie a rádioterapie bola preukázaná na predklinických modeloch. 17
Butyrát napríklad senzibilizuje rakovinové bunky na 5-fluóruracil a irinotekan, dve široko používané chemoterapeutické látky, a zároveň znižuje zápal slizníc vyvolaný chemoterapiou. Tieto výsledky sa pripisujú schopnosti butyrátu regulovať imunitné reakcie, posilňovať integritu črevnej bariéry a potláčať zápalové dráhy.18
Úloha butyrátu v boji proti metabolickým poruchám
Metabolické poruchy vrátane cukrovky 2. typu, obezity a metabolického syndrómu narúšajú spôsob, akým telo spracováva cukor (glukózu) a hospodári s energiou, čo vedie k vážnym zdravotným problémom, ako sú srdcové ochorenia, mozgová príhoda a ochorenia obličiek. Podstatou týchto stavov je inzulínová rezistencia, pri ktorej vaše bunky nedokážu správne reagovať na inzulín, hormón, ktorý reguluje hladinu cukru v krvi. To vedie k vysokej hladine cukru v krvi, ktorá časom poškodzuje rôzne orgány.
Výskum ukázal, že butyrát zlepšuje reakciu vášho tela na inzulín a reguluje hladinu cukru v krvi tým, že aktivuje dráhy zapojené do energetického metabolizmu a funkcie mitochondrií. Zvýšením aktivity kľúčových regulátorov, ako sú AMPK a PPAR, butyrát zvyšuje vašu schopnosť spracovávať glukózu a zlepšuje energetickú rovnováhu buniek. Podporuje tiež β-bunky pankreasu, ktoré sú nevyhnutné pre produkciu inzulínu.19 20
Okrem toho butyrát ovplyvňuje hormóny odvodené z čreva, ktoré zohrávajú významnú úlohu pri regulácii chuti do jedla a metabolizmu glukózy, a zvyšuje vylučovanie hormónov, ako je glukagónu podobný peptid-1 (GLP-1) a peptid YY (PYY). Butyrát tiež zvyšuje uvoľňovanie inzulínu, potláča glukagón a podporuje pocit sýtosti.21 22 To znamená lepšiu kontrolu nad hladinou cukru v krvi a zníženie chuti do jedla – faktory, ktoré sú dôležité pri zvládaní metabolických porúch.
Chronický zápal spojený s metabolickými poruchami zhoršuje inzulínovú rezistenciu a dysfunkciu glukózy. Butyrát proti tomu bojuje tým, že znižuje zápal inhibíciou HDAC a NF-κB, čím vytvára zdravšie prostredie pre bunky, ktoré účinne reagujú na inzulín. Okrem toho butyrát podporuje výdaj energie tým, že zvyšuje oxidáciu tukov a termogenézu v hnedom tukovom tkanive, čo ďalej prispieva k zlepšeniu metabolického zdravia.23 24
Ďalšie štúdie na zvieracích modeloch dokazujú schopnosť butyrátu zlepšovať citlivosť na inzulín, regulovať telesnú hmotnosť a znižovať zápal. Napríklad suplementácia butyrátom u myší kŕmených diétou s vysokým obsahom tukov výrazne zlepšila metabolizmus glukózy a zabránila nárastu hmotnosti. 25
Pochopenie vplyvu butyrátu na neurodegeneratívne ochorenia
Neurodegeneratívne ochorenia, ako napríklad Alzheimerova a Parkinsonova choroba, predstavujú jedny z najnáročnejších stavov na zvládnutie vzhľadom na ich progresívny charakter a ničivý vplyv na kognitívne a motorické funkcie. Tieto ochorenia sa vyznačujú stratou neurónov, chronickým zápalom, oxidačným stresom, mitochondriálnou dysfunkciou a narušenou synaptickou plasticitou.
Výskum terapeutických vlastností butyrátu ponúka presvedčivú cestu na riešenie týchto multifaktoriálnych mechanizmov. Štúdie ukázali, že butyrát moduluje prozápalové cytokíny ako TNF-α a IL-1β, ktoré sú zvýšené pri neurodegeneratívnych ochoreniach. Tým sa pôsobí proti chronickému neurozápalu, ktorý je hnacím faktorom poškodenia neurónov a synaptickej dysfunkcie.26 27
Štúdie na zvieratách tiež preukázali schopnosť butyrátu tlmiť zápal v mozgovej kôre a synaptických oblastiach, čo prispieva k zlepšeniu zdravia neurónov.28 Jeho úloha ako inhibítora HDAC ďalej zvyšuje jeho neuroprotektívny potenciál.
Podporou acetylácie histónov butyrát reguluje gény, ktoré sú dôležité pre prežitie, opravu a plasticitu neurónov, vrátane tých, ktoré sa podieľajú na produkcii neurotrofického faktora odvodeného od mozgu (BDNF). BDNF je nevyhnutný na podporu zdravia synapsií a neurogenézy, ktoré sú pri neurodegeneratívnych stavoch narušené.29
Na testovacích modeloch Alzheimerovej choroby sa ukázalo, že butyrát zmierňuje kognitívne deficity tým, že znižuje ukladanie amyloid-beta plakov a zvyšuje synaptickú plasticitu.30 Podobne na testovacích modeloch Parkinsonovej choroby preukázal butyrát neuroprotektívne účinky tým, že zmiernil stratu dopaminergných neurónov a znížil motorické deficity.31 32
Tieto účinky pravdepodobne súvisia so schopnosťou butyrátu regulovať črevnú mikroflóru, keďže črevná dysbióza sa čoraz viac považuje za faktor patogenézy neurodegeneratívnych ochorení. Podporou rastu prospešných baktérií a zvýšením produkcie endogénnych SCFA butyrát posilňuje integritu osi črevo-mozog, ktorá zohráva dôležitú úlohu v neuroprotekcii.33 34
Neoddeliteľná úloha butyrátu v zdraví čriev a imunitných funkcií
Okrem špecifických ochorení, o ktorých sme hovorili vyššie, zohráva butyrát dôležitú úlohu v celkovom zdraví čriev a imunitnej funkcii. Črevá, v ktorých sa nachádza 70 až 80% imunitného systému,35 slúžia ako ústredné centrum imunitnej činnosti. Udržiavanie tohto vzťahu medzi črevom a imunitou si vyžaduje vyvážený mikrobióm, neporušenú črevnú bariéru a účinnú imunitnú komunikáciu.
Butyrát je ústredným prvkom tejto harmónie, pretože pôsobí ako zdroj paliva a zároveň ako signálna molekula, ktorá prepája črevné prostredie s funkciou imunitného systému. Regulačné T-bunky (Treg) sú nevyhnutné pre imunitnú toleranciu, zabraňujú nadmernej aktivácii imunitného systému a chránia pred chronickým zápalom.36
Butyrát zvyšuje funkciu Treg podporou expresie FOXP3, transkripčného faktora, ktorý stabilizuje tieto bunky. Tento mechanizmus pomáha udržiavať vyváženú imunitnú odpoveď, čím sa znižuje pravdepodobnosť vzniku autoimunitných stavov a zápalových poškodení.37
Okrem toho butyrát posilňuje črevné lymfatické tkanivo (GALT) tým, že zvyšuje produkciu imunoglobulínu A (IgA), slizničnej protilátky, ktorá vytvára ochrannú bariéru nad sliznicou čreva.38 GALT zohráva kľúčovú úlohu v črevnej imunite tým, že monitoruje črevný obsah a spúšťa primerané reakcie na patogény, pričom toleruje prospešné baktérie.39
Ako signálna molekula butyrát uľahčuje komunikáciu medzi črevnou mikroflórou a imunitnými bunkami. Podporuje tiež rast kmeňov prospešných baktérií, ako sú Faecalibacterium prausnitzii a Roseburia, ktoré ďalej podporujú zdravý mikrobióm a imunitný systém. Tento symbiotický vzťah znižuje prítomnosť škodlivých baktérií a minimalizuje zbytočné imunitné reakcie, čím zabraňuje poškodeniu tkanív nadmerným zápalom.40 41
Črevná bariéra je ďalším základným kameňom imunitného zdravia, pretože zabraňuje prenosu patogénov, antigénov a toxínov do krvného obehu. Butyrát posilňuje túto bariéru tým, že reguluje proteíny tesného spojenia, ako sú klaudín a okludín, ktoré uzatvárajú medzery medzi črevnými bunkami. 42
Imunomodulačné účinky butyrátu presahujú aj hranice čreva. Jemným nastavením aktivity makrofágov a dendritických buniek butyrát podporuje rovnováhu medzi imunitnou aktiváciou a toleranciou. Táto regulácia je obzvlášť dôležitá pri prevencii nadmerných reakcií na neškodné podnety, ako sú proteíny v potrave alebo komenzálne baktérie, čo vedie k potravinovým alergiám alebo autoimunite.43
Ako pristupovať k príjmu vlákniny na zvýšenie produkcie butyrátu
Zvýšenie príjmu vlákniny je kľúčovým krokom k podpore produkcie butyrátu. Tento prístup však predpokladá, že už máte vyvážený a funkčný črevný mikrobióm. Bohužiaľ, väčšina ľudí má dnes narušené zdravie čriev v dôsledku vystavenia metabolickým toxínom, spracovaným potravinám a iným environmentálnym toxínom. V takýchto prípadoch konzumácia veľkého množstva vlákniny viac škodí ako pomáha.
Predstavuje to zložitú výzvu, pretože vláknina sa všeobecne považuje za nevyhnutnú pre zdravie čriev, keďže jej fermentáciou prospešnými baktériami vznikajú SCFA potrebné pre bunkovú energiu v hrubom čreve, integritu črevnej bariéry a udržiavanie prostredia s nízkym obsahom kyslíka.
V prípade nevyváženého mikrobiómu však tento proces prepadávajú škodlivé baktérie. Keď tieto baktérie dominujú, fermentujú vlákninu spôsobom, ktorý zvyšuje produkciu endotoxínov, čím sa udržiava poškodenie čreva a metabolická dysfunkcia. Kľúčom k využitiu výhod vlákniny a zároveň k zabráneniu jej škodlivosti je preto obnovenie zdravej rovnováhy v črevnom mikrobióme.
Liečba čriev sa začína vytvorením optimálneho prostredia s nízkym obsahom kyslíka, ktoré prospešné baktérie netolerujúce kyslík potrebujú na to, aby sa im darilo. Základnou stratégiou je zvýšenie hladiny oxidu uhličitého v črevách, čo sa dosiahne zvýšením príjmu sacharidov, najmä ľahko stráviteľných.
Ak je zdravie vašich čriev vážne narušené, odporúčam začať s bielou ryžou a/alebo dextrózovou vodou – čistú dextrózu zmiešajte s vodou a pomaly popíjajte počas celého dňa, aby ste zabránili prudkému nárastu inzulínu. Po jednom až dvoch týždňoch prejdite na komplexnejšie zdroje sacharidov, najprv zo žltej skupiny uvedenej nižšie, a potom na zdroje z červenej kategórie.
Tento prístup umožní vášmu mikrobiómu obnoviť rovnováhu a zabezpečí, že vláknina posilní, a nie naruší produkciu butyrátov.
Ak sa Vám tento preklad páčil a viete o niekom, koho by mohol zaujať, s kľudným svedomím ho prepošlite komukoľvek vo svojom zozname spriaznených duší…preklad: Takumi Azadi –>https://tinyurl.com/yxxk3y9a
1, 2, 5, 7, 8, 9, 10 Clinical Nutrition, Volume 42, Issue 2, Pages 61-75
11 Scientific Reports, Volume 13, Article number: 5106 (2023)
12 Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2021 Jan 6;320(4):G601–G608
15, 16 Contemporary Clinical Trials Communications, Volume 32, April 2023, 101092
22 Pharmacological Research, Volume 160, October 2020, 105174
26 Neurochemistry International, Volume 99, October 2016, Pages 110-132
33 Neurochemistry International, Volume 99, October 2016, Pages 110-132
40 Biomedicine & Pharmacotherapy, Volume 167, November 2023, 115568