장내 미생물군에 대한 노화 방지 개입의 효과 파트 2
May 16, 2022
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요약
고령화 사회에 직면해 있는 우리에게 고령화로 인한 문제에 대처하는 방법을 찾는 것은 시급한 과제입니다. 식이, 운동, 약물 요법과 같은 외부 요인은 건강한 노화를 조절하고 기대 수명을 연장하는 주요 요소임이 입증되었습니다. 장내 미생물군도 노화 방지 과정의 핵심 요소가 되었습니다.바이오플라보노이드장내 미생물총은 노화와 함께 변화함에 따라 장내 미생물의 불균형은 많은 노화 관련 퇴행성 질환 및 건강에 해로운 노화로 이어질 수 있습니다. 본 논문은 식이중재, 운동, 약물중재에 따른 장내미생물의 변화와 유익한 효과를 중심으로 장내미생물과 노화방지효과의 관계에 대한 최근 연구의 진행상황을 살펴보고자 한다. 또한 세균 요법은 허약함과 건강에 해로운 노화를 예방하는 데 사용되었습니다. 이러한 항노화 접근법의 대부분은 장내 세균총의 항상성을 조절하고 건강한 장 환경을 촉진하여 노화 과정과 노화 관련 질병을 개선합니다. 장내 미생물을 기반으로 한 중재 요법은 노화 방지 의학 분야에서 큰 잠재력을 보여줍니다.
키워드
장내 미생물총; 노화;식이 요법; 운동; 약물;박테리아 요법
1. 소개
노화는 전반적인 기능의 저하를 초래하는 자연스럽고 시간에 따른 생리학적 과정입니다. 이러한 감소는 암, 당뇨병, 심혈관 질환 및 신경 퇴행성 질환을 포함한 주요 인간 병리의 주요 위험 요소입니다. 따라서 고령의 부정적인 영향을 줄이고 건강 수명을 늘리는 것이 노화 및 노화 방지 연구의 중요한 목표였습니다. 게놈 불안정성, 텔로미어 마모, 후성 유전적 변화, 단백질 항상성 상실, 조절되지 않은 영양소 감지, 미토콘드리아 기능 장애, 세포 노화, 줄기 세포 고갈 및 세포간 의사소통 변경이 노화의 주요 분자 및 세포 특징으로 제안되었습니다. 일부 노화 방지 개입은 이러한 특성과 노화의 발병기전을 표적으로 삼아 찾을 수 있습니다. 다양한 노화 방지 개입이 모델 유기체의 수명을 연장하는 것으로 입증되었습니다. 이러한 중재는 일반적으로 식이 중재, 운동, 약물 치료 및 유전자 변형으로 분류됩니다. 일부 모델 유기체에서 수명을 증가시키는 유전자 변형의 큰 배열이 발견되었습니다. 예를 들어, 유전자 조작을 통해 시르투인 수준을 높이면 효모, 선충류 및 파리의 수명이 연장됩니다.4 mTOR 발현을 줄이면 모델 동물의 수명과 건강 수명을 연장할 수 있습니다. 그러나 유전자 변화를 통제할 수 없다는 것은 인간 사회에서의 적용을 방해합니다. 따라서 비유전적 개입은 현재 노화 방지 연구의 초점입니다. 식이 중재, 운동 및 약물 치료는 노화 및 노화 관련 질병에 대한 가장 유망한 중재이며 미국 국립 노화 연구소(National Institute on Aging)의 연구에 포함되어 있습니다.
장은 노령 동물과 인간의 건강을 개선하기 위한 중요한 표적 기관입니다.시스탄체 오스트레일리아장에는 장내 미생물군으로 알려진 매우 복잡하고 다양한 미생물 군집이 있습니다. 장내 미생물총은 장내 상피 완전성을 유지하고, 소화를 지원하고, 장 면역 체계를 훈련하고, 병원성 박테리아의 성장을 방지함으로써 후생동물의 장기간 항상성에 영향을 미칩니다. 장내 미생물총의 비정상적인 변화는 연령 관련 만성 질환과 관련이 있습니다. 장내 미생물군은 노화 과정의 핵심 요소가 되고 있습니다.10 따라서 우리는 장내 미생물군이 새로운 노화 방지 표적이 될 수 있다고 추측합니다. 이 리뷰에서는 비유전적 개입에 초점을 맞추고, 다양한 노화 방지 접근법에서 장내 미생물군의 변화와 유익한 효과에 대해 논의하고, 노화 방지 개입과 장내 미생물총 간의 상호 작용을 탐구할 것입니다(그림 1).
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2. 노화와 장내 미생물
동물과 인간에 대한 수많은 연구에 따르면 장내 미생물군의 구성은 인질에 따라 다릅니다.시스탕초파리, '1 물고기, 생쥐,{1}} 쥐18, 인간19-의 장내 미생물군"
모두 나이와 관련된 변화를 겪으며 대부분이 건강에 해롭습니다(표 1).시스탄체를 사다성인 인간의 장내 미생물은 Firmicutes 및 Bacteroidetes와 더 적은 비율의 Proteobacteria, Actinobacteria 및 Verrucomicrobia에 의해 지배됩니다. 일부 연구에서는 Bacteroidetes와 Proteobacteria가 풍부하고 노인에서 Firmicutes와 Bifidobacteria가 감소한다고 보고했습니다.{1} } 최근 연구에 따르면 Ruminococcaceae, Lachnospiraceae 및 Bacteridaceae 계통이 지배하는 다른 핵심 미생물군의 존재가 제안되었으며, 이는 노화에 따라 감소합니다. 이러한 차이는 개인과 외부 요인 간의 상당한 변동성 때문일 수 있습니다. 그러나 장수하는 사람들은 독특한 장내 미생물군을 가지고 있습니다.시스탄체 혜택표 1에서 보는 바와 같이 장수인에서는 아커만시아(Akkermansia), 비피도박테리움(Bifidobacterium), 크리스텐세넬라세애(Christensenellaceae)와 같은 건강 관련 속과 미생물 다양성이 풍부하다.2.23 장수인의 미생물 변화에도 불구하고 이들의 다양성과 유익한 미생물은 생존을 지원하기 위해 보존된다. 건강한 노화.25 전반적으로, 잠재적으로 전염증성 미생물의 축적과 노화에 따른 유익한 미생물의 감소로 인해 장내 미생물의 구성이 변경되고 미생물 다양성이 감소합니다. 반대로, 장내 미생물의 노화 관련 장애는 숙주의 건강과 장수에 영향을 미칠 수 있습니다.26초파리와 생쥐에서 노화 관련 미생물총 장애는 노화의 병태생리학적 지표인 장 장벽 기능 장애를 유발할 수 있습니다.127 과일과 비교 균질한 어린 파리를 먹인 파리에 비해 균질화된 늙은 파리를 먹인 파리는 수명이 더 짧았고 장 장벽 기능 장애의 발생률이 더 높았습니다.1 어린 기증자의 대변을 중년 물고기의 장으로 이식하면 수명이 연장되고 행동 저하가 지연될 수 있습니다. 12 또한, 미생물의 유전적 구성과 대사산물도 숙주의 수명에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.8 따라서 장내 미생물은 노화 과정에서 조절 역할을 할 수 있습니다.
3. 노화 방지 중재 및 장내 미생물
노화를 조절하기 위해 많은 중재를 사용할 수 있습니다. 장내 미생물에 영향을 미치는 개입은 노화 방지 전략입니다. 따라서 장내 미생물은 식이, 운동, 약물 등 다양한 노화방지 요인의 영향을 받을 수 있다.
3.1 식이 요법과 장내 미생물
식이 및 식이 패턴은 많은 연령 관련 질병의 발병에 중요한 역할을 합니다. 식이 제한(DR)이라고도 하는 칼로리 제한(CR)은 영양실조나 필수 영양소의 감소를 초래하지 않으면서 칼로리 섭취를 줄이는 식이 계획입니다. 그 후, 간헐적 단식(IF)과 같은 새로운 CR 계획이 탐구되었습니다. CR은 장내 미생물총의 상응하는 변화를 촉진할 수 있으므로 장내 미생물총은 CR의 유익한 효과에 주요 역할을 할 수 있습니다. 일반적인 CR 측정 외에도 많은 자연 식품과 건강한 식습관에도 노화 방지 효과가 있습니다. 음식 성분과 식이 습관은 장내 미생물 구성과 장 장벽 기능을 조절할 수 있습니다.
3.1.1 CR 및 IF
CR은 무척추 동물에서 설치류, 심지어 일부 비인간 영장류에 이르기까지 많은 종의 수명을 연장할 수 있습니다.{0}} 오랫동안 CR은 수명을 늘리고 노화를 예방할 수 있는 가장 효과적인 비유전적 식이 요법 중 하나로 인식되어 왔습니다. 관련 질병.23 CR/DR은 또한 장내 미생물총과 대사체의 변화를 초래할 수 있습니다. 장내 미생물총에서 이러한 CR 유발 변화는 동물이 CR을 관리하여 장내 미생물총의 균형 잡힌 구성을 확립할 수 있음을 시사하며, 이는 숙주에게 건강상의 이점을 제공합니다. 정상 동물에서 CR 치료는 미생물군 구조의 변화, c 장애의 감소, 식이 관련 대사를 통해 연장되고 건강한 수명을 가능하게 합니다. 8주 동안 CR 처리 후 Lactobacillus가 유의하게 증가했으며 36주 후에 무작위로 먹인 쥐보다 상대적으로 풍부했습니다.4 장수(예: 락토바실러스 및 비피도박테리움) 및 음과 관련된 문을 감소시켰습니다. 게다가 단기 CR은 충분한 장수였습니다." 장내 미생물총을 유의하게 회복시키는 데
Clostridia, Clostridiales, Firmicutes의 우세를 줄임으로써 더 어린 쥐에서 볼 수 있는 균형 잡힌 상태로의 불균형. 그러나 CR 기간은 숙주 대사 표현형과 장내 미생물총의 변화에 영향을 미칠 수 있습니다. 빛을 먹인 CR 생쥐의 장내 미생물군은 어두운 음식을 먹인 CR 및 무작위로 먹인 생쥐의 장내 미생물군과 상당히 달랐습니다.비만 모델에서 CR은 비만 및 고지방식이와 관련된 대사 손상에 대응하는 장내 미생물총의 관련 변화를 유도합니다. 비만 마우스에서 45일 동안 CR을 시행한 결과 Bacteroidetes가 풍부해지고 Firmicutes: Bacteroidetes 비율이 크게 감소했습니다.40 CR 처리는 인간에서도 유사한 미생물 변화를 유발합니다. 비만 청소년의 장기(1년) CR은 또한 Firmicutes: Bacteroidetes 비율을 감소시키고 Bacteroides, Roseburia, Faecalibacterium 및 Clostridium과 같은 유익한 미생물의 성장을 향상시켰습니다.4l 그러나 초저칼로리 식단(VLCD)은 감소했습니다. 비만 환자에서 Bacteroides의 수와 Firmicutes의 증가. VLCD는 과체중 또는 비만 여성의 박테리아 풍부함을 감소시키고 장내 미생물군유전체를 재구성했습니다. 식이 요법 후 미생물군을 마우스에 이식하면 체중이 감소하고 장내 병원균인 클로스트리디오이데스 디피실리(Clostridioides difficile)가 풍부해졌습니다.*IF는 체중과 지방량을 줄이고 혈당을 낮추며 인슐린 감수성을 개선하여 신진대사를 개선하는 것으로 밝혀진 주기적인 CR의 한 유형입니다.4 IF는 일반적으로 12-24시간 동안 식사를 제한함으로써 달성되며, 단식 사이의 시간 간격은 IF.IF의 효과에 영향을 미칠 수 있습니다. IF는 장내 미생물을 변경할 수 있으며, 그 효과는 하루 16시간 동안 단식한 쥐에서 더 두드러졌습니다. 그러나 이러한 효과는 금식을 멈춘 후에 사라졌습니다.IF는 장내 미생물의 다양성을 증가시키고 구성을 변화시켜 Lactobacillaceae, Bacteroidaceae 및 Prevotellaceae의 풍부함을 높일 수 있습니다. 더욱이, IF 마우스 미생물총을 정상적으로 먹인 쥐에 이식하면 실험적 자가면역 뇌척수염이 개선되었으며, 이는 IF의 면역 조절 효과가 장내 미생물총에 의해 적어도 부분적으로 매개됨을 시사합니다. 염증성 장 질환(IBD) 마우스 모델에서 단식 모방 식단은장 재생을 촉진하여 IBD 관련 표현형을 개선하고 장내 유익균인 Lactobacillaceae 및 Bifidobacteriaceae의 확장을 촉진합니다. 건강한 장내 미생물군.
IF는 체중 조절을 위한 효과적이고 자연스러운 전략입니다. 격일제(EODF) 요법은 비만, 인슐린 저항성 및 간 지방증을 유의하게 개선했습니다. EODF 처리 마우스에서 무균 마우스로의 미생물군 이식은 대사 항상성을 개선했습니다. 4 EODF는 7개월 동안 당뇨병 마우스에서 미생물군 재구성을 생성하여 Firmicutes가 풍부해지고 Bacteroidetes 및 Verrucomicrobia가 감소하여 장 장벽의 완전성을 촉진했습니다. 당뇨병 마우스에 대한 28-일 IF 요법은 미생물총-대사산물-뇌 축을 통해 행동 장애를 개선했습니다. 더욱이, 이 요법은 당뇨병 마우스에서 장 장벽 완전성과 미생물 다양성을 개선하고 Lactobacillus 및 butyrate 생성 Odoribacter를 증가시키는 반면 Enterococcus, Streptococcus 및 알려지지 않은 Enterococcaceae를 감소시켰습니다. 모델이었고 이 효과는 장내 미생물총의 변경에 의해 매개되었습니다.
3.1.2 천연 식품 및 건강한 식습관
식단과 건강을 직접 연결하는 증거가 증가함에 따라 여러 식물과 식물 추출물(예: 과일 추출물, 잎 추출물, 뿌리 및 괴경 추출물)이 잠재적인 건강상의 이점을 갖고 있는 것으로 나타났습니다. 건강한 식단은 과일, 채소 및 음료가 풍부한 것으로 간주되며, 이러한 식품은 주로 페놀 화합물과 섬유소의 존재로 인해 전반적인 웰빙과 밀접한 관련이 있습니다. 가장 중요한 두 가지 식물 성분인 폴리페놀과 섬유소는 미생물총 조절 가능성과 관련하여 연구되었습니다. 여러 폴리페놀이 건강한 장내 미생물총(예: 비피도박테리움, 락토바실러스, 아커만시아, 크리스텐세넬라세아 및 베루코마이크로비아)의 성장을 촉진하는 것으로 확인되었습니다.
잠재적인 항노화 효과가 있습니다.54 예를 들어, 노화와 관련될 수 있는 장내 미생물총의 풍부함은 레몬 폴리페놀의 식이섭취에 의해 제한되었습니다.55 안토시아닌 지방산의 증가된 가정 박테로이데테스 및 단쇄(SCFA) 및 Firmicutes 감소 체중은 맹장에서 Firmicutes를 감소시키고 Bacteroidetes를 증가시킵니다.8 SCFA(건강에 이로운)와 같은 주요 대사 산물의 생산으로 이어지는 식이 섬유는 장내 미생물군을 변화시키고 대사 조절을 변경할 가능성이 있습니다. 현재 연구에 따르면 효과가 SCFA 생산자의 증가 및 미생물 다양성의 변경과 관련이 있을 수 있지만 방법론적 차이로 인해 해석이 복잡합니다.지중해식 식단(MD)과 같은 건강한 식습관도 장내 미생물에 영향을 줄 수 있습니다. 과일, 야채, 올리브 오일, 견과류, 콩류, 통곡물을 중심으로 하는 MD는 많은 건강상의 이점과 관련이 있습니다. MD에 대한 더 나은 순응도는 총 SCFAs의 유의하게 더 높은 수준과 관련이 있었습니다. 61 MD에 대한 순응도가 높은 참가자는 더 낮은 Escherichia coli 수와 더 높은 Bifidobacteria:E. coli 비율을 보였습니다. 학위 2 이러한 발견은 MD와 장내 미생물총의 다양성 및 풍부함의 개선 사이의 관계를 입증했습니다. 식이 습관을 수정하고 MD를 채택하면 미생물총 장애와 많은 위장 및 신경 장애를 예방할 수 있습니다.Firmicutes, Bacteroidetes 및 Proteobacteria는 포유류의 장내 미생물 중 주요 문입니다. 식이 개입은 주요 문 또는 하위 분류 그룹에 상당한 변화를 가져왔습니다(표 2). 박테리아의 상대적 풍부도의 이러한 변화는 유전적 배경, 식단 및 시간 제한이 다르기 때문에 항상 일관되지는 않습니다. 그러나 식이요법 하에서 장내미생물의 주된 경향은 락토바실러스, 비피도박테리움, 부티레이트 생성균과 같은 유익한 미생물의 증가이다. 따라서 CR 및 IF, 잠재적인 생리 활성 화합물이 풍부한 추출물을 추가하고 좋은 식이 패턴을 유지하면 전반적인 건강과 웰빙을 개선하는 데 몇 가지 추가 이점을 가져올 수 있습니다. 노화에 대한 다이어트의 영향은 복잡한 주제입니다. 위의 내용 외에도 비타민, 미량 원소, 단백질 제한, 오키나와 사람들의 식이 패턴과 같은 노화 방지 식이 성분 및 유형이 있지만 여기서는 자세히 설명하지 않습니다.
이 기사는 GUT MICROBES 2021, VOL에서 발췌한 것입니다. 13, 아니요. 1, e1994835 (18페이지)