Intestinal microbiota and obesity

ZUZIAK, Patrycja, ILNICKA, Natalia, ABOD, Leila, MATYJA, Daria & SADLIK, Maria. Intestinal microbiota and obesity. Journal of Education, Health and Sport. 2023;13(2):142-148. eISSN 2391-8306. DOI http://dx.doi.org/10.12775/JEHS.2023.13.02.020 https://apcz.umk.pl/JEHS/article/view/41072 https://zenodo.org/record/7482732 The journal has had 40 points in Ministry of Education and Science of Poland parametric evaluation. Annex to the announcement of the Minister of Education and Science of December 21, 2021. No. 32343. Has a Journal's Unique Identifier: 201159. Scientific disciplines assigned: Physical Culture Sciences (Field of Medical sciences and health sciences); Health Sciences (Field of Medical Sciences and Health Sciences). Punkty Ministerialne z 2019 - aktualny rok 40 punktów. Załącznik do komunikatu Ministra Edukacji i Nauki z dnia 21 grudnia 2021 r. Lp. 32343. Posiada Unikatowy Identyfikator Czasopisma: 201159. Przypisane dyscypliny naukowe: Nauki o kulturze fizycznej (Dziedzina nauk medycznych i nauk o zdrowiu); Nauki o zdrowiu (Dziedzina nauk medycznych i nauk o zdrowiu). © The Authors 2022; This article is published with open access at Licensee Open Journal Systems of Nicolaus Copernicus University in Torun, Poland Open Access. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Noncommercial License which permits any noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author (s) and source are credited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non commercial license Share alike. (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/) which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this paper. Received: 28.11.2022. Revised: 21.12.2022. Accepted: 26.12.2022. INTESTINAL MICROBIOTA AND OBESITY ROLA MIKROBIOTY JELITOWEJ W PATOGENEZIE OTYŁOŚĆI Patrycja Zuziak1* , Natalia Ilnicka2, Leila Abod3, Daria Matyja4, Maria Sadlik5 1T. Marciniak Lower Silesian Specialist Hospital - Emergency Medicine Centre, Fieldorfa 2, 54-049 Wrocław; pat.zuziak@gmail.com; ORCID iD: 0000-0003-3612-0349 2Regional Specialist Hospital in Wroclaw, Research and Development Centre, H. Kaminski Street 73a, 51-124 Wroclaw, Poland; natalia.ilnicka@outlook.com; ORCID iD: 0000-0002-7149-8534 3Jan Mikulicz-Radecki University Teaching Hospital Borowska 213, 50-556 Wrocław; leila.aboood@gmail.com; ORCID iD: 0000-0002-5895-0944 4J. Gromkowski Regional Specialist Hospital Koszarowa 5, 51-149 Wrocław; daria.matyja@gmail.com; ORCID iD: 0000-0002-9046-7821 5Jan Mikulicz-Radecki University Teaching Hospital Borowska 213, 50-556 Wrocław; sadlik.maria@gmail.com; ORCID iD: 0000-0001-8255-9200 *Corresponding Author ABSTRACT: Introduction and purpose: The growing number of obese people is one of the greatest problems of modern medicine. It is estimated that every 10th person is obese. It is likely that this number will grow in line with the increase in domestic production in countries of the global south. The possible causes of the disease are well known, namely, incl. excess high-calorie food, genes, endocrine diseases and some medications. Recent studies also suggest that the gut microbiome may contribute to the pathogenesis of obesity. Description of the state of knowledge: Microbiota is named a super organ that has the ability to evolve in response to changing conditions within the host organism. It is named so because it is made up of over 100,000 billion cells that belong to different groups of organisms. Microbiota consists of bacteria, fungi, protists, viruses and archaea. This taxonomically diverse collective plays a vital role in maintaining the homeostasis of the human body. A well-balanced intestinal flora protects the digestive tract from colonization by pathogenic microorganisms, it is also important in maintaining the integrity of the intestinal walls, is involved in the synthesis of certain vitamins and plays a role in nourishing mucosa cells. Moreover, it is known that the microflora can influence body weight, insulin sensitivity, and metabolism of certain sugars and lipids. Disturbances in the composition of the microbiome (dysbiosis) lead to an increased absorption of short-chain fatty acids, which leads to an increase in endogenous YY peptide synthesis. This protein slows down the intestinal transit and indirectly leads to increased absorption of nutrients. This predisposes to the development of obesity. The use of prebiotics, probiotics and some antibiotics reduces intestinal dysbiosis. For obese patients, it is associated with reduction of insulin resistance and decrease in blood glucose level. Conclusions: In the light of the available studies, it can be concluded that intestinal dysbiosis may play a role in the pathogenesis of obesity. Unfortunately, the practical application of this knowledge is not yet well documented. Therefore this topic requires further experiments and analysis. Key words: obesity; type 2 diabetes; microbiome; short chain fatty acids; probiotics; prebiotics; gut microbiota ABSTRAKT: Wprowadzenie i cel pracy: Wzrastająca liczba osób otyłych jest jednym z największych problemów współczesnej medycyny. Szacuje się, że obecnie co 10 człowiek jest otyły. Prawdopodobnie liczba te będzie rosła, wraz z wzrostem krajowej produkcji brutto w krajach globalnego południa. Powszechnie znane są przyczyny wspomnianej choroby, mianowicie, m.in. nadmiar pożywienia wysokokalorycznego, uwarunkowania genetyczne, choroby endokrynologiczne oraz niektóre leki. Najnowsze badania sugerują również, że w patogenezie otyłości może mieć udział mikrobiom jelitowy. Opis stanu wiedzy: Mikrobiota powszechnie uważana jest za supernarząd, który ma zdolność do ewolucji w odpowiedzi na zmieniające się warunki wewnątrz organizmu gospodarza. Zyskała taką nazwę, ponieważ zbudowana jest z ponad 100 000 mld komórek, które należą do różnych grup organizmów. W jelitach można znaleźć bakterie, grzyby, protisty, wirusy oraz archeony. Ta zróżnicowana taksonomicznie zbiorowość jest niezbędna do zachowania homeostazy ludzkiego organizmu. Prawidłowa gatunkowo flora jelitowa chroni przewód pokarmowy przed kolonizacją przez drobnoustroje chorobotwórcze, ma znaczenie w utrzymaniu integralności ścian jelit, bierze udział w syntezie niektórych witamin oraz pełni rolę w odżywaniu komórek śluzówki. Co więcej, obecnie wiadomo, że mikroflora może wpływać na masę ciała, wrażliwość komórek na insulinę oraz metabolizm niektórych cukrów i lipidów. Zaburzenia w składzie mikrobiomu (dysbioza) prowadzą do wzrostu wchłaniania krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, co prowadzi do zwiększenia endogennej syntezy peptydu YY. Białko to spowalnia pasaż jelitowy i pośrednio doprowadza do wzmożonego wchłaniania substancji pokarmowych. Predysponuje to do rozwoju otyłości. Stosowanie prebiotyków, probiotyków oraz niektórych antybiotyków prowadzi do zmniejszenia dysbiozy jelitowej. U pacjentów z otyłością związane jest to ze spadkiem insulinooporności i obniżeniem poziomu glukozy we krwi. Wnioski: W świetle dostępnych badań można stwierdzić, że dysbioza jelitowa może mieć znaczenie w patogenezie otyłości. Niestety zastosowanie praktyczne tej wiedzy nie jest jeszcze dobrze udokumentowane, dlatego temat ten wymaga dalszych doświadczeń i analiz. Key words: obesity; type 2 diabetes; microbiome; short chain fatty acids; probiotics; prebiotics; gut microbiot