Fecal short-chain fatty acids at different time points after ceftriaxone administration in rats

Abstract

Short-chain fatty acids (SCFAs) T he interchange of low molecular weight metabolites between gut microorganisms and macroorganism have attracted a lot of attention during last years [1][2][3]. The gut microbiota affects predominantly host physiology by the production of short-chain fatty acids (SCFAs). SCFAs are saturated aliphatic organic acids that consist of one to six carbons of which acetate (C2), propionate (C3), and butyrate (C4) are most abundant (≥95%). Acetate, propionate, and butyrate are present in an approximate molar ratio of 60:20:20 in the colon and stool [4]. Depending on the diet, the total maximum concentration of SCFAs decreases from 70 to 140 mM in the proximal colon from 20 to 70 mM in the distal colon [5].These metabolites, especially butyrate, serve as an important source of energy for the intestinal epithelial cells, providing about 60-70% of their ener gy demand. Colonocytes from germ-free mice are in an energy-deprived state and exhibit decreased expression of enzymes that catalyze key steps in intermediary metabolism including the tricarboxylic acid cycle. Consequently, there is a marked decrease in NADH/NAD + , oxidative phosphorylation, and ATP levels, that results in AMP-activated protein kinase activation, cyclin-dependent kinase inhibitor 1B phosphorylation and autophagy. When butyrate is added to germ-free colonocytes, it rescues their deficit in mitochondrial respiration and prevents them from undergoing autophagy [6].

Oxidation-antioxidant balance in the colon mucosa of rats at different times points after ceftriaxone administration

“…Порушення у складі мікробіоти супроводжувалось зниженням її метаболічної активності. Так, введення антибіотику цефалоспоринового ряду цефтриаксону викликало тривалі зміни у вмісті коротколанцюгових жирних кислот (КЛЖК) у фекаліях щурів, зокрема зниження масляної, пропіонової та оцтової кислот [8]. Навіть через 56 діб після відміни антибіотика концентрація КЛЖК була нижчою від контрольних значень.…”

“…Наші спостереження розширюють розуміння ролі мікробіоти кишечника в підтриманні гомеостазу клітин слизової оболонки та взаємозв'язку тривалого використання антибіотиків і розвитку запалення товстої кишки. Дисбіотичні порушення мікробіоти, обумовлені введенням антибіотика, можуть призводити до порушень енергетичного метаболізму колоноцитів через зниження продукції масляної кислоти [8]. Дефіцит енергії призводить до змін окисно-відновного стану клітин слизової оболонки товстої кишки та зниження інтенсивності окисного фосфорилювання і, як результат, розвитку оксидативного стресу [24], що відповідає змінам, виявленим у мишейгнотобіонтів [10].…”

Reduced fecal short‐chain fatty acids in hispanic children with ulcerative colitis

“…IBD patients have been shown to have dysbiosis with reduced numbers of short‐chain fatty acid (SCFA) producing bacteria (Goncalves 2018). SCFAs are defined as fatty acids having fewer than six carbons, including formic acid (C1), acetic acid (C2), propionic acid (C3), butyric acid (C4) and isovaleric acid(C5) (Holota et al, 2017). SCFAs are the main end‐products of anaerobic fermentation of dietary fiber by large intestine microbiota (Goncalves et al, 2018; Holota et al, 2017).…”

“…SCFAs are defined as fatty acids having fewer than six carbons, including formic acid (C1), acetic acid (C2), propionic acid (C3), butyric acid (C4) and isovaleric acid(C5) (Holota et al, 2017). SCFAs are the main end‐products of anaerobic fermentation of dietary fiber by large intestine microbiota (Goncalves et al, 2018; Holota et al, 2017). They provide the major source of energy for colonocytes, exert anti‐inflammatory effects, and regulate the growth of known pathogens (Goncalves et al, 2018; Holota et al, 2017).…”

“…SCFAs are the main end‐products of anaerobic fermentation of dietary fiber by large intestine microbiota (Goncalves et al, 2018; Holota et al, 2017). They provide the major source of energy for colonocytes, exert anti‐inflammatory effects, and regulate the growth of known pathogens (Goncalves et al, 2018; Holota et al, 2017).…”