Role of the Gut Microbiome in Uremia: A Potential Therapeutic Target

Abstract

Also known as the “second human genome,” the gut microbiome plays important roles in both the maintenance of health and the pathogenesis of disease. The symbiotic relationship between host and microbiome is disturbed due to proliferation of dysbiotic bacteria in patients with chronic kidney disease (CKD). Fermentation of protein and amino acids by gut bacteria generate excess amounts of potentially toxic compounds such as ammonia, amines, thiols, phenols, and indoles, but generation of short chain fatty acids is reduced. Impaired intestinal barrier function in CKD permits translocation of gut-derived uremic toxins into the systemic circulation, contributing to progression of CKD, cardiovascular disease, insulin resistance, and protein energy wasting. The field of microbiome research is still nascent, but evolving rapidly. Establishing symbiosis to treat uremic syndrome is a novel concept, but if proven effective will have significant impact on the management of patients with CKD.

Inflammation: A Key Contributor to the Genesis and Progression of Chronic Kidney Disease

“…Several recent publications have nicely detailed the contribution of intestinal dysbiosis to the genesis of uremic toxins that perpetuate a highly inflammatory Qian systemic milieu in CKD [61][62][63] . The multi-systemic detrimental effects of a uremic milieu in advanced CKD and end-stage renal disease are being discussed elsewhere in this book.…”

Kronik Böbrek Hastalığında Bağırsak Mikrobiyotası ve Diyet Posasının Rolü

“…KBH'da disbiyotik bakterilerin çoğalması sonucu konakla mikrobiyom arasındaki simbiyotik ilişki bozulmaktadır. Bağırsak bakterileri tarafından protein ve aminoasit fermantasyonu sonucu amonyak, aminler, tioller, fenoller ve indoller gibi potansiyel toksik bileşikler fazla miktarda oluşurken KZYA üretimi azalmaktadır (37). Son dönem böbrek yetmezliği (SDBY) olan hastalarda indoxyl sülfat, p-cresol sülfat, TMAO gibi proinflamatuvar üremik toksinlerin ana kaynağı kolonik bakterilerdir (45).…”

“…Burada vasküler hastalıklarla ve renal disfonksiyonla ilişkili üremik toksin olan indoksil sülfata (IS) dönüştürülürler (36). Tirozin aminoasidinin intestinal mikrobiyota (Clostridium difficile, Faecalibacterium prausnitzii, Bifidobacterium, Subdoligranulum, Lactobacillus) tarafından fermentasyonu sonucu oluşan p-cresol da portal dolaşımla karaciğere gelerek burada sülfatla birleşir ve p-cresol sülfata (PCS) dönüştürülür (37).…”

“…Bu maddeler intestinal lümen yüzeyinde bulunan sıkı bağlantı (tight junction) proteinlerine hasar vererek bağırsağın koruyucu epitelyal bariyerinde bozulmaya neden olmaktadır (58). İntestinal bariyer fonksiyonun bozulması bağırsak kaynaklı üremik toksinlerin sistemik dolaşıma translokasyonuna neden olarak KBH progresyonu, kardiyovasküler hastalıklar (KVH), insülin direnci, protein-enerji malnütrisyonu ve inflamasyona katkıda bulunmaktadır (37,44). Yapılan bir çalışmada KBH'sı olan 149 bireyde serum serbest/total indoxyl sülfat ve p-cresol düzeyleri ile inflamatuvar, antioksidan, oksidatif stres ve arteriyel kalınlık markerları arasındaki ilişki incelenmiştir.…”

Nutrients, Nutraceuticals and Xenobiotics Affecting Renal Health

“…Some hints do exist pointing to the importance of gut microbiota balance in the prevention of renal function decline [7] with fibres playing a primary role in the modulation of microbial metabolism. In 3 of 22 [7,25]. Again, an adequate fiber intake within a balanced diet is fundamental in maintaining a healthy gut metabolism and promoting intestinal wellness.…”