nach oben

Die Diabetologie

Erschienen in:

14.02.2021 | Pneumologie | Leitthema

Mikrobiom und metabolische Fettlebererkrankung (MeFLD)

verfasst von: Noreen Neuwirth, Samuel Kochenburger, Prof. Dr. med. Christian Sina

Erschienen in: Die Diabetologie | Ausgabe 4/2021

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Hintergrund

Trotz zunehmender Forschungsanstrengungen bleiben die Pathogenese und Pathophysiologie der metabolischen Fettlebererkrankung (MeFLD) inklusive hepatischer Folgekomplikationen bislang nur unzureichend verstanden. Neben Dyslipidämien sowie Störungen des Glukosestoffwechsels steht zunehmend die intestinale Mikrobiota im Verdacht, über die Beeinflussung des Stoffwechsels sowie des Immunsystems maßgeblich an der Entstehung sowie am Fortschreiten der MeFLD beteiligt zu sein.

Ziel der Arbeit

Funktionelle Mechanismen, wie das Mikrobiom potenziell zur Entstehung der MeFLD beiträgt, sollen anhand der aktuellen Literatur aufgezeigt werden.

Material und Methoden

Geeignete Literatur wurde mittels systematischer PubMed-Suche recherchiert und bildet die Grundlage dieser Arbeit.

Ergebnisse

Zahlreiche über das Mikrobiom kontrollierte molekulare Mechanismen könnten an der Entstehung von MeFLD beteiligt sein. Während Tierstudien eine klare Evidenz für diesen Zusammenhang lieferten, stehen klinische Beweise trotz insgesamt vielversprechender präliminarer Studienergebnisse noch aus. Ergebnisse humaner Interventionsstudien mit Prä‑, Pro- oder Synbiotika sowie fäkalem Mikrobiomtransfer deuten aber darauf hin, dass die Modulation des Mikrobioms einen Einfluss auf die Entstehung und den Verlauf von MeFLD hat.

Diskussion

Mit fortschreitendem Verständnis über den spezifischen Einfluss des Mikrobioms im Rahmen der Pathogenese der MeFLD könnten zukünftig zielgerichtete mikrobiommodulierende Maßnahmen zur Prävention und Therapie der MeFLD ergriffen werden.

Liu Y, Zhong G‑C, Tan H‑Y et al (2019) Nonalcoholic fatty liver disease and mortality from all causes, cardiovascular disease, and cancer: a meta-analysis. Sci Rep. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47687-3CrossRefPubMedPubMedCentral

Sheka AC, Adeyi O, Thompson J et al (2020) Nonalcoholic steatohepatitis: a review. JAMA 323:1175–1183PubMed

Starley BQ, Calcagno CJ, Harrison SA (2010) Nonalcoholic fatty liver disease and hepatocellular carcinoma: a weighty connection. Hepatology 51:1820–1832PubMed

Takahashi Y, Fukusato T (2014) Histopathology of nonalcoholic fatty liver disease/nonalcoholic steatohepatitis. World J Gastroenterol 20(42):15539–15548PubMedPubMedCentral

Eslam M, Sanyal AJ, George J (2020) MAFLD: a consensus-driven proposed nomenclature for metabolic associated fatty liver disease. Gastroenterology 158:1999–2014.e1PubMed

Divella R, Mazzocca A, Daniele A et al (2019) Obesity, nonalcoholic fatty liver disease and adipocytokines network in promotion of cancer. Int J Biol Sci 15:610–616PubMedPubMedCentral

Boza C, Riquelme A, Ibañez L et al (2005) Predictors of nonalcoholic steatohepatitis (NASH) in obese patients undergoing gastric bypass. Obes Surg 15:1148–1153PubMed

Denkmayr L, Feldman A, Stechemesser L et al (2018) Lean patients with non-alcoholic fatty liver disease have a severe histological phenotype similar to obese patients. J Clin Med 7(12):562PubMedCentral

Pierantonelli I, Svegliati-Baroni G (2019) Nonalcoholic fatty liver disease: basic pathogenetic mechanisms in the progression from NAFLD to NASH. Transplantation 103:e1–e13PubMed

10.

Noureddin M, Vipani A, Bresee C et al (2018) NASH leading cause of liver transplant in women: updated analysis of indications for liver transplant and ethnic and gender variances. Am J Gastroenterol 113:1649–1659PubMed

11.

Hung CK, Bodenheimer HC Jr. (2018) Current treatment of nonalcoholic fatty liver disease/nonalcoholic steatohepatitis. Clin Liver Dis 22:175–187PubMed

12.

Gilbert JA, Blaser MJ, Caporaso JG et al (2018) Current understanding of the human microbiome. Nat Med 24:392–400PubMedPubMedCentral

13.

Cleophas MCP, Ratter JM, Bekkering S et al (2019) Effects of oral butyrate supplementation on inflammatory potential of circulating peripheral blood mononuclear cells in healthy and obese males. Sci Rep 9:775PubMedPubMedCentral

14.

Kespohl M, Vachharajani N, Luu M et al (2017) The microbial metabolite butyrate induces expression of th1-associated factors in CD4(+) T cells. Front Immunol 8:1036PubMedPubMedCentral

15.

Meroni M, Longo M, Dongiovanni P (2019) Alcohol or gut microbiota: who is the guilty? Int J Mol Sci 20(18):4568. https://doi.org/10.3390/ijms20184568CrossRefPubMedCentral

16.

Vich Vila A, Collij V, Sanna S et al (2020) Impact of commonly used drugs on the composition and metabolic function of the gut microbiota. Nat Commun 11:362PubMedPubMedCentral

17.

Zinöcker MK, Lindseth IA (2018) The western diet-microbiome-host interaction and its role in metabolic disease. Nutrients 10(3):365. https://doi.org/10.3390/nu10030365CrossRefPubMedCentral

18.

Durack J, Lynch SV (2019) The gut microbiome: relationships with disease and opportunities for therapy. J Exp Med 216:20–40PubMedPubMedCentral

19.

Yamada S, Kamada N, Amiya T et al (2017) Gut microbiota-mediated generation of saturated fatty acids elicits inflammation in the liver in murine high-fat diet-induced steatohepatitis. BMC Gastroenterol 17:136PubMedPubMedCentral

20.

Bäckhed F, Ding H, Wang T et al (2004) The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proc Natl Acad Sci U S A 101:15718–15723PubMedPubMedCentral

21.

Le Roy T, Llopis M, Lepage P et al (2013) Intestinal microbiota determines development of non-alcoholic fatty liver disease in mice. Gut 62:1787–1794PubMed

22.

Gangarapu V, Ince AT, Baysal B et al (2015) Efficacy of rifaximin on circulating endotoxins and cytokines in patients with nonalcoholic fatty liver disease. Eur J Gastroenterol Hepatol 27:840–845PubMed

23.

Wong VW, Tse CH, Lam TT et al (2013) Molecular characterization of the fecal microbiota in patients with nonalcoholic steatohepatitis—a longitudinal study. PLoS One 8:e62885PubMedPubMedCentral

24.

de Faria Ghetti F, Oliveira DG, de Oliveira JM et al (2018) Influence of gut microbiota on the development and progression of nonalcoholic steatohepatitis. Eur J Nutr 57:861–876PubMed

25.

Schwimmer JB, Johnson JS, Angeles JE et al (2019) Microbiome signatures associated with steatohepatitis and moderate to severe fibrosis in children with nonalcoholic fatty liver disease. Gastroenterology 157:1109–1122PubMedPubMedCentral

26.

Kolodziejczyk AA, Zheng D, Shibolet O et al (2019) The role of the microbiome in NAFLD and NASH. EMBO Mol Med 11(2):e9302. https://doi.org/10.15252/emmm.201809302CrossRefPubMed

27.

Caussy C, Loomba R (2018) Gut microbiome, microbial metabolites and the development of NAFLD. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 15:719–720PubMed

28.

Chen YM, Liu Y, Zhou RF et al (2016) Associations of gut-flora-dependent metabolite trimethylamine-N-oxide, betaine and choline with non-alcoholic fatty liver disease in adults. Sci Rep 6:19076PubMedPubMedCentral

29.

Kwan SY, Jiao J, Qi J et al (2020) Bile acid changes associated with liver fibrosis and steatosis in the Mexican-American population of south texas. Hepatol Commun 4:555–568PubMedPubMedCentral

30.

Ridlon JM, Kang DJ, Hylemon PB et al (2014) Bile acids and the gut microbiome. Curr Opin Gastroenterol 30:332–338PubMedPubMedCentral

31.

Duarte SMB, Stefano JT, Miele L et al (2018) Gut microbiome composition in lean patients with NASH is associated with liver damage independent of caloric intake: a prospective pilot study. Nutr Metab Cardiovasc Dis 28:369–384PubMed

32.

Yun Y, Kim H‑N, Lee E‑J et al (2019) Fecal and blood microbiota profiles and presence of nonalcoholic fatty liver disease in obese versus lean subjects. PLoS ONE 14:e213692PubMedPubMedCentral

33.

Brun P, Castagliuolo I, Di Leo V et al (2007) Increased intestinal permeability in obese mice: new evidence in the pathogenesis of nonalcoholic steatohepatitis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 292:G518–525PubMed

34.

Cheng C, Tan J, Qian W et al (2018) Gut inflammation exacerbates hepatic injury in the high-fat diet induced NAFLD mouse: attention to the gut-vascular barrier dysfunction. Life Sci 209:157–166PubMed

35.

Rahman K, Desai C, Iyer SS et al (2016) Loss of junctional adhesion molecule A promotes severe steatohepatitis in mice on a diet high in saturated fat, fructose, and cholesterol. Gastroenterology 151:733–746.e12PubMedPubMedCentral

36.

Arab JP, Arrese M, Trauner M (2018) Recent insights into the pathogenesis of nonalcoholic fatty liver disease. Annu Rev Pathol 13:321–350PubMed

37.

Cani PD, Jordan BF (2018) Gut microbiota-mediated inflammation in obesity: a link with gastrointestinal cancer. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 15:671–682PubMed

38.

Kuzmich NN, Sivak KV, Chubarev VN et al (2017) TLR4 signaling pathway modulators as potenzial therapeutics in inflammation and sepsis. Vaccines (Basel) 5(4):34. https://doi.org/10.3390/vaccines5040034CrossRef

39.

Desai MS, Seekatz AM, Koropatkin NM et al (2016) A dietary fiber-deprived gut microbiota degrades the colonic mucus barrier and enhances pathogen susceptibility. Cell 167:1339–1353.e21PubMedPubMedCentral

40.

Cani PD, Osto M, Geurts L et al (2012) Involvement of gut microbiota in the development of low-grade inflammation and type 2 diabetes associated with obesity. Gut Microbes 3(4):279–288PubMedPubMedCentral

41.

Chassaing B, Koren O, Goodrich JK et al (2015) Dietary emulsifiers impact the mouse gut microbiota promoting colitis and metabolic syndrome. Nature 519(7541):92–96PubMedPubMedCentral

42.

Lock JY, Carlson TL, Wang CM et al (2018) Acute exposure to commonly ingested emulsifiers alters intestinal mucus structure and transport properties. Sci Rep 8:10008PubMedPubMedCentral

43.

Ijssennagger N, van der Meer R, van Mil SWC (2016) Sulfide as a mucus barrier-breaker in inflammatory bowel disease? Trends Mol Med 22:190–199PubMed

44.

Jensen BAH, Holm JB, Larsen IS et al (2019) Lysates of methylococcus capsulatus bath induce a lean-like microbiota, intestinal foxP3+RORγt+IL-17+ Tregs and improve metabolism. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/855486CrossRef

45.

Sharifnia T, Antoun J, Verriere TG et al (2015) Hepatic TLR4 signaling in obese NAFLD. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 309:G270–278PubMedPubMedCentral

46.

Wang J, Si Y, Wu C et al (2012) Lipopolysaccharide promotes lipid accumulation in human adventitial fibroblasts via TLR4-NF-κB pathway. Lipids Health Dis 11:139PubMedPubMedCentral

47.

Etienne-Mesmin L, Vijay-Kumar M, Gewirtz AT et al (2016) Hepatocyte toll-like receptor 5 promotes bacterial clearance and protects mice against high-fat diet-induced liver disease. Cell Mol Gastroenterol Hepatol 2:584–604PubMedPubMedCentral

48.

Lee YS, Kim YH, Jung YS et al (2017) Hepatocyte toll-like receptor 4 mediates lipopolysaccharide-induced hepcidin expression. Exp Mol Med 49:e408PubMedPubMedCentral

49.

Liu M, Peng J, Tai N et al (2018) Toll-like receptor 9 negatively regulates pancreatic islet beta cell growth and function in a mouse model of type 1 diabetes. Diabetologia 61:2333–2343PubMedPubMedCentral

50.

Wan X, Xu C, Yu C et al (2016) Role of NLRP3 inflammasome in the progression of NAFLD to NASH. Can J Gastroenterol Hepatol 2016:6489012PubMedPubMedCentral

51.

Mirea AM, Tack CJ, Chavakis T et al (2018) IL‑1 family cytokine pathways underlying NAFLD: towards new treatment strategies. Trends Mol Med 24:458–471PubMedPubMedCentral

52.

Bigorgne AE, John B, Ebrahimkhani MR et al (2016) TLR4-dependent secretion by hepatic stellate cells of the neutrophil-chemoattractant CXCL1 mediates liver response to gut microbiota. PLoS ONE 11:e151063PubMedPubMedCentral

53.

Meng XM, Nikolic-Paterson DJ, Lan HY (2016) TGF-β: the master regulator of fibrosis. Nat Rev Nephrol 12:325–338PubMed

54.

Zhu L, Baker SS, Gill C et al (2013) Characterization of gut microbiomes in nonalcoholic steatohepatitis (NASH) patients: a connection between endogenous alcohol and NASH. Hepatology 57:601–609PubMed

55.

Yuan J, Chen C, Cui J et al (2019) Fatty liver disease caused by high-alcohol-producing Klebsiella pneumoniae. Cell Metab 30:675–688.e7PubMed

56.

Aljomah G, Baker SS, Liu W et al (2015) Induction of CYP2E1 in non-alcoholic fatty liver diseases. Exp Mol Pathol 99:677–681PubMedPubMedCentral

57.

Aranha MM, Cortez-Pinto H, Costa A et al (2008) Bile acid levels are increased in the liver of patients with steatohepatitis. Eur J Gastroenterol Hepatol 20:519–525PubMed

58.

Ferslew BC, Xie G, Johnston CK et al (2015) Altered bile acid metabolome in patients with nonalcoholic steatohepatitis. Dig Dis Sci 60:3318–3328PubMedPubMedCentral

59.

Ogawa Y, Kurosu H, Yamamoto M et al (2007) BetaKlotho is required for metabolic activity of fibroblast growth factor 21. Proc Natl Acad Sci U S A 104:7432–7437PubMedPubMedCentral

60.

So WY, Cheng Q, Chen L et al (2013) High glucose represses β‑klotho expression and impairs fibroblast growth factor 21 action in mouse pancreatic islets: involvement of peroxisome proliferator-activated receptor γ signaling. Diabetes 62:3751–3759PubMedPubMedCentral

61.

Finn PD, Rodriguez D, Kohler J et al (2019) Intestinal TGR5 agonism improves hepatic steatosis and insulin sensitivity in western diet-fed mice. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 316:G412–G424PubMedPubMedCentral

62.

Ding L, Chang M, Guo Y et al (2018) Trimethylamine-N-oxide (TMAO)-induced atherosclerosis is associated with bile acid metabolism. Lipids Health Dis 17:286PubMedPubMedCentral

63.

Roy S, Yuzefpolskaya M, Nandakumar R et al (2020) Plasma trimethylamine-N-oxide and impaired glucose regulation: results from the oral infections, glucose intolerance and insulin resistance study (ORIGINS). PLoS ONE 15:e227482PubMedPubMedCentral

64.

Dong ZX, Zhang J, Luo YC et al (2020) The correlation between trimethylamine N‑oxide, lipoprotein ratios, and conventional lipid parameters in patients with unstable angina pectoris. Biosci Rep 40(1):BSR20192657. https://doi.org/10.1042/BSR20192657CrossRefPubMedPubMedCentral

65.

Tan X, Liu Y, Long J et al (2019) Trimethylamine N‑oxide aggravates liver steatosis through modulation of bile acid metabolism and inhibition of farnesoid X receptor signaling in nonalcoholic fatty liver disease. Mol Nutr Food Res 63:e1900257PubMed

66.

Bomhof MR, Parnell JA, Ramay HR et al (2019) Histological improvement of non-alcoholic steatohepatitis with a prebiotic: a pilot clinical trial. Eur J Nutr 58:1735–1745PubMed

67.

Eslamparast T, Poustchi H, Zamani F et al (2014) Synbiotic supplementation in nonalcoholic fatty liver disease: a randomized, double-blind, placebo-controlled pilot study. Am J Clin Nutr 99:535–542PubMed

68.

Ma YY, Li L, Yu CH et al (2013) Effects of probiotics on nonalcoholic fatty liver disease: a meta-analysis. World J Gastroenterol 19:6911–6918PubMedPubMedCentral

69.

Pachikian BD, Essaghir A, Demoulin JB et al (2013) Prebiotic approach alleviates hepatic steatosis: implication of fatty acid oxidative and cholesterol synthesis pathways. Mol Nutr Food Res 57:347–359PubMed

Titel: Mikrobiom und metabolische Fettlebererkrankung (MeFLD)
verfasst von: Noreen Neuwirth
Samuel Kochenburger
Prof. Dr. med. Christian Sina
Publikationsdatum: 14.02.2021
Verlag: Springer Medizin
Schlagwörter: Pneumologie
Fettleber
Darmmikrobiom
Probiotika
Mikrobiom der Atemwege
Erschienen in: Die Diabetologie / Ausgabe 4/2021
Print ISSN: 2731-7447
Elektronische ISSN: 2731-7455
DOI: https://doi.org/10.1007/s11428-021-00725-z

Leitlinien kompakt für die Innere Medizin

Mit medbee Pocketcards sicher entscheiden.

^{Seit 2022 gehört die medbee GmbH zum Springer Medizin Verlag}

Kostenlos registrieren

Neu im Fachgebiet Innere Medizin

23.04.2024 | Ablationstherapie | Nachrichten

Update Innere Medizin

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

Newsletter bestellen

Live-Webinar: Aktuelle Leitlinien bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Springer Medizin

Mikrobiom und metabolische Fettlebererkrankung (MeFLD)

Zusammenfassung

Hintergrund

Ziel der Arbeit

Material und Methoden

Ergebnisse

Diskussion

Leitlinien kompakt für die Innere Medizin

Neu im Fachgebiet Innere Medizin

Wie erfolgreich ist eine Re-Ablation nach Rezidiv?

Europäische Ernährungsgewohnheiten: Das sind die häufigsten Fehler

Hinter dieser Appendizitis steckte ein Erreger

Demenzkranke durch Antipsychotika vielfach gefährdet

Update Innere Medizin

Live-Webinar: Aktuelle Leitlinien bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Springer Medizin

Zusammenfassung

Hintergrund

Ziel der Arbeit

Material und Methoden

Ergebnisse

Diskussion

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2021

Veränderungen des Leberstoffwechsels bei Typ-1- und -2-Diabetes

Obstruktive Schlafapnoe, Glukosetoleranz und β-Zell-Funktion

Mikrobiom – Bedeutung für die Manifestation des Diabetes

Mitteilungen des BDE

DDG Praxisempfehlungen: Diabetes mellitus und Herz

Mitteilungen des BDI

Leitlinien kompakt für die Innere Medizin

Neu im Fachgebiet Innere Medizin

Wie erfolgreich ist eine Re-Ablation nach Rezidiv?

Europäische Ernährungsgewohnheiten: Das sind die häufigsten Fehler

Hinter dieser Appendizitis steckte ein Erreger

Demenzkranke durch Antipsychotika vielfach gefährdet

Update Innere Medizin