Co je butyrát?

Butyrát je vedlejší produkt fermentace vlákniny, který má významný podíl na zdraví střev. 

Co je to vlastně ten butyrát?

Můžete mít málo butyrátu?

Jaké má butyrát účinky?

Nachází se butyrát v potravinách?

Má butyrát nežádoucí účinky?

Kyselina máselná, butyrát sodný a tributyrin

Literatura

Co je to butyrát?

Butyrát vzniká, když je vláknina štěpena bakteriemi ve vašem tlustém střevě. Během procesu trávení se vláknina nerozkládá. Místo toho ji bakterie rozkládají v procesu fermentace. Butyrát je vedlejší produkt – někdy nazývaný jako postbiotikum - fermentace, který hraje významnou roli při udržování zdraví tlustého střeva. Butyrát poskytuje hlavní zdroj energie (až 70 %) pro buňky tlustého střeva – kolonocyty. [1] Kolonocyty jsou důležitou součástí slizniční bariery.  

Některé potraviny zvyšují hladinu butyrátu více, protože mají vysoký obsah rozpustné fermentovatelné vlákniny. 

O vlastnostech vlákniny a jejích zdrojích se dočtete v našem dalším článku.

Můžete mít málo butyrátu?

Člověk může mít nízké hladiny butyrátu a vyšší riziko infekce nebo zánětu ve střevě, pokud:

• nejí dostatek potravin, které pomáhají tělu produkovat butyrát;
• nejí dostatek potravin, které butyrát obsahují;
• jí příliš mnoho průmyslově zpracovaných potravin;
• užívá některé léky (např. antibiotika) nebo má poruchu střevního mikrobiomu kvůli chronickému onemocnění, jako je diabetes [2].

Jaké má butyrát účinky?

Výzkum ukazuje, že butyrát může prospívat střevnímu mikrobiomu a ose střevo-mozek [2]. Dostatečná hladina butyrátu je spojována s hubnutím, stabilizaci krevního cukru, udržení nebo zlepšení funkce střev a ochranu před nemocemi nebo pomoc při jejich léčbě.

Nižší hladiny butyrátu a/nebo mikrobů, které jsou odpovědné za produkci tohoto metabolitu, jsou spojeny s onemocněním a horšími zdravotními výsledky [3]

1. Butyrát a jeho účinky na tlusté střevo

Studie naznačují, že doplňky obsahující butyrát mohou redukovat závažnost patogenních bakteriálních infekcí snížením zánětu, což by mohlo předcházet potenciálně fatálním stavům, jako je sepse. [4]

Výzkumníci také spojili nízké koncentrace butyrátu se zvýšeným rizikem vzniku zánětlivých onemocnění střev a rakoviny tlustého střeva a konečníku. [5] Strava bohatá na vlákninu, která podporuje tvorbu butyrátu, může snížit riziko vzniku rakoviny tlustého střeva.

Jedna laboratorní studie provedená na lidských buněčných liniích rakoviny tlustého střeva zjistila, že sodný butyrát zastavil růst těchto buněk a vyvolal jejich programovanou smrt, známou jako apoptóza. Bylo také zjištěno, že snižuje poškození způsobené rakovinou nebo chemoterapií. [6]

2. Butyrát a jeho účinky na onemocnění střev

Butyrát podporujestřevní bariéru, která brání bakteriím a dalším mikrobům proniknout do krve. Doplněk butyrátu může pomoci se syndromem dráždivého tračníku (IBS), divertikulitidou a Crohnovou chorobou.

Ve studii, které se účastnilo 66 dospělých se syndromem dráždivého tračníku (IBS), ti, kteří užívali denní dávku butyrátu, hlásili menší bolest břicha a zlepšení vyprazdňování. [7] V další, malé, studii 9 ze 13 lidí s mírnější Crohnovou chorobou hlásilo zlepšení příznaků po užívání kyseliny máselné každý den po dobu osmi týdnů. [8]

3. Butyrát a jeho účinky na hladinu cukru a hubnutí

Butyrát pomáhá produkovat střevní hormony, které regulují hladinu cukru v krvi. Výzkum ukázal souvislost mezi produkcí butyrátu a nižší inzulinovou rezistencí. Výzkum na myších s obezitou také ukázal, že suplementace butyrátu zvyšuje energetický výdej a snižuje obezitu. [9,10]

Nejnovější placebem kontrolovaná klinická studie byla uskutečněna mezi dětskými pacienty s obezitou. Ke standardní léčbě obezity bylo některým účastníkům přidáno 20mg/kg butyrátu (800mg byla maximální dávka). Po šesti měsících byl pozorovaný pokles v BMI o 0,25 SDS a více častěji ve skupině užívající butyrát než v placebo skupině. Ve skupině pacientů užívající butyrát byl také pozorován pokles obvodu pasu, hladinu inzulinu a hladiny IL-6. [11]

4. Butyrát a jeho účinky na mozek

Podání butyrátu, bakterií produkující butyrát může zlepšovat zdraví mozkové tkáně. Studie naznačuje, že butyrát může chránit mozek a zlepšovat jeho schopnost adaptace. [12]

5. Butyrát a jeho účinek na spánek

Studie z roku 2019 ukázala, že myši a krysy, které dostávaly butyrát, vykazovaly vysoký nárůst Non-REM spánku (tedy hlubokého spánku, kdy je pohyb očí klidný). Tato fáze spánku je důležitá pro zdraví těla i duše. [13]

Nachází se butyrát v potravinách?

Butyrát lze nalézt v menší míře v potravinách. Je ale lepší zaměřit se spíše na zlepšení produkce butyrátu.

• Tvrdý sýr (parmazán, pecorino), máslo, fermentované potraviny obsahují butyrát.
• Potraviny obsahující fermentovatelnou vlákninu. Mezi nejvíce butyrogenní vlákninu řadíme rezistentní škrob a fruktooligosacharidy.
• Dostatek spánku, cvičení a nízké hladiny stresu

Má butyrát nežádoucí účinky?

Na toto téma je potřeba více výzkumu. Je však doporučeno těhotným nebo kojícím ženám vynechat doplňky stravy obsahující kyselinu máselnou. Vysoké dávky butyrátu mohou být problematické u lidí s akutním zánětem střev a potencionálně zhoršovat kolitidu. Butyrát je vhodný pro lidi trpící mírnější formou onemocnění střev.

Pokud trpíte onemocněním střev, konzultujte užívání butyrátu se svým lékařem.

Kyselina máselná, butyrát sodný (sodium butyrate) a tributyrin (tributyrine)

Kyselina máselná, butyrát, butyrát sodný a tributyrin jsou různé formy stejné molekuly. V másle a mléčných výrobcích se nachází kyselina máselná ve formě triglyceridů - tributyrinů, případně dibutyrinů a kyseliny máselné. Jakmile se tento triglycerid rozpadne působením enzymu lipáza, uvolňuje se kyselina máselná, která dává typický zápach žluklému máslu nebo třeba parmazánu. V másle tedy najdeme tributyriny, v parmázánu už více kyseliny máselné. V doplňcích stravy nalezneme převážně butyrát sodný.

Butyrát je malá molekula, která se snadno vstřebává a metabolizuje již v žaludku. To snižuje biologickou dostupnost dále ve střevě a může také v některých případech vyvolat zánět. Butyrát sodný se snadno rozpouští ve vodě a pro jeho funkčnost je tedy potřeba zabezpečit bezpečnou dopravu skrze žaludek do střev. Používají se tvrdé, enterosolventní kapsle, nebo je butyrát sodný potahován tenkou vrstvou tuku. Tato ochrana zajistí, že se butyrát uvolní až ve střevech.

Tributyrin v doplňcích stravy jsou tři molekuly kyseliny máselné navázané na glycerol. Tento triglycerid začne uvolňovat butyrát až po uvolnění enzymu lipáza ze slinivky břišní. Tímto je zaručeno, že butyrát začne fungovat až v oblasti střev.

Tento způsob ochrany je také možný, ale v doplňcích stravy méně častý. Značka Terrapotheka vám přináší butyrát právě formě tributyrinů. 

---

Kam dále? V našem blogu naleznete také další články o jednotlivých vitamínech a minerálech. V sekci zdraví naleznete články týkající se různých zdravotních stavů a typy na techniky, bylinky a živiny, které by mohly pomoci. Nově také zavádíme kategorii herbář, která se postupně rozrůstá o jednotlivé byliny, které naleznete u nás v nabídce. 

---

Literatura

• Salvi PS, Cowles RA. Butyrate and the Intestinal Epithelium: Modulation of Proliferation and Inflammation in Homeostasis and Disease. Cells. 2021 Jul 14;10(7):1775. doi: 10.3390/cells10071775. PMID: 34359944; PMCID: PMC8304699. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8304699/
• Stilling RM, van de Wouw M, Clarke G, Stanton C, Dinan TG, Cryan JF. The neuropharmacology of butyrate: The bread and butter of the microbiota-gut-brain axis? Neurochem Int. 2016 Oct;99:110-132. doi: 10.1016/j.neuint.2016.06.011. Epub 2016 Jun 23. PMID: 27346602. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27346602/
• Kendra Hodgkinson, Faiha El Abbar, Peter Dobranowski, Juliana Manoogian, James Butcher, Daniel Figeys, David Mack, Alain Stintzi. Butyrate’s role in human health and the current progress towards its clinical application to treat gastrointestinal disease. Clinical Nutrition, Volume 42, Issue 2, 2023, Pages 61-75, ISSN 0261-5614, https://doi.org/10.1016/j.clnu.2022.10.024.
• Chen J, Vitetta L. The Role of Butyrate in Attenuating Pathobiont-Induced Hyperinflammation. Immune Netw. 2020 Feb 4;20(2):e15. doi: 10.4110/in.2020.20.e15. PMID: 32395367; PMCID: PMC7192831. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7192831/
• Geng Hong-Wei, Yin Feng-Yi, Zhang Zhi-Fa, Gong Xu, Yang Yun. Butyrate Suppresses Glucose Metabolism of Colorectal Cancer Cells via GPR109a-AKT Signaling Pathway and Enhances Chemotherapy. Frontiers in Molecular Biosciences, 8, 2021. ISSN=2296-889X DOI=10.3389/fmolb.2021.634874 https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmolb.2021.634874/full
• Zhang J, Yi M, Zha L, Chen S, Li Z, Li C, Gong M, Deng H, Chu X, Chen J, Zhang Z, Mao L, Sun S. Sodium Butyrate Induces Endoplasmic Reticulum Stress and Autophagy in Colorectal Cells: Implications for Apoptosis. PLoS One. 2016 Jan 19;11(1):e0147218. doi: 10.1371/journal.pone.0147218. PMID: 26784903; PMCID: PMC4718706. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4718706/
• Banasiewicz T, Krokowicz Ł, Stojcev Z, Kaczmarek BF, Kaczmarek E, Maik J, Marciniak R, Krokowicz P, Walkowiak J, Drews M. Microencapsulated sodium butyrate reduces the frequency of abdominal pain in patients with irritable bowel syndrome. Colorectal Dis. 2013 Feb;15(2):204-9. doi: 10.1111/j.1463-1318.2012.03152.x. PMID: 22738315. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22738315/
• Di Sabatino A, Morera R, Ciccocioppo R, Cazzola P, Gotti S, Tinozzi FP, Tinozzi S, Corazza GR. Oral butyrate for mildly to moderately active Crohn's disease. Aliment Pharmacol Ther. 2005 Nov 1;22(9):789-94. doi: 10.1111/j.1365-2036.2005.02639.x. PMID: 16225487. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16225487/
• Sanna, S., van Zuydam, N.R., Mahajan, A. et al. Causal relationships among the gut microbiome, short-chain fatty acids and metabolic diseases. Nat Genet 51, 600–605 (2019). https://doi.org/10.1038/s41588-019-0350-x
• Gao Z, Yin J, Zhang J, Ward RE, Martin RJ, Lefevre M, Cefalu WT, Ye J. Butyrate improves insulin sensitivity and increases energy expenditure in mice. Diabetes. 2009 Jul;58(7):1509-17. doi: 10.2337/db08-1637. Epub 2009 Apr 14. PMID: 19366864; PMCID: PMC2699871. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19366864/
• Coppola S, Nocerino R, Paparo L, Bedogni G, Calignano A, Di Scala C, et al. Therapeutic effects of butyrate on pediatric obesity: A randomized clinical trial. JAMA Netw Open. 2022;5(12):e2244912. doi:10.1001/jamanetworkopen.2022.44912 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36469320/
• Cantu-Jungles TM, Rasmussen HE, Hamaker BR. Potential of Prebiotic Butyrogenic Fibers in Parkinson's Disease. Front Neurol. 2019;10:663. Published 2019 Jun 20. doi:10.3389/fneur.2019.00663 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6595503/
• Szentirmai É, Millican NS, Massie AR, Kapás L. Butyrate, a metabolite of intestinal bacteria, enhances sleep. Sci Rep. 2019;9(1):7035. Published 2019 May 7. doi:10.1038/s41598-019-43502-1 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6504874/