Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ
день перший
день другий

АКУШЕРИ ГІНЕКОЛОГИ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ
день перший
день другий

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

International journal of endocrinology Том 18, №6, 2022

Back to issue

Prospects for probiotics use as the gut microbiota modulators in obesity (literature review)

Authors: Милославський Д.К., Коваль С.М.
ДУ «Національний інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України», м. Харків, Україна

Categories: Endocrinology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

В огляді закордонних джерел літератури з наукометричної бази Pubmed розглядається питання щодо перспектив використання та ефективності пробіотиків як модуляторів кишкової мікробіоти при ожирінні. Авторами наводяться дані щодо патогенетичної ролі кишкової мікробіоти та її похідних, перш за все коротколанцюгових жирних кислот при метаболічно асоційованих захворюваннях, таких як ожиріння. Наводиться історична довідка, класифікація цієї групи біологічно активних препаратів, перелік керівництв з їх застосування, провідні механізми дії пробіотиків, насамперед за умов ожиріння, їх сприятливий вплив на антропометричні показники, параметри ліпідно-вуглеводного гомеостазу, провідні біомаркери, які асоціюються із захворюванням. Наводяться дані щодо перспектив призначення пробіотиків особам з морбідним ожирінням після баріатричної хірургії, акцентується увага на харчових продуктах з пробіотичними властивостями, розглядається питання щодо подальших досліджень та безпеки використання препаратів пробіотичної серії з урахуванням низки вимог до ефективного їх призначення. Пробіотичні препарати можуть мати сприятливий ефект як комплементарна терапія для боротьби з ожирінням при тривалому використанні у високих дозах. У низці експериментальних та клінічних досліджень повідомлялось про зниження маси тіла, рівнів глюкози, ліпідів та інших біомаркерів при прийомі пробіотиків. Короткочасне (≤ 12 тижнів) вживання пробіотиків сприяло зменшенню індексу маси тіла і процентного вмісту жиру в організмі, але вираженість зазначених ефектів була невеликою. Модулювання стану кишкової мікробіоти з використанням мультистрейнових поліштамних пробіотиків може стати цінним інструментом на додаток до традиційних ліпідознижуючих та анорексигенних засобів. В умовах зростаючого інтересу до методів мікробіологічної терапії, активного застосування препаратів цієї групи, насиченості ринку пробіотиків особливого значення набуває питання безпеки пробіотичних штамів.

The review of foreign sources of literature from the PubMed scientometric database examines the issue of prospects for the use and effectiveness of probiotics as modulators of gut micro­biota in obesity. The authors provide data on the pathogenetic role of gut microbiota and its derivatives, first of all short-chain fatty ­acids, in metabolically associated diseases, such as obesity. We provide a historical reference, the classification of this group of biologically active drugs, list of guidelines on their use, the leading mechanisms of action of probiotics, primarily in obesity, their favorable effects on anthropometric indicators, parameters of lipid-carbohydrate homeostasis, the leading biomarkers associated with disease. Data are given on the prospects for prescribing probiotics in morbidly obese people after bariatric surgery; the attention is focused on food pro­ducts with probiotic properties; the issue of further research and the safety of using probiotic drugs is considered, taking into account a number of requirements for their effective use. Probiotic preparations may have a beneficial effect as a complementary therapy to fight obesity when used for a long time in high doses. Several expe­rimental and clinical studies reported a decrease in body weight, the levels of glucose, lipid and other biomarkers when taking probio­tics. Short-term (≤ 12 weeks) use of probiotics contributed to a decrease in body mass index and body fat percentage, but the intensity of these effects was small. Gut microbiota modulation using multistrain probiotics may be a valuable tool in addition to traditional lipid-lowering agents and anorexigens. In conditions of growing interest in the methods of microbiological therapy, the active use of drugs of this group, probiotic market saturation, the question of the safety of probiotic strains is of particular importance.


Keywords

ожиріння; кишкова мікробіота; пробіотики; антропометричні показники; ліпідно-вуглеводний гомеостаз; біомаркери; огляд

obesity; gut microbiota; probiotics; anthropometric indicators; lipid-carbohydrate homeostasis; biomarkers; review


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

  1. Noncommunicable diseases and their risk factors. STEPwise Approach to NCD Risk Factor Surveillance (STEPS). URL: https://www.who.int/ncds/surveillance/steps/en/
  2. Koval S.M., Snihurska I.O., Vysotska O., Strashnenko H.M., Wójcik W., Dassibekov K. Prognosis of essential hypertension progression in patients with abdominal obesity. In book: Information Technology in Medical Diagnostics II, Wójcik, Pavlov&Kalimoldayev (Eds). London: Taylor&Francis Group; 2019. 275-288. doi: 10.1201/9780429057618-32. 
  3. Ejtahed H.S., Tabatabaei-Malazy O., Soroush A.R., Hasani-Ranjbar S., Siadat S.D., Raes J., Larijani B. Worldwide trends in scientific publications on association of gut microbiota with obesity. Iran J. Basic Med. Sci. 2019. 22(1). 65-71. doi: 10.22038/ijbms.2018.30203.7281.
  4. Sivamaruthi B.S., Kesika P., Suganthy N., Chaiyasut C. A Review on Role of Microbiome in Obesity and Antiobesity Properties of Probiotic Supplements. Biomed Res. Int. 2019. 2019. 3291367. doi: 10.1155/2019/3291367. 
  5. Régnier M., Van H.M., Knauf C., Cani P.D. Gut microbiome, endocrine control of gut barrier function and metabolic diseases. J. Endocrinol. 2021. 248(2). R67-R82. doi: 10.1530/JOE-20-0473. 
  6. van Son J., Koekkoek L.L., La Fleur S.E., Serlie M.J., Nieuwdorp M. The Role of the Gut Microbiota in the Gut — Brain Axis in Obesity: Mechanisms and Future Implications. Int. J. Mol. Sci. 2021. 22(6). 2993. doi: 10.3390/ijms22062993. 
  7. Breton J., Galmiche M., Déchelotte P. Dysbiotic Gut Bacteria in Obesity: An Overview of the Metabolic Mechanisms and Therapeutic Perspectives of Next-Generation Probiotics. Microorganisms. 2022. 10(2). 452. doi: 10.3390/microorganisms10020452. 
  8. Mittal R., Debs L.H., Patel A.P., et al. Neurotransmitters: The critical modulators regulating gut-brain axis. J. Cell. Physiol. 2017. 232(9). 2359-2372. doi: 10.1002/jcp.25518.
  9. Yaghoubfar R., Behrouzi A., Ashrafian F., et al. Modulation of serotonin signaling/metabolism by Akkermansia muciniphila and its extracellular vesicles through the gut-brain axis in mice. Sci. Rep. 2020. 10. 22119. doi: 10.1038/s41598-020-79171-8. 
  10. Markowiak-Kopeć P., Śliżewska K. The Effect of Probiotics on the Production of Short-Chain Fatty Acids by Human Intestinal Microbiome. Nutrients. 2020. 12(4). 1107. doi: 10.3390/nu12041107. 
  11. Azad A.K., Sarker M., Wan D. Immunomodulatory Effects of Probiotics on Cytokine Profiles. Biomed Res. Int. 2018. 2018. 8063647. doi: 10.1155/2018/8063647. 
  12. Miloslavsky D., Mysnychenko O., Penkova M., Schenyavska Е., Koval S. Abdominal obesity and gut microbiota (Review). Georgian Med. News. 2021. (316-317). 142-146 (in Russian).
  13. Abenavoli L., Scarpellini E., Colica C., et al. Gut Microbiota and Obesity: A Role for Probiotics. Nutrients. 2019. 11(11). 2690. doi: 10.3390/nu11112690. 
  14. Vasile N., Ghindea R., Vassu T. Probiotics-an alternative treatment for various diseases. Roum. Arch. Microbiol. Immunol. 2011. 70(2). 54-9. 
  15. Li H.Yu., Zhou D.D., Gan R.Y., et al. Effects and Mechanisms of Probiotics, Prebiotics, Synbiotics, and Postbiotics on Metabolic Diseases Targeting Gut Microbiota: A Narrative Review Nutrients. 2021. 13(9).  3211. doi: 10.3390/nu13093211. 
  16. Vallianou N., Stratigou T., Christodoulatos G.S., Tsigalou C., Dalamaga M. Probiotics, Prebiotics, Synbiotics, Postbiotics, and Obesity: Current Evidence, Controversies, and Perspectives. Curr. Obes. Rep. 2020. 9(3). 179-192. doi: 10.1007/s13679-020-00379-w. 
  17. Kapoor B., Singh A., Gulati M., et al. Orchestration of Obesolytic Activity of Microbiome: Metabiotics at Centre Stage. Curr. Drug Metab. 2022. 23(2). 90-8. doi: 10.2174/1389200223666220211095024. 
  18. Swanson K.S., Gibson G.R., Hutkins R., et al. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of synbiotics. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2020. 17(11). 687-701. doi: 10.1038/s41575-020-0344-2. 
  19. Shokryazdan P., Jahromi M.F., Liang J.B., Ho Y.W. Probiotics: From Isolation to Application. J. Am. Col. Nutr. 2017. 36(8). 666-76.
  20. Milajerdi A., Mousavi S.M., Sadeghi A., Salari-Moghaddam A., Parohan M., Larijani B., Esmaillzadeh A. The effect of probiotics on inflammatory biomarkers: a meta-analysis of randomized clinical trials. Eur. J. Nutr. 2020. 59(2). 633-49. doi: 10.1007/s00394-019-01931-8. 
  21. Ooi L.G., Liong M.T. Cholesterol-lowering effects of probiotics and prebiotics: a review of in vivo and in vitro findings. Int. J. Mol. Sci. 2010. 11(6). 2499-522. doi: 10.3390/ijms11062499. 
  22. Falalyeyeva T., Mamula Y., Scarpellini E., Leshchenko I., Humeniuk A., Pankiv I., Kobyliak N. Probiotics and obesity associated disease: an extended view beyond traditional strains. Minerva Gastroenterol. (Torino). 2021. 67(4). 348-356. doi: 10.23736/S2724-5985.21.02909-0. PMID: 35040301.
  23. Lau E., Neves J.S., Ferreira-Magalhães M., Carvalho D., Freitas P. Probiotic Ingestion, Obesity, and Metabolic-Related Disorders: Results from NHANES, 1999-2014. Nutrients. 2019. 11(7). E1482. doi: 10.3390/nu11071482. 
  24. Tomé-Castro X.M., Rodriguez-Arrastia M., Cardona D., Rueda-Ruzafa L., Molina-Torres G., Roman P. Probiotics as a therapeutic strategy in obesity and overweight: a systematic review. Benef. Microbes. 2021. 12(1). 5-15. doi: 10.3920/BM2020.0111.
  25. Alard J., Cudennec B., Boutillier D., et al. Multiple Selection Criteria for Probiotic Strains with High Potential for Obesity Management. Nutrients. 2021. 13(3). 713. doi: 10.3390/nu13030713. 
  26. Borgeraas H., Johnson L.K., Skattebu J., Hertel J.K., Hjelmesaeth J. Effects of probiotics on body weight, body mass index, fat mass and fat percentage in subjects with overweight or obesity: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Obes. Rev. 2018. 19(2). 219-32. doi: 10.1111/obr.12626. 
  27. Oniszczuk A., Oniszczuk T., Gancarz M., Szymańska J. Role of Gut Microbiota, Probiotics and Prebiotics in the Cardiovascular Diseases. Review. Molecules. 2021. 26(4). 1172. doi: 10.3390/molecules26041172. 
  28. Nabil Abuqwider J., Mauriello G., Altamimi M. Akkermansia muciniphila, a New Generation of Beneficial Microbiota in Modulating Obesity: A Systematic Review. Review. Microorganisms. 2021. 9(5). 1098. doi: 10.3390/microorganisms9051098. 
  29. Ferreira da Silva T., Neves Casarotti S., Lelis Vilela de Oliveira G., Lúcia Barretto Penna A. The impact of probiotics, prebiotics, and synbiotics on the biochemical, clinical, and immunological markers, as well as on the gut microbiota of obese hosts.Review. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2021. 61(2). 337-355. doi: 10.1080/10408398.2020.1733483.
  30. Shirvani-Rad S., Tabatabaei-Malazy O., Mohseni S., et. al. Probiotics as a Complementary Therapy for Management of Obesity: A Systematic Review. Review. Evid Based Complement Alternat Med. 2021. 2021. 6688450. doi: 10.1155/2021/6688450. 
  31. Song E.J., Han K., Lim T.J., et al. Effect of probiotics on obesity-related markers per enterotype: a double-blind, placebo-controlled, randomized clinical trial. EPMA J. 2020. 11(1). 31-51. doi: 10.1007/s13167-020-00198-y.
  32. Çelik M.N., Ünlü Söğüt M. Probiotics Improve Chemerin Levels and Metabolic Syndrome Parameters in Obese Rats. Balkan Med. J. 2019. 36(5). 270-5. doi: 10.4274/balkanmedj.galenos.2019.2019.2.61.
  33. Hibberd A.A., Yde C.C., Ziegler M.L., et al. Probiotic or synbiotic alters the gut microbiota and metabolism in a randomised controlled trial of weight management in overweight adults. Benef. Microbes. 2019. 10(2):121-35. doi: 10.3920/BM2018.0028.
  34. Ferrarese R., Ceresola E.R., Preti A., Canducci F. Probiotics, prebiotics and synbiotics for weight loss and metabolic syndrome in the microbiome era. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2018. 22(21). 7588-605. doi: 10.26355/eurrev_201811_16301. 
  35. Crovesy L., Ostrowski M., Ferreira D.M.T.P., Rosado E.L., Soares-Mota M. Effect of Lactobacillus on body weight and body fat in overweight subjects: a systematic review of randomized controlled clinical trials. Int. J. Obes. (Lond). 2017. 41(11). 1607-1614. doi: 10.1038/ijo.2017.161.
  36. Mekkes M.C., Weenen T.C., Brummer R.J., Claassen E. The development of probiotic treatment in obesity: a review. Benef. Microbes. 2014. 5(1). 19-28. doi: 10.3920/BM2012.0069. 
  37. Barengolts E. Gut microbiota, prebiotics, probiotics, and synbiotics in management of obesity and prediabetes: review of randomized controlled trials. Endocr. Pract. 2016. 22(10). 1224-34. doi: 10.4158/EP151157.RA.
  38. Kim Y.A., Keogh J.B., Clifton P.M. Probiotics, prebiotics, synbiotics and insulin sensitivity. Nutr. Res. Rev. 2018. 31(1). 35-51. doi: 10.1017/S095442241700018X. 
  39. Sergeev I.N., Aljutaily T., Walton G., Huarte E. Effects of Synbiotic Supplement on Human Gut Microbiota, Body Composition and Weight Loss in Obesity. Nutrients. 2020. 12(1). 222. doi: 10.3390/nu12010222. 
  40. Kobyliak N., Falalyeyeva T., Boyko N., Tsyryuk O., Beregova T., Ostapchenko L. Probiotics and nutraceuticals as a new frontier in obesity prevention and management. Diabetes Res. Clin. Pract. 2018. 141. 190-9. doi: 10.1016/j.diabres.2018.05.005.
  41. Cai H., Wen Z., Xu X., Wang J., Li X., Meng K., Yang P. Serum Metabolomics Analysis for Biomarkers of Lactobacillus plantarum FRT4 in High-Fat Diet-Induced Obese Mice. Foods. 2022. 11(2). 184. doi: 10.3390/foods11020184. 
  42. Zhang Yu., Yan T., Xu Ch., Yang H., Zhang T., Liu Ya. Probiotics Can Further Reduce Waist Circumference in Adults with Morbid Obesity after Bariatric Surgery: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Review. Evid Based Complement Alternat Med. 2021. 2021. 5542626. doi: 10.1155/2021/5542626. 
  43. Jones R.B., Alderete T.L., Martin A.A., Geary B.A., Hwang D.H., Palmer S.L., Goran M.I. Probiotic supplementation increases obesity with no detectable effects on liver fat or gut microbiota in obese Hispanic adolescents: a 16-week, randomized, placebo-controlled trial. Pediatr. Obes. 2018. 13(11). 705-14. doi: 10.1111/ijpo.12273.
  44. Cabral L.Q.T., Ximenez J.A., Moreno K.G.T., Fernandes R. Probiotics have minimal effects on appetite-related hormones in overweight or obese individuals: A systematic review of randomized controlled trials. Clin. Nutr. 2021. 40(4). 1776-87. doi: 10.1016/j.clnu.2020.10.028. 
  45. López-Moreno A., Suárez A., Avanzi C., Monteoliva-Sánchez M., Aguilera M. Probiotic Strains and Intervention Total Doses for Modulating Obesity-Related Microbiota Dysbiosis: A Systematic Review and Meta-analysis. Nutrients. 2020. 12(7). 1921. doi: 10.3390/nu12071921. 
  46. Baruah R., Ray M., Halami P.M. Preventive and therapeutic aspects of fermented foods. J. Appl. Microbiol. 2022. 132. 3476-3489. doi: 10.1111/jam.15444. 
  47. Sun R., Li D., Sun M., et al. Bacillus natto ameliorates obesity by regulating PI3K/AKT pathways in rats. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2022. 603. 160-6. doi: 10.1016/j.bbrc.2022.03.012.

Back to issue