Suplementacja kwasem masłowym: forma podania i implikacje kliniczne

Dane literaturowe sugerują, że suplementacja kwasem masłowym, zwłaszcza w postaci maślanu sodu, może przynosić wymierne korzyści kliniczne u pacjentów z zaburzeniami funkcjonowania przewodu pokarmowego. Fizjologiczne właściwości kwasu masłowego, będącego jednym z głównych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA) produkowanych przez mikrobiotę jelitową, obejmują wspieranie integralności bariery jelitowej, modulację odpowiedzi immunologicznej oraz wpływ na homeostazę metaboliczną. Maślan sodu to farmaceutyczna forma soli kwasu masłowego, bioaktywnego metabolitu produkowanego przez bakterie jelitowe o udokumentowanym wpływie na szlaki biochemiczne w obrębie błony śluzowej jelit oraz na skład mikrobioty jelitowej [1-9].

W warunkach homeostazy względnie beztlenowe bakterie jelitowe (Clostridium spp., Eubacterium spp., Fusobacterium spp., Butyrivibrio spp., Roseburia spp.) produkują kwas masłowy, jednocześnie zużywając tlen ze światła jelita. Wspiera to warunki niezbędne dla kolonizacji przez mikrobiotę fizjologiczną. Odpowiednia podaż maślanu w jelicie jest kluczowa dla utrzymania integralności mikrobioty oraz funkcji nabłonka jelitowego [1–7]. W warunkach fizjologicznych kwas masłowy powstaje w wyniku fermentacji bakteryjnej gatunków bakterii butyrogennych. W stanach dysbiozy jelitowej, związanej m.in. z chorobami zapalnymi lub zaburzeniami czynnościowymi, może dochodzić do jego niedoboru na skutek zmniejszonej endogennej produkcji i zwiększonego zapotrzebowania. Tło to uzasadnia badania nad wpływem suplementacji maślanem sodu na nasilenie i częstotliwość objawów u pacjentów z zaburzeniami przewodu pokarmowego o różnej etiologii, a naukowcy wskazują, że istnieje potrzeba opracowania optymalnej formy podania oraz dawkowania dopasowanego do konkretnych zaburzeń [1–5,11-15].

Maślan sodu jest szybko wchłaniany przez komórki nabłonka przewodu pokarmowego w miejscu jego uwolnienia – z pokarmu, preparatu farmaceutycznego lub w wyniku fermentacji mikrobioty. Zatem skuteczność suplementacji zależy nie tylko od dawki, ale również od formy podaży maślanu, która wpływa na miejsce uwalniania, biodostępność oraz tolerancję przez pacjenta. Ochrona maślanu sodu przed przedwczesnym wchłonięciem oraz neutralizacja jego charakterystycznego zapachu są istotne dla efektów klinicznych [1–5,8,11,13,14].

Z fizjologicznego punktu widzenia kluczowe jest dotarcie maślanu do jelita cienkiego i grubego. Farmaceutyczne formy różnią się profilem uwalniania, tolerancją, wygodą stosowania oraz skutkami ubocznymi. Kwas masłowy i maślan sodu mają nieprzyjemny zapach i smak, co obniża akceptację podczas suplementacji. Wlewki doodbytnicze są skuteczne w leczeniu końcowych odcinków jelita grubego (np. po radioterapii) i odbytnicy, ale nie dostarczają maślanu do jelita cienkiego, co jest niezbędne w przebiegu zaburzeń takich jak SIBO, IBS czy w przebiegu choroby Leśniowskiego-Crohna [13–14].

W badaniach dotychczas stosowano różne postacie farmaceutyczne: maślan sodu, maślan wapnia, maślan krystaliczny (wlewki), tributyrynę oraz pochodne (np. 4-fenylo-maślan sodu). Najczęściej stosowane były: maślan sodu w kapsułkach/saszetkach i wlewki doodbytnicze[7,13–15].
Doustne formy podaży maślanu może cechować:
1. Odmienny sposób uwalniania w przewodzie pokarmowym zależny od:
   • rodzaju składnika aktywnego (kwas masłowy, maślan sodu i inne formy kwasu masłowego)
   • sposobu ochrony kwasu masłowego przed działaniem enzymów trawiennych na poszczególnych odcinkach przewodu pokarmowego (rodzaju kapsułki, mikrootoczkowanie, zawieszenie w matrycy trójglicerydowej lub innej np. polisacharydowej mającej na celu opóźnienie uwalniania maślanu sodu z preparatu)
2. Odmienna jednorazowa dawka preparatu
3. Odmienna tolerancja przez pacjentów wynikająca np. z możliwości przełykania kapsułek, tabletek, tolerancji smaku czy skutków ubocznych powodowanych przez skład kapsułki lub mikrogranulatu.

Efekty kliniczne nie zależą tylko od dawki suplementacji, ale także od formy stosowania maślanu sodu. Wlewki doodbytnicze nie umożliwiają dotarcia składnikowi aktywnemu do jelita cienkiego. Dysbioza i stan zapalny mogą występować także w obrębie jelita cienkiego, zatem ten sposób podania nie będzie miał efektu terapeutycznego w schorzeniach i zaburzeniach obejmujących ten odcinek przewodu pokarmowego (jak np. choroba Leśniowskiego-Crohna, SIBO czy IBS).
Przykładowo, wrzodziejące zapalenie jelita grubego (ulcerative colitis, UC) ogranicza się do błony śluzowej jelita grubego i zwykle obejmuje odbytnicę oraz — w bardziej zaawansowanych przypadkach — rozciąga się proksymalnie w kierunku okrężnicy. Z kolei choroba Leśniowskiego-Crohna (Crohn’s disease, CD) może występować w dowolnym odcinku przewodu pokarmowego, od jamy ustnej po odbyt, jednak najczęściej zajmuje końcowy odcinek jelita krętego i początek okrężnicy. Równomierne dostarczanie maślanu sodu może mieć zatem istotne znaczenie kliniczne [16].

W polskim badaniu in vitro [Kiciak i wsp, 2023] porównano preparaty zawierające maślan sodu pod względem ilości uwalniania substancji czynnej w modelowych warunkach przewodu pokarmowego [17,18]. Kapsułki i tabletki różnych producentów inkubowano w roztworach symulujących środowisko żołądka, dwunastnicy, jelita czczego i krętego. Ilość uwolnionego maślanu uwolnionego w żołądku, w dwunastnicy i jelicie czczym, a także w jelicie cienkim określano ilościowo, natomiast poziom w jelicie grubym szacowano obliczeniowo. Stwierdzono bardzo duże różnice w profilach uwalniania. Opatentowany składnik MSB®, wykazywał najrównomierniejszy profil uwalniania. W pozostałych preparatach obserwowano skokowe uwalnianie maślanu, co może wpływać na skuteczność kliniczną. Wyniki podkreślają konieczność odnoszenia efektów terapeutycznych do konkretnych preparatów technologicznych, ponieważ forma podania może determinować biodostępność i miejsce działania substancji aktywnej. Duża część badanych preparatów nie zapewnia równomiernego uwalniania i dostarczania wystarczającej ilości maślanu szczególnie do dalszych odcinków jelita, co ogranicza ich zastosowanie kliniczne [1–5,11,14].

Ryc. 1. Ilości maślanu sodu (ujęte procentowo) uwolnione w poszczególnych odcinkach przewodu pokarmowego w eksperymentalnym modelu przewodu pokarmowego (in vitro). Ilość maślanu, która przechodzi do jelita grubego, określono na podstawie wyliczenia 

Podsumowując, skuteczność kliniczna suplementacji kwasem masłowym – zwłaszcza w formie maślanu sodu – zależy nie tylko od zastosowanej dawki, lecz przede wszystkim od zastosowanej technologii farmaceutycznej, a także od indywidualnych czynników takich jak dieta pacjenta, stan mikrobioty jelitowej, rodzaj zaburzenia pacjenta. Kluczowe znaczenie ma profil uwalniania substancji czynnej, który decyduje o biodostępności, miejscu działania w przewodzie pokarmowym oraz potencjale terapeutycznym. Wyniki badań in vitro oraz obserwacji klinicznych wskazują, że preparaty zawierające opatentowaną formę MSB® umożliwiają równomierne dostarczanie maślanu wzdłuż całego jelita, co może mieć szczególne znaczenie w terapii schorzeń obejmujących zarówno jelito cienkie, jak i grube.  

Ze względu na zróżnicowaną lokalizację zmian w chorobach zapalnych (UC i CD) oraz zaburzeniach czynnościowych (IBS, SIBO), wybór odpowiedniej formy preparatu powinien być dostosowany do miejsca patologii. Preparaty nieprzebadane pod kątem profilu uwalniania mogą nie zapewnić odpowiedniego efektu terapeutycznego,. W związku z tym niezbędna jest dalsza standaryzacja technologii podaży maślanu oraz przypisywanie wyników badań klinicznych do konkretnych postaci technologicznych, a nie jedynie do substancji czynnej. Takie podejście umożliwi optymalne wykorzystanie maślanu sodu jako postbiotyku o udokumentowanym potencjale klinicznym. Z uwagi na fakt, że wiele preparatów z maślanem dostępnych jest jako suplementy diety lub wyroby medyczne, kluczowa staje się ich walidacja pod kątem skuteczności, bezpieczeństwa oraz zgodności technologicznej z deklaracjami producenta.
 

1. Guilloteau P et al.: F. From the gut to the peripheral tissues: the multiple efects of butyrate. Nutr Res Rev. 2010 Dec;23(2):366-84
2. Salvi PS et al. Butyrate and the Intestinal Epithelium: Modulation of Proliferation and Inflammation in Homeostasis and Disease. Cells. 2021
3. Hodgkinson K. et al.. Butyrate's role in human health and the current progress towards its clinical application to treat gastrointestinal disease. Clin Nutr. 2023 Feb;42(2):61-75
4. Martin-Gallausiaux C et al.: SCFA: mechanisms and functional importance in the gut. Proc Nutr Soc. 2021 Feb;80(1):37-49
5. Canani R. al.: Potential beneficial effects of butyrate in intestinal and extraintestinal diseases. World J Gastroenterol. 2011 Mar 28;17(12):1519-28.
6. Siddiqui MT et al.: The Immunomodulatory Functions of Butyrate. J Inflamm Res. 2021 Nov 18;14:6025-6041.
7. Banasiewicz T., Borycka-Kiciak K., Dobrowolska-Zachwieja A. et al.: Clinical aspects of sodium butyrate application in dietary treatment of bowel diseases. Przegląd Gastroenterologiczny 2010; 5 (6): 329–334  
8. Pietrzak A I wsp.: Sodium Butyrate Effectiveness in Children and Adolescents with Newly Diagnosed Inflammatory Bowel Diseases-Randomized Placebo-Controlled Multicenter Trial. Nutrients. 2022 Aug 11;14(16):3283. doi: 10.3390/nu14163283. PMID: 36014789; PMCID: PMC9414716.
9. Facchin S. I wsp.: Microbiota changes induced by microencapsulated sodium butyrate in patients with inflammatory bowel disease. Neurogastroenterol Motil. 2020 Oct;32(10):e13914. doi: 10.1111/nmo.13914. Epub 2020 May 31. PMID: 32476236; PMCID: PMC7583468.
10. Arora, T. et al.: Therapeutic Potential of Butyrate for Treatment of Type 2 Diabetes.  Endocrinol.2021, 12, 761834.
11. Coppola S. I wsp.: Therapeutic Effects of Butyrate on Pediatric Obesity: A Randomized Clinical Trial. JAMA Netw Open. 2022 Dec 1;5(12):e2244912. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2022.44912. Erratum in: JAMA Netw Open. 2024 Jun 3;7(6):e2421429. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2024.21429. PMID: 36469320; PMCID: PMC9855301.
12. Pituch A. I wsp.: A. Butyric acid in functional constipation. Przegląd  Gastroenterologiczny 2013;8(5):295-8.  
13. Borycka-Kiciak K.: Butyric acid - a well-known molecule revisited. Przegląd Gastroenterologiczny 2017;12(2):83-89
14. Banasiewicz T.: Determination of butyric acid dosage based on clinical and experimental studies - a literature review. Prz Gastroenterol. 2020;15(2):119-125.   
15. Chen J. I wsp: Effects of Intestinal Microbial⁻Elaborated Butyrate on Oncogenic Signaling Pathways. Nutrients. 2019 May 7;11(5):1026. doi: 10.3390/nu11051026. PMID: 31067776; PMCID: PMC6566851.
16. Longo S. i wsp.: New Insights into Inflammatory Bowel Diseases from Proteomic and Lipidomic Studies. Proteomes. 2020 Aug 10;8(3):18. doi: 10.3390/proteomes8030018. PMID: 32784952; PMCID: PMC7565982.
17. Banasiewicz T. Badanie porównujące profil uwalniania się w jelicie aktualnie dostępnych na rynku polskim produktów zawierających maślan sodu. Medycyna Faktów. 2017; 4(37). 
18. Kiciak A. Aktualizacja badania profili uwalniania w przewodzie pokarmowym preparatów z maślanem sodu dostępnych na polskim rynku. Farmacja Praktyczna. 2023; Supl.(11-12).