Роль микробиома кишечника при сахарном диабете

Предыдущие исследования показали, что СД 2 типа (СД2) может быть связан с определенными изменениями состава кишечной микробиоты, включая более низкие уровни Firmicutes и Clostridia в кишечной микробиоте пациентов с СД2 по сравнению с контрольной группой.

Также были отмечены положительные корреляции между соотношениями Bacteroides-Prevotella к C. coccoides-E. rectale и Bacteroidetes к Firmicutes и концентрациями глюкозы в плазме. У пациентов с СД2 бетапротеобактерии были более распространенными, что положительно коррелировало со снижением толерантности к глюкозе.

В китайском метагеномном ассоциативном исследовании (MGWAS) сообщалось о микробном дисбиозе у пациентов с СД2. С этой целью в кишечнике пациентов с СД2 было выявлено большее присутствие определенных патогенов, включая Clostridium hathewayi, Bacteroides caccae, Eggerthella, lenta Clostridium ramosum, Clostridium symbiosum и Escherichia coli.

Одновременно наблюдалось заметное снижение количества бактерий, продуцирующих бутират, включая Faecalibacterium prausnitzii, Clostridiales sp. SS3/4, E. rectale, Roseburia inulinivorans и Roseburia intestinalis . В микробиоме кишечника пациентов с СД2 также сообщалось о более высоком количестве видов, разрушающих муцин, и сульфатредуцирующих видов.

В предыдущем исследовании европейских женщин с СД2 было подтверждено снижение уровней Faecalibacterium prausnitzii и кишечной розебурии. Кроме того, наблюдалось снижение концентрации пяти видов Clostridium и увеличение численности четырех видов Lactobacillus.

Корреляция между клостридиями и гликозилированным гемоглобином (HbA1c), С-пептидом, триглицеридами плазмы и инсулином была отрицательной, при этом HbA1c положительно коррелировал с уровнями лактобацилл . В совокупности эти результаты позволяют предположить, что эти виды микробов могут быть связаны с развитием СД2.

Дисбактериоз влияет на патогенез СД2 посредством различных молекулярных механизмов. Например, микробиота кишечника может влиять на метаболизм липидов и глюкозы, тем самым влияя на развитие СД2. Эти эффекты могут быть вызваны важными регуляторами, такими как желчные кислоты, аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA), короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) и бактериальные липополисахариды (LPS).

Кишечная микробиота как терапевтическая мишень для лечения диабета

Пробиотики улучшают гликемический контроль и чувствительность к инсулину, особенно у диабетиков и лиц с риском развития диабета.

Определенные штаммы бактерий, такие как Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium bifidum , оказывают благоприятное воздействие на многочисленные метаболические процессы. Ключевым механизмом действия является реакция между SCFAs и рецепторами, связанными с G-белком, которая повышает чувствительность к инсулину. Терапевтические стратегии, нацеленные на активность сиртуина 1 (SIRT1), также показали многообещающие результаты в улучшении чувствительности к инсулину и гликемического контроля у больных сахарным диабетом.

Фетуин-А, который является белком, получаемым из печени, может отключать передачу сигналов инсулина, при этом более высокие уровни фетуина-А связаны с резистентностью к инсулину и усилением воспаления. Одно рандомизированное контролируемое исследование показало, что прием добавок Lactobacillus casei в течение восьми недель приводил к снижению уровня фетуина-А, увеличению SIRT1, а также к улучшению резистентности к инсулину и концентрации глюкозы в крови как при приеме инсулина, так и после приема пищи. Также было показано, что L. casei обладает противовоспалительными свойствами, при этом в предыдущих исследованиях сообщалось о снижении уровней маркеров воспаления, таких как С-реактивный белок (CRP) и фактор некроза опухоли α (TNF-α), после приема добавок с L. casei .

Синбиотики — это комбинации пробиотиков и пребиотиков, которые также предлагают многообещающий подход к лечению диабета. Одно исследование с участием диабетиков, находящихся на гемодиализе, показало, что синбиотические добавки значительно снижают концентрацию инсулина, уровень глюкозы в крови натощак и инсулинорезистентность, одновременно повышая чувствительность к инсулину.

Трансплантация фекальной микробиоты (FMT), при которой фекальные бактерии от здорового человека пересаживаются другому человеку, была исследована для лечения СД2. Одно исследование показало, что ФМТ, как самостоятельно, так и в комбинации с метформином, приводила к значительному улучшению ключевых клинических показателей у пациентов с СД2, включая снижение значений индекса массы тела (ИМТ), уровня глюкозы в крови до и после приема пищи, а также концентрации HbA1c.

Диета и физические упражнения также могут оказывать значительное влияние на состав кишечной микробиоты. Цельнозерновые продукты и диеты с высоким содержанием клетчатки поддерживают благоприятную и разнообразную микробную среду, что приводит к выработке SCFA, которые могут уменьшить воспаление и улучшить чувствительность к инсулину.

Регулярные физические упражнения также влияют на микробиоту желудочно-кишечного тракта, что может улучшить регуляцию уровня глюкозы в крови. Фактически, на мышиных моделях было продемонстрировано, что физические упражнения приводят к выработке SCFA и восстановлению здоровья кишечника.

Выводы

Результаты обзора указывают на то, что механизм дисбиоза микробиома может быть потенциальным фактором в патогенезе СД2, таким образом, представляя новые варианты лечения для вмешательств, ориентированных на микробиоту. Для разработки более персонализированных медицинских вмешательств необходимы дополнительные исследования, позволяющие лучше понять роль нарушения работы микробиома кишечника в патогенезе и прогрессировании СД2.