Направленное воздействие на микробиому кишечника: новый подход к лечению диабета

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nutrients, рассматривает ключевую роль микробиоты кишечника в патогенезе и управлении сахарным диабетом (СД).

Роль микробиома кишечника при диабете

Предыдущие исследования показали, что сахарный диабет 2 типа (СД2) может быть связан с определенными изменениями в составе микробиоты кишечника. В частности, у пациентов с СД2 было обнаружено пониженное содержание бактерий типа Firmicutes и Clostridia по сравнению с контрольной группой.

Были также отмечены положительные корреляции между соотношением Bacteroides-Prevotella к C. coccoides-E. rectale и Bacteroidetes к Firmicutes и концентрацией глюкозы в плазме. У пациентов с СД2 было больше Betaproteobacteria, что положительно коррелировало с пониженной толерантностью к глюкозе.

Метагеномное ассоциационное исследование (MGWAS) в Китае сообщило о микробном дисбиозе у пациентов с СД2. В кишечнике этих пациентов были обнаружены определенные патогены, такие как Clostridium hathewayi, Bacteroides caccae, Eggerthella lenta, Clostridium ramosum, Clostridium symbiosum и Escherichia coli.

Также было отмечено значительное снижение бактерий, продуцирующих бутират, таких как Faecalibacterium prausnitzii, Clostridiales sp. SS3/4, E. rectale, Roseburia inulinivorans и Roseburia intestinalis. В микробиоме кишечника у пациентов с СД2 также было больше видов, разрушающих слизь и восстанавливающих сульфаты.

Исследование, проведенное среди европейских женщин с СД2, подтвердило снижение уровней Faecalibacterium prausnitzii и Roseburia intestinalis. Было также обнаружено уменьшение концентрации пяти видов Clostridium и увеличение четырех видов Lactobacillus.

Корреляция между Clostridium и гликозилированным гемоглобином (HbA1c), C-пептидом, триглицеридами в плазме и инсулином была отрицательной, тогда как HbA1c положительно коррелировал с уровнями Lactobacillus. Эти данные указывают на связь этих микробных видов с развитием СД2.

Дисбиоз влияет на патогенез СД2 через различные молекулярные механизмы. Например, микробиота кишечника может влиять на метаболизм липидов и глюкозы, что, в свою очередь, влияет на развитие СД2. Эти эффекты могут быть вызваны важными регуляторами, такими как желчные кислоты, разветвленные цепочечные аминокислоты (BCAAs), короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs) и липополисахариды бактерий (LPS).

Микробиота кишечника как терапевтическая мишень для лечения диабета

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

Некоторые бактериальные штаммы, такие как Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium bifidum, оказывают положительное влияние на различные метаболические процессы. Один из ключевых механизмов действия заключается во взаимодействии SCFAs с G-белковыми рецепторами, что улучшает чувствительность к инсулину. Терапевтические стратегии, направленные на активацию сиртуина 1 (SIRT1), также показали многообещающие результаты в улучшении чувствительности к инсулину и контроле гликемии у диабетиков.

Фетуин-А, белок, продуцируемый печенью, может ингибировать инсулиновую сигнализацию, а его повышенные уровни ассоциируются с инсулинорезистентностью и повышенным воспалением. Рандомизированное контролируемое исследование показало, что добавление Lactobacillus casei в течение восьми недель снижает уровни фетуина-А, увеличивает SIRT1, а также улучшает инсулинорезистентность и уровни инсулина и постпрандиальной глюкозы. L. casei также обладает противовоспалительными свойствами, о чем свидетельствуют сниженные уровни маркеров воспаления, таких как С-реактивный белок (CRP) и фактор некроза опухоли α (TNF-α), после добавления L. casei.

Синбиотики, комбинации пробиотиков и пребиотиков, также предлагают многообещающий подход к лечению диабета. Исследование с участием диабетиков, проходящих гемодиализ, показало, что синбиотические добавки значительно снижают концентрации инсулина, уровни глюкозы натощак и инсулинорезистентность, одновременно увеличивая чувствительность к инсулину.

Фекальная микробиотрансплантация (FMT), включающая пересадку фекальных бактерий от здорового человека другому человеку, была изучена для лечения СД2. Одно исследование показало, что FMT, как самостоятельно, так и в комбинации с метформином, приводит к значительным улучшениям ключевых клинических показателей у пациентов с СД2, включая снижение индекса массы тела (BMI), уровней глюкозы до и после еды, а также концентраций HbA1c.

Диета и физические упражнения также могут существенно влиять на состав микробиоты кишечника. Цельнозерновые и богатые клетчаткой диеты поддерживают благоприятную и разнообразную микробную среду, что приводит к производству SCFAs, которые могут снижать воспаление и улучшать чувствительность к инсулину.

Регулярные физические упражнения также положительно влияют на микробиоту кишечника, способствуя лучшему регулированию уровня глюкозы в крови. Модели на мышах показали, что упражнения приводят к производству SCFAs и восстанавливают здоровье кишечника.

Результаты обзора указывают на то, что механизм дисбиоза микробиоты может быть потенциальным фактором в патогенезе СД2, представляя собой новые варианты лечения, направленные на микробиоту. Для разработки более персонализированных медицинских вмешательств необходимо провести дополнительные исследования, чтобы лучше понять роль нарушения микробиоты кишечника в патогенезе и прогрессировании СД2.