糖尿病是目前威脅全人類健康的最主要代謝性疾病之一,其中絕大部分為2型糖尿病,中國糖尿病人總數(shù)已經(jīng)達到將近一億人,為世界上糖尿病患者最多的國家。既往我們對糖尿病的發(fā)生總是圍繞在遺傳、肥胖、高糖高脂飲食等因素上,近年來越來越多的文獻證明,腸道菌群或許也參與到了糖尿病的發(fā)病過程中。
大量研究證實,2型糖尿病能夠影響到人體中作為“特殊器官”存在的腸道菌群的結(jié)構(gòu)組成,同時腸道菌群也已被證明能夠反作用于2型糖尿病。腸道菌群與糖尿病的發(fā)生有著密切的聯(lián)系,可能成為糖尿病的治療與干預(yù)靶點。
腸道菌群和糖尿病有何關(guān)系?
人體正常情況下,腸道菌群里98%的菌群主要為以下四種細菌門類:厚壁菌門、擬桿菌門、放線菌門和變形菌門。其中,厚壁菌門和擬桿菌門占絕對優(yōu)勢。
研究發(fā)現(xiàn),與人體正常的腸道菌群結(jié)構(gòu)相比,2型糖尿病患者的腸道菌群有以下結(jié)構(gòu)特點:
1、糞便中的菌種大多來自條件致病菌,比如糞便擬桿菌屬、多枝梭菌、共生梭菌、大腸桿菌等,并且富含產(chǎn)硫酸鹽的脫硫弧菌屬;
2、腸道厚壁菌門比例降低,擬桿菌門、大腸埃希菌等條件致病菌水平升高;
3、雙歧桿菌等益生菌的含量明顯減少;
4、羅氏菌屬等產(chǎn)丁酸類有益菌大量丟失,而梭菌等有害菌數(shù)目增多;
那么,腸道菌群失調(diào)是如何導(dǎo)致糖尿病的?
影響機體炎癥反應(yīng)?
人體腸道內(nèi)居住著1000多種細菌,總數(shù)目超過100萬億個,是人體細胞數(shù)的10倍,其總重量可達1.2Kg。
這些微生物與人體相互作用組成一個動態(tài)變化的生態(tài)系統(tǒng),稱為腸道微生態(tài)。腸道微生態(tài)參與營養(yǎng)物質(zhì)的代謝和吸收,同時還有抵御致病菌、誘導(dǎo)免疫、保護內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定等作用,對人體健康非常重要。
2型糖尿病患者出現(xiàn)腸道微生態(tài)中度失衡,引起腸道菌群的種類組成、豐度以及功能的改變,益生菌減少,有害菌增加,菌群種類減少。這樣會引起機體炎癥反應(yīng)水平升高,使體質(zhì)指數(shù)增加,促進胰島素抵抗,最終導(dǎo)致2型糖尿病發(fā)生。
影響血糖水平
目前已公認,腸道菌群在2型糖尿病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用,但具體機制如何?腸道菌群究竟對腸黏膜細胞做了什么,進而影響到血糖?2019年《美國科學(xué)院院報》(PNAS)上發(fā)表的一項研究給出了自己的答案。
加拿大和澳大利亞的研究人員發(fā)現(xiàn),失調(diào)的腸道菌群可通過分泌次級膽汁酸刺激腸壁細胞大量分泌5-羥色胺,進而升高血糖水平,使患者長期處于持續(xù)高血糖狀態(tài),導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生發(fā)展。
可見,次級膽汁酸分泌增加是腸道菌群對血糖下手的重要第一步。
腸道菌群通過短鏈脂肪酸(SCFAs)的變化來影響糖代謝
除膽汁酸途徑外,腸道菌群還可能通過SCFAs來影響糖尿病的進展。SCFAs是腸道菌群發(fā)酵食物產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物之一,包括乙酸、丙酸、丁酸等。
2019年荷蘭格羅寧根大學(xué)和英國牛津大學(xué)的研究證實了腸道菌群導(dǎo)致糖代謝功能障礙的因果關(guān)系,并提出了腸道微生物產(chǎn)生SCFAs的變化是重要機制。其結(jié)果表明,糞便中丁酸鹽含量越高,預(yù)示著胰島素反應(yīng)越好;另一方面,糞便中丙酸含量升高則會增加2型糖尿病風(fēng)險,而這些均與基因有一定關(guān)系。
益生菌如何降血糖?
越來越多的研究表明菌群失調(diào)造成內(nèi)毒素入血所致的慢性炎癥,是糖尿病等代謝性疾病發(fā)展的重要因素之一。菌群紊亂失衡,可引發(fā)全身慢性反應(yīng)炎癥,從而導(dǎo)致胰島β細胞損傷和胰島素抵抗下降,同時影響體內(nèi)其他細胞對糖分的吸收用于轉(zhuǎn)化能量,造成人體機能難以正常運轉(zhuǎn),最后引發(fā)一系列并發(fā)癥。已有研究證明,益生菌補充劑可以降低代謝性內(nèi)毒素血癥,改善小鼠的血糖控制情況。
此外,益生菌能降低LPS(細菌脂多糖)濃度,減少炎癥反應(yīng),提高胰島素敏感性,改善胰島素抵抗血糖,進而達到防治糖尿病的目的。益生菌對改善糖尿病的可能機制如下圖所示。這些研究中使用的益生菌主要為乳酸桿菌屬( Lactobacillus )和雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)。所以益生菌作為一種新的干預(yù)方式,逐漸成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點。
近幾年,國內(nèi)團隊對益生菌制劑對糖尿病患者血糖控制之間的關(guān)聯(lián)性也進行了臨床研究和探索。雙歧桿菌四聯(lián)活菌片是一種口服的復(fù)方制劑,主要由嬰兒雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、糞腸球菌、蠟樣芽孢桿菌構(gòu)成,前三者屬于健康人體腸道正常菌群,補充該菌群后可抑制腸道中某些致病菌,維持腸道正常蠕動,后者在腸道中定植,消耗氧氣,為雙歧桿菌等厭氧菌營造厭氧環(huán)境,促進其生長和繁殖。國外文獻指出,益生菌補充劑對于T2DM的FPG,HbA1c,HOMA-IR有一定的改善,有效改善葡萄糖代謝。亦有研究表明一種新型益生菌治療新發(fā)超重T2DM有助于降低血糖,改善胰島素敏感性。國內(nèi)多中心臨床研究結(jié)果顯示:對于肥胖的糖尿病患者觀察組予以雙歧桿菌四聯(lián)活菌片治療3個月后,HbA1c較基線的下降趨勢比對照組更明顯。
2017年,趙維綱團隊進行了7個中心的RCT研究,對益生菌和糖尿病患者血糖控制的關(guān)聯(lián)性進行初探。研究發(fā)現(xiàn),2型糖尿病患者口服雙歧桿菌四聯(lián)活菌片12周后,主要療效指標(biāo)HbA1c較基線呈現(xiàn)降低,延長治療周期,可能有助于改善血糖控制。
觀察組與對照組相比
2020年趙淑杰團隊,對初診超重2型糖尿病患者血糖控制進行研究。研究發(fā)現(xiàn),雙歧桿菌四聯(lián)活菌片可以通過調(diào)節(jié)TLR4水平從而改善炎癥狀態(tài),對超重2型糖尿病患者血糖、血脂及胰島素抵抗有一定的改善。
觀察組與對照組相比
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