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腸道微生物是奠定糖尿病的風向標

摘要:飲食會影響微生物的組成,與消瘦個體相比,伴有肥胖/T2DM的個體其體內(nèi)擬桿菌增加,厚壁菌門減少。因此肥胖/T2DM患者需要限制脂肪/碳水化合物的低熱量飲食。

提及微生物,相信大家都不會陌生。微生物與糖尿病存在怎樣的相關(guān)性?諸多研究顯示,微生物對我們的影響比我們想象的要大很多。2016ADA年會上,多名學者圍繞微生物潛能進行了精彩演講,從嶄新的視角為大家解讀微生物的重要作用。

人體能量平衡中的腸道微生物

美國JoshLederberg教授曾提出“微生物群更像是一個生態(tài)社區(qū),分享我們的身體空間,它們是健康和疾病的決定因素,卻一直被人們忽略”。腸道微生物作為一種內(nèi)分泌器官,包含了上百億種微生物。

研究顯示,將微生物菌群移植到無菌小鼠體內(nèi),可導致小鼠食物攝入量減少,能量消耗增加,脂肪增加。在野生型小鼠體內(nèi),微生物菌群可以誘導瘦素抵抗,更重要的是,微生物菌群還可影響中樞神經(jīng)系統(tǒng),從而調(diào)節(jié)體重。

在人體和小鼠中,微生物多樣性對體重的影響不同。人體和小鼠的差異包括3個方面:①從解剖學方面看,小鼠小腸短、無粘膜皺襞、盲腸大,胃由2部分組成;②微生物學方面,潘氏細胞存在于小鼠的小腸,而在人體是分布在盲腸和結(jié)腸;杯狀細胞和橫向皺襞存在于小鼠的近端結(jié)腸,而在人體內(nèi)是分布在全結(jié)腸;小鼠中大部分細菌在盲腸內(nèi)發(fā)酵,而在人體的細菌發(fā)酵是在結(jié)腸;③小鼠體內(nèi)存在的微生物,有85%在人體中是不存在。

由此可知,維持人體微生物群的存在比嚙齒類動物復雜得多,與肥胖相關(guān)的微生物多樣性更復雜。未來,通過明確操縱微生物的機制,可能幫助預(yù)防或治療肥胖。

母乳中生物活性成分和嬰兒微生物的演化

對成熟乳中的營養(yǎng)素成分進行分析,結(jié)果顯示,母乳中低聚糖含量顯著高于牛乳。人乳低聚糖(HMO)是一種非常復雜的糖類,目前嬰幼兒配方奶粉中雖然已添加了低聚糖,但是結(jié)構(gòu)上與HMO存在明顯差異。

母乳與牛乳營養(yǎng)素成分

嬰兒體內(nèi)HMO可以影響宿主-微生物的相互作用,直接影響嬰兒腸道微生物,作為上皮細胞和免疫細胞反應(yīng)調(diào)節(jié)劑間接影響嬰兒微生物,也可以通過多種不同機制直接影響嬰兒。

HMO影響宿主-微生物的相互作用

LarsBode教授提出假說:HMO使嬰兒腸道菌群形成,并影響嬰兒的生長和身體成分。此外,研究顯示,HMO可以降低母乳喂養(yǎng)的寶寶壞死性小腸結(jié)腸炎(NEC)的發(fā)生率。

早期微生物與1型糖尿病發(fā)展的風險

近年來,1型糖尿?。═1DM)發(fā)生率逐年上升,其中,<4歲的嬰幼兒發(fā)病率升高最顯著。早期微生物和T1DM之間存在怎樣的相關(guān)性?

T1DM患者微生物組多樣性可能發(fā)生變化

與健康兒童相比,T1DM患兒體內(nèi)的細菌多樣性更高,T1DM患者在診斷之前,體內(nèi)微生物就已經(jīng)發(fā)生了變化,而微生態(tài)失衡與多種疾病相關(guān)。

擬桿菌、厚壁菌門以及它們的比例在早期T1DM進展中發(fā)生變化

研究顯示,健康兒童的擬桿菌/厚壁菌門比例不斷降低,而T1DM患者擬桿菌/厚壁菌門比例升高。

地理位置的影響

種族會影響人群體內(nèi)的微生物多樣性,且不同國家的抗生素使用存在差異,而抗生素使用增加是早期微生物多樣性的潛在影響因素之一。

單一微生物或基團不可能誘導T1DM

研究顯示,某些微生物與自身免疫呈正相關(guān),也有一些微生物與自身免疫呈負相關(guān),微生物可能通過影響免疫應(yīng)答和炎癥,從而誘發(fā)T1DM。

肥胖和T2DM患者的微生物表型及潛在治療

微生物在免疫系統(tǒng)和代謝中扮演重要角色。微生物代謝障礙會導致肥胖和2型糖尿?。═2DM),甚至引發(fā)心血管疾病。

研究顯示,通過糞便微生物移植(FMT)將消瘦人群體內(nèi)的腸道菌群轉(zhuǎn)移到伴有代謝綜合征患者的體內(nèi),可以增加伴有代謝綜合征患者的胰島素敏感性。與藥物治療相比,F(xiàn)MT對外周胰島素敏感性的影響程度更大。

不同腸道菌群移植前和移植6周后的外周胰島素敏感性

這一獲益是通過增加糞便中丁酸鹽所致,口服丁酸鹽可以增加肥胖小鼠的能量消耗和胰島素敏感性。

飲食會影響微生物的組成,與消瘦個體相比,伴有肥胖/T2DM的個體其體內(nèi)擬桿菌增加,厚壁菌門減少。因此肥胖/T2DM患者需要限制脂肪/碳水化合物的低熱量飲食。

目前的研究還只是一個開端,希望有越來越多微生物的相關(guān)研究,能夠基于微生物對患者進行分層,以實現(xiàn)個體化治療。

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