肠道微生物群是人体最大的微生态系统。相关研究表明,肠道微生物与2型糖尿病的发生、发展及预后有一定的相关性。
庞大的肠道微生态
肠道是机体最大的免疫器官,也是一个多元化的微生物生态系统。人体中包含有10~100万亿微生物群,其数量是人体细胞的10倍以上,这意味着人体相当于是由10%细胞与90%微生物群组成。
肠腔内的菌群包括以下3个生物层:深层的是膜菌属,属于有益菌;中层的是厌氧菌,如粪杆菌、消化链球菌等;表层的是腔菌群[1]。肠道菌群主要归为9个门,包括厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌、梭杆菌门、变形菌门、疣微菌门、蓝藻菌门、螺旋体门和 Vadin BE97。在健康人体的胃肠道细菌中厚壁菌门和拟杆菌门占90%以上,为优势菌群。
2型糖尿病及其危害
糖尿病已成为继心血管疾病、肿瘤后的第三大健康杀手,全球目前约4亿多糖尿病患者,而2型糖尿病在我国占比约90%以上。糖尿病导致的心血管疾病、肾功能衰竭等并发症严重威胁人类生命健康和生活质量。目前对糖尿病的病因及发病机制尚无明确定论,认为与宿主基因、环境、饮食结构相关。另外,很多研究发现,肠道菌群种类、丰度及其代谢物与免疫调节与2型糖尿病具有一定的相关性。
2型糖尿病患者肠道菌群结构异于正常人群
有研究者检测分析了糖尿病患者与健康人粪便的组成,2型糖尿病患者粪便肠道菌群中厚壁菌的数量显著减少,而革兰氏阴性菌群的数量则增多[2]。一项近期关于中国人肠道菌群的研究揭示了2型糖尿病患者与正常人相比,肠道中变形菌、肠粪球菌的数量增加,普式菌和巨单胞菌的水平比正常人高。双歧杆菌、类杆菌类数量减少,链球菌属减少的更明显。
还有研究发现,患糖尿病时β变形菌类丰度明显增加,且与血糖呈正相关[3]。 糖尿病患者的肠道菌群中产丁酸细菌减少、机会致病菌增加[4]。
肠道菌群参与2型糖尿病的发生机制
肠道菌群和2型糖尿病发病之间的机制中备受关注的是肠道微生物通过短链脂肪酸影响葡萄糖和能量代谢的调节机制。
食物中存在许多人体不能消化分解的碳水化合物,肠道菌群尤其是拟杆菌门、双歧杆菌属、梭菌属、乳杆菌属,能产生丰富的糖苷水解酶和多糖裂解酶,可以将这些碳水化合物酵解为代谢终产物短链脂肪酸。这些短链脂肪酸可加强肠道屏障的保护作用,影响肠上皮细胞的通透性及肠道上部的运动;增加饱腹感[5]。
益生菌对2型糖尿病患者肠道菌群的调节
研究发现单个益生菌如长双歧杆菌、青春双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌等均有改善代谢的有益作用。用包含多种益生菌如嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌的饮食喂养大鼠,能显著改善高果糖诱导的T2DM大鼠的高血糖、高胰岛素血症、血脂异常以及氧化应激反应,从而降低糖尿病及其并发症的风险。还发现益生菌菌株屎肠球菌EP1的摄入可以增加产丁酸盐的细菌(普拉梭菌)的数量,促进黏膜免疫球蛋白SIgA的产生和减少促炎因子的表达,从而发挥抗炎作用。
这些研究结果都显示,调节肠道菌群可以改善胰岛素抵抗状态,提高胰岛素敏感性,并起到调节血糖的作用[6]。
总之,糖尿病的发病机制仍然有很多未知因素,但是2型糖尿病患者存在肠道菌群失调,这已经得到很多实验数据支持。通过改变饮食结构以及应用微生态制剂干预肠道菌群可能是今后糖尿病防治领域的手段之一。
Source:
[1] 李小萍, 王巧民, 褚源等. 腹泻型肠易激综合征患者肠道目标菌群的分析[J]. 安徽医科大学学报, 2014, 49(5): 655—657
[2] Larsen N, Vogensen FK, Van Den Berg F, et al. Gut microbiota in human adults with type 2 diabetes differs from non-diabetic adults. PLoS One, 2010, 5(2): e9085
[3] Karlsson FH, Tremaroli V, Nookaew I, et al. Gut metagenome in European women with normal, impaired and diabetic glucose control [J]. Nature, 2013, 498(7452): 99-103
[4] Qin J, Li Y, Cai Z, et al. Ametagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes [J]. Nature. 2012, 490(7418): 55-60
[5] 田佳星, 李敏, 仝小林. 肠道微生态与Ⅱ型糖尿病关系的研究进展[J]. 中国糖尿病杂志, 2018, 26(08): 688-691
[6] 李雪琳, 顾燕云, 张翼飞. 益生菌改善Ⅱ型糖尿病的相关机制[J]. 上海交通大学学报(医学版), 2017, 37(09): 1309-1314+1308