2022.08.01

肠道菌群与Ⅱ型糖尿病的关系

 

肠道菌群与Ⅱ型糖尿病的关系

糖尿病是一种慢性疾病,由遗传性或后天性胰岛素生产不足或机体无法充分利用所产生的胰岛素引起。我国的糖尿病发病率约为10%,糖尿病患者数量已达1. 14亿人,占全球糖尿病患者总数的1 /3。而Ⅱ型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者数超过糖尿病患者总数的90%。

Ⅰ型糖尿病是一种常见的疾病,是一种多因子遗传病,发病因素包括环境因素和遗传因素,Ⅰ型糖尿病起源于胰岛中β细胞的损害,这种情况发生在遗传易感个体,是细胞介导的过程,虽然可能由环境因子启动,但一般认为是对β细胞蛋白(自身抗原)的特异性反应,β细胞功能出现进展性损害。T2DM又称为非胰岛素依赖性糖尿病,其特点是人体自身能够产生胰岛素,但细胞无法对其作出反应,对胰岛素的敏感性下降,使胰岛素的效果大打折扣。通常多见于成年人,常在35~40岁之后发病。T2DM可能与肥胖症、糖耐量减低、胰岛素抵抗、肠道菌群紊乱等有关,本文主要介绍的是肠道菌群与T2DM的关系。

 

型糖尿病典型临床表现及一般治疗方法

糖尿病患者的临床表现为:

多食、多饮、多尿、消瘦、乏力和瘙痒

糖尿病患者一般的治疗方法:

口服降糖药(二甲双胍、消渴丸等)或者体内注射胰岛素来缓解病症。

间充质干细胞治疗T2DM:

研究表明在患有T2DM的小鼠中输注间充质干细胞后可以通过引发巨噬细胞进入抗炎表型从而减轻胰岛素抵抗来减轻T2DM的病症,有望成为新一代治疗糖尿病的新方法。

 

肠道菌群与T2DM的关系

肠道菌群由500~1000个物种和1014个细菌组成,是人类细胞总数的10倍以上。同时研究表明糖尿病发生发展与肠道菌群密切相关,一般认为由机体营养过剩引发的肠道微生物群紊乱是T2DM的主要诱因。肠道微生物群紊乱的特征是有益菌群减少或条件性致病菌群的增多,从而引起肠道慢性低度炎症,最终导致胰岛素抵抗和T2DM的发生。

 

肠道菌群诱发T2DM的病理机制

短链脂肪酸酸(short-chain fatty acid,SCFAs)理论:SCFAs可以直接控制胰岛β细胞的数量和功能,提高单糖的吸收和转运到肝门静脉循环,促进肝脏的糖异生并提供近30%的肝脏代谢所需的能量。而SCFAs主要由肠道细菌发酵低聚糖、多糖、多肽、蛋白质和糖蛋白等物质产生。SCFAs与T2DM密切相关,糖尿病患者体内产生SCFAs的细菌异常,导致SCFAs产生异常。

胆汁酸理论:胆汁酸是胆汁的重要组成部分,其在脂肪和脂溶性维生素的吸收、转运和分布中起着重要的作用。肠道菌群参与胆汁酸在肠肝循环的转化,能有效水解胆汁酸清除的外来物质。菌群失调导致胆汁酸活化减少,进而导致胰岛素分泌减少和胰岛素敏感性降低,食欲增加和肥胖,最终导致T2DM的发生。

肠道菌群-胆汁酸(BAs)-法尼醇 X 受体(FXR)通路与T2DM

FXR受体多在肝脏和回肠中表达,胆汁酸通过激活FXR受体来调节各种代谢通路,以维持葡萄糖代谢的稳态。肠道菌群紊乱会减少胆汁酸活化,从而导致未结合的初级胆汁酸和次级胆汁酸的产生减少,FXR活化减弱,进而通过以下几种途径导致T2DM发生(如图1)。

肠道菌群-胆汁酸-G蛋白偶联胆汁酸受体5(TGR5)通路与T2DM

TGR5受体则在肠内分泌细胞、胆囊及胆管上皮细胞中高度表达。BAs激活TGR5可促进肠L细胞分泌胰高血糖素样肽-1(GLP-1),这种肽作用于胰腺β细胞,调节葡萄糖刺激的胰岛素分泌。菌群失调减弱胆汁酸的活化,进而减弱TGR5受体的活化,主要通过以下两个途径引起T2DM(如图2)。

内毒素理论:

内毒素是脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)的组成部分,构成革兰氏阴性菌细胞壁的最外层。高脂饮食等因素导致肠道菌群失调,革兰氏阴性菌比例上升,进而可引起机体炎症和功能紊乱。炎症可以引起胰岛β细胞结构损伤和功能障碍,促进β细胞的凋亡,并导致胰岛素分泌不足。

 

基于肠道菌群防治T2DM

1、饮食干预

增加膳食纤维的摄入,即一种不能被人体消化的碳水化合物。常见的食物包括:大麦、豆类、胡萝卜、柑橘、亚麻、燕麦、燕麦糠、小麦糠、玉米糠、芹菜、果皮和根茎蔬菜、笋干、辣椒蕨类、菜花、菠菜等。

2、粪便菌群移植(FMT)

将益生菌从健康人的肠道移植到菌群失调的患者肠道,使患者肠道菌群的微生态平衡得到重建,实现对肠道及非肠道疾病的治疗的一种方式。

3、益生菌的使用

最常见的益生菌产品含有乳酸杆菌、肠球菌、双歧杆菌和链球菌。这些益生菌的作用包括减少厚壁菌门/拟杆菌门比例,增加产SCFAs细菌,减少炎症分子如肿瘤坏死因子α、白细胞介素-1及白细胞介素-6的水平,升高胰高血糖素样肽-1水平,改善胰岛素抵抗。此外,益生菌可减少炎性表型,减少肠道通透性和防止细菌LPS易位。

4、口服抗生素

通过调节糖尿病患者的肠道菌群,从而降低机体炎症水平,可改善T2DM表型。

5、适当的运动

6、减重手术

7、中西药结合治

二甲双胍联合五苓散加味治疗等。

 

科技的不断创新与进步,为疾病的研究及治疗提供了许多便利。随着对肠道菌群认识的不断加深,相信以肠道菌群为基础的微生态研究将为相关疾病提供更加多样和有效的治疗手段。

 

 

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