由于II型糖尿病(T2D)具有復雜的病理生理學(xué)過(guò)程,因此也對高血糖癥以及糖尿病相關(guān)發(fā)病率和死亡率的控制提出了巨大的挑戰。在過(guò)去的十年中,越來(lái)越多的證據顯示,腸道微生物菌群在調節宿主代謝中具有至關(guān)重要的作用,且腸道菌群的失調與肥胖癥和糖尿病的發(fā)生息息相關(guān)。
關(guān)于II型糖尿病
II型糖尿病(type II diabetes mellitus,T2DM)是指由于遺傳和(或)環(huán)境因素引起胰島素分泌不足和(或)胰島素抵抗(機體對胰島素敏感性下降,不能有效利用),導致血糖水平增高的一種慢性病。本病可引起多系統損害,導致眼、腎、神經(jīng)、心臟、血管等組織器官的功能不全。
流行病學(xué)
傳染性
無(wú)傳染性。
發(fā)病率
我國2型糖尿病的患病率為10.4%,男性和女性患病率分別為11.1%和9.6%,男性高于女性。
發(fā)病趨勢
全世界的糖尿病患病率迅速增加,發(fā)展中國家尤為明顯,糖尿病已經(jīng)成為臨床上最重要的內分泌代謝病,也是聯(lián)合國倡議全球最重要的慢性非傳染性疾病之一。近年流行病學(xué)的變化趨勢為兒童和青少年2型糖尿病增加,成人2型糖尿病年輕化。
好發(fā)人群
40歲以上的中老年人、一級家屬有糖尿病患病史、肥胖和超重人群。
好發(fā)地區
經(jīng)濟發(fā)達地區的糖尿病患病率明顯高于不發(fā)達地區,城市高于農村。
II型糖尿病病因
II型糖尿病病因尚不明確,總體來(lái)說(shuō),是由遺傳因素與環(huán)境因素共同作用導致的。其發(fā)病機制比較復雜,主要有胰島β細胞功能缺陷和胰島素抵抗,胰島α細胞功能異常和腸促胰素分泌缺陷也起到重要作用。
1、基本病因
1.1 遺傳因素:參與2型糖尿病發(fā)病的基因很多,這些基因作用大小不同,分別或共同影響糖代謝過(guò)程中的某個(gè)環(huán)節,進(jìn)而影響血糖。但是,這些基因只是增加易感性,即在相同外界環(huán)境下增加了患病風(fēng)險,并不一定會(huì )導致患病。
1.2 環(huán)境因素:肥胖、高熱量飲食、體力活動(dòng)不足和年齡增長(cháng)是2型糖尿病的主要環(huán)境因素,高血壓、血脂異常患者的2型糖尿病患病風(fēng)險增加。在這些環(huán)境因素中,肥胖居于中心地位,因為它既是許多環(huán)境因素的結果,又可能是多環(huán)境因素的原因。
2、發(fā)病機制
2.1 胰島素抵抗:胰島素降低血糖的主要機制包括抑制肝 臟葡萄糖產(chǎn)生、刺激內臟組織(如肝 臟)對葡萄糖的攝取以及促進(jìn)外周組織(骨骼肌、脂肪)對葡萄糖的利用。胰島素抵抗指胰島素作用的靶器官(主要是肝 臟、肌肉和脂肪組織)對胰島素作用的敏感性降低,也就是說(shuō)胰島素水平可能充足,但是不能有效作用于靶器官。
2.2 β細胞功能缺陷:β細胞功能發(fā)生缺陷,使得胰島素的產(chǎn)生不足以彌補胰島素抵抗的影響,是導致2型糖尿病發(fā)病的最后環(huán)節。在2型糖尿病進(jìn)展中,β細胞功能呈進(jìn)行性減退。造成β細胞功能缺陷可能涉及多因素,且可能主要是由基因決定的。
2.3 胰島α細胞功能異常:胰島中α細胞分泌胰高血糖素,可以升高血糖,在保持血糖穩態(tài)中起著(zhù)重要的作用。2型糖尿病患者由于胰島β細胞數量明顯減少,同時(shí)α細胞對葡萄糖的敏感性下降,從而導致胰高血糖素分泌增多,肝糖輸出增加。
2.4 腸促胰素分泌缺陷:腸促胰素GLP-1由腸道分泌,主要生物作用有刺激β細胞合成和分泌胰島素、抑制胰高血糖素分泌。其他生物學(xué)效應包括延緩胃內容物排空、抑制食欲及攝食、促進(jìn)β細胞增多。T2DM病人進(jìn)食后GLP-1低于正常人,使得胰島素分泌不足,導致血糖升高。
幾種調節氨基酸(芳香族、支鏈氨基酸和組氨酸降解中間體)、短鏈脂肪酸(SCFA)和膽汁酸(BAs)生產(chǎn)或運輸的細菌代謝途徑已被證實(shí)參與細菌調控的宿主代謝內穩態(tài)。因此,腸道微生物組和微生物中的BA信號通路已成為治療T2D具有潛力的靶標。
該研究是在通過(guò)改變腸道菌群,如口服益生菌或黃連素(berberine,BBR,一種抑菌劑)來(lái)改善患者的代謝穩態(tài)。研究人員針對來(lái)自國內20個(gè)中心的新確診T2D患者進(jìn)行了一項隨機性雙盲試驗。研究人員共招募了494名符合條件的參與者,并將這些參與者隨機分配四組(1:1:1:1)分別進(jìn)行十二周的周期治療,四組內容分別為:口服BBR;益生菌和BBR;益生菌;安慰劑。
為了確定哪些受BBR影響的共生菌可能介導其對微生物BA代謝的抑制作用,我們進(jìn)一步研究了關(guān)鍵BBR反應物種的治療后RAs與臨床結果和血漿BA水平變化的相關(guān)性。我們發(fā)現,大多數次要BA相關(guān)物種也與HbA1c和其他臨床結果相關(guān),主要包括LDL-C、TC和TG(P<0.05)。HbA1c相關(guān)類(lèi)群以經(jīng)BBR處理后消失的類(lèi)群為主。有趣的是,這些分類(lèi)群中絕大多數都不是BA的轉換子,這表明在這些物種中存在未知的BA代謝潛力。
我們對一株R.brombii AF25-7進(jìn)行了體外培養實(shí)驗,以測試該菌株是否能轉化初級BAs。驚訝的是,AF25-7菌株不僅在體外表現出了顯著(zhù)的DCA轉化能力(P?
益生菌改善了接受BBR治療的老年患者的血糖控制
分層前年齡(<50歲和≥50歲)組的亞組分析表明,具有可比基線(xiàn)值的益生菌對50歲以上的參與者BBR的降糖作用略有改善,但顯著(zhù)改善了HOMA-IR。益生菌補充劑對54歲以上(該人群中的中位年齡)的參與者也有類(lèi)似的益處。老年受試者治療后含益生菌種類(lèi)顯著(zhù)高于年輕受試者,且老年受試者治療后crispatus乳桿菌和唾液乳桿菌的RAs僅顯著(zhù)高于基線(xiàn)。然而,在老年人中,Prob?+?BBR和BBR之間的brombii和DCAs的差異與總人口中的相似,表明R.bromii/DCAs可能不是老年人補充益生菌額外益處的原因。
糖化血紅蛋白的變化為該試驗的主要結果,研究人員發(fā)現,口服益生菌和BBR組和僅使用BBR組的降糖效果顯著(zhù)高于使用安慰劑和僅使用益生菌的組別。而B(niǎo)BR的治療會(huì )引起更多的胃腸道副作用。進(jìn)一步的微生物環(huán)境基因組學(xué)和代謝組學(xué)分析發(fā)現,BBR的降血糖作用是通過(guò)抑制布氏瘤胃球菌(R. bromii)對DCA的生物轉化作用來(lái)實(shí)現的。
綜上,該研究結果揭示了BBR對II型糖尿病的抗糖尿病作用中的微生物相關(guān)機制。
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