未得到控制的糖尿病会导致严重的健康后果,如肾功能受损、失明、中风、心肌梗死和下肢截肢等。
尽管目前有各种各样的干预方法,但糖尿病的病例和由此产生的并发症仍在上升。
研究发现,肠道微生物群通过降低糖耐量和胰岛素抵抗,与肥胖、代谢综合征的出现和2型糖尿病的发生有关。
调节肠道微生物群可能是预防或延缓糖尿病和相关并发症的一种有前景的策略。
本文整理了肠道微生物群在2型糖尿病和慢性并发症中的作用及其潜在机制。
目录
肠道微生物群和2型糖尿病
糖尿病肾病中的肠道微生物群
糖尿病性视网膜病变中的肠道微生物群
糖尿病神经病变中的肠道微生物群
脑血管疾病中的肠道微生物群
冠心病中的肠道微生物群
外周血管疾病中的肠道微生物群
肠道微生物群与糖尿病和糖尿病慢性并发症之间的联系示意
左图描绘了糖尿病的慢性微血管和大血管并发症,以及相关的肠道微生物群组成变化。
随着时间的推移,控制不佳的糖尿病会导致慢性并发症,而肠道菌群的失调似乎促进了这些并发症的发生和进展。
右图描述了通过益生菌、益生元、共生菌或粪微生物群移植,恢复肠道微生物群共生在改善、预防或延迟糖尿病慢性并发症发生方面的潜在效应。
1、肠道微生物群和2型糖尿病
大量研究表明,肠道菌群的组成变化与糖尿病的发生发展之间存在显著关联。
特别是,拟杆菌门/厚壁菌门的生态失衡与肠道通透性增加相关,即细菌的副产物通过有渗漏的肠道屏障浸润,引发糖尿病特有的后续炎症反应。
一些细菌已被证明通过降低促炎标志物和维持肠道屏障的完整性来发挥保护作用,从而降低糖尿病的发生风险。
例如,发酵乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌、肠罗斯伯菌、嗜黏蛋白阿克曼菌和脆弱拟杆菌均已被证明可改善葡萄糖代谢和胰岛素敏感性,并抑制促炎细胞因子。
二甲双胍(常用的治疗糖尿病的药物)通过调节炎症、葡萄糖稳态、肠道通透性和短链脂肪酸产生菌与肠道菌群相互作用。
在糖尿病相关的肠道生态失调患者中,二甲双胍可促进丁酸和丙酸的生成,从而改善患者分解氨基酸的能力。
调节肠道微生物群可能是预防糖尿病和相关并发症发生的一种有前景的策略。
2、糖尿病肾病中的肠道微生物群
研究表明,肠道微生物群的失调可能在慢性肾病病的发展中发挥作用。
特别是,细菌代谢产物已被证明会影响慢性肾脏疾病的发生和进展,而肾功能衰竭的进展则会导致肠道微生物群失调的恶化。
细菌科和梭状芽孢杆菌科在慢性肾病患者中所占比例的增加与系统性炎症性有关。
相比之下,与抗炎作用和保护肠道屏障完整性相关的乳酸菌科、普雷沃菌科和双歧杆菌等细菌在慢性肾病住院患者中的比例较低。
此外,20%的慢性终末期肾病患者的血液中存在细菌DNA 在透析。
在一项对3期和4期慢性肾病住院患者进行的临床试验中,给嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌和长双歧杆菌混合,6个月后,血液中的尿素氮浓度下降。
在一项类似的研究中,给药含有乳酸菌的乳制品2个月后,血液中的尿氮水平也下降。
3、糖尿病性视网膜病变中的肠道微生物群
肠道微生物组和真菌组的特定变化与糖尿病性视网膜病变相关。
眼表的微生物群主要由变形菌门和放线菌门组成。变形菌门、放线菌门和厚壁菌门已被证明代表了眼部存在的所有微生物的87%以上。
与健康个体相比:
糖尿病视网膜病变患者的拟杆菌门、放线菌门、毛霉菌线的比例显著降低。
糖尿病视网膜病变患者的微生物群中酸胺球菌属、埃希菌属和肠杆菌属的比例显著增加。
微生物群的副产物,如膳食胆碱代谢产生的三甲胺n-氧化物(TMAO),也与糖尿病视网膜病变相关。
例如,糖尿病视网膜病变患者的血浆TMAO和促炎细胞因子水平高于无视网膜病变的糖尿病患者,这一效应与疾病的严重程度相关。
动物实验研究结果:
对糖尿病视网膜病变小鼠给予重组副干酪乳杆菌可减少视网膜中的毛细血管细胞丢失和细胞因子的炎症表达。
给糖尿病小鼠注射分泌Ang-(1-7)的副干酪乳杆菌,通过减少视网膜胶质增生、炎症和视网膜毛细血管丢失,使眼部疾病得到改善。
通过给予鼠李糖乳杆菌4个月来调节1型糖尿病小鼠的肠道菌群,与对照组相比,小鼠体重减轻,血糖改善,眼压降低。
到目前为止,还没有研究探讨益生菌或共生菌对糖尿病性视网膜病变的影响,或调节微生物群对人类糖尿病性视网膜病变的影响。
4、糖尿病神经病变中的肠道微生物群
糖尿病神经病变与肠道微生物群多样性的变化和病原体存在的增加有关。
假设肠道微生物群的这些变化是胰岛素抵抗的结果。
在基因组水平上,观察到拟杆菌和粪杆菌减少,大志贺杆菌、绒毛梭菌芽孢杆菌、青光眼、巨杆菌和瘤胃球菌的比例增加。
在糖尿病周围神经病变患者中,副拟杆菌属的存在与代谢紊乱的改善相关,并与C反应蛋白和牛磺酸脱氧胆酸(TUDCA)水平呈正相关。
此外,副拟杆菌门的存在和TUDCA水平的变化可能影响胰岛素抵抗和血脂异常的发生,进而影响糖尿病周围神经病变的发生。
肠道微生物群的调节可以通过肠道微生物群-大脑轴的双向物质中影响中枢和周围神经系统。
因此,需要进一步的研究来调查使用益生菌或共生菌膳食补充剂对预防、控制甚至干预糖尿病神经病变的效果。
5、脑血管疾病中的肠道微生物群
在全球范围内,中风是导致残疾的一个主要原因,糖尿病是增加中风风险的众多因素之一。
最近的研究表明,肠道菌群失调与卒中发病率之间存在联系。
这可能是由于肠道菌群能够通过内分泌、神经元和免疫途径与中枢神经系统相互作用,直接影响脑化学。
有症状的动脉粥样硬化也与肠道微生物群失调相关,支持肠道微生物群与心脑血管疾病之间的潜在联系。
一项研究调查了中国的一个卒中高危人群,结果表明肠道微生物群的组成发生了变化,包括肠杆菌科和韦荣球菌科在内的机会致病菌以及双歧杆菌和乳杆菌等产乳酸菌的数量增加。
此外,与低风险人群相比,高卒中风险人群中产生丁酸盐的细菌(包括毛螺菌科和瘤胃球菌科)数量减少。
基于这些数据,肠道菌群失调可能单独代表卒中危险因素。
6、冠心病中的肠道微生物群
越来越多的临床前和临床研究表明肠道菌群与冠心病的发生有关。
冠状动脉疾病患者的柯林斯菌属、乳杆菌、志贺氏菌属、肠球菌和厚壁菌门与拟杆菌门的比例增加。
与健康个体相比,在冠状动脉疾病患者的肠道菌群中,如粪杆菌属,罗斯氏菌属和直肠真杆菌属显著减少。
在冠心病患者中,益生菌可以降低血脂,从而降低冠心病的风险。
此外,20名冠状动脉疾病男性患者饮用含有植物乳杆菌299的益生菌饮料6周后,内皮血管功能改善,全身炎症减轻。
另一项研究监测了糖尿病和冠心病患者服用含有双歧杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌的益生菌补充剂,12周后,患者表现出血糖控制改善,HDL -胆固醇升高,总胆固醇与HDL -胆固醇比值降低,氧化应激生物标志物降低。
7、外周血管疾病中的肠道微生物群
外周动脉疾病(PAD)是晚期2型糖尿病的严重并发症。PAD常伴有严重肢体缺血和坏疽。糖尿病足是其中之一。
接受益生菌方案治疗12周的糖尿病足患者,其糖尿病足溃疡的长度、宽度和厚度均有所减少。
补充益生菌,包括嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、发酵乳杆菌和两歧双歧杆菌,改善了血糖、血清胰岛素和胰岛素敏感性检测指数(QUICKI)。
虽然研究还不彻底,但有人认为益生菌改善糖尿病足溃疡的机制与改善身体其他部位病变的机制相似,都是通过调节局部免疫反应。
因此,增加肠道菌群的多样性和丰富度,并通过补充益生菌建立优生,可能通过改善血糖控制、胰岛素、脂代谢和肠促胰素,为糖尿病周围血管并发症患者提供一些益处。
小结
对肠道微生物群的调节可能是管理糖尿病和相关并发症的一种有前途的策略。
结合功能医学中有机酸代谢检测,可以识别个体的肠道细菌状态和代谢物,以便及早发现疾病风险,从而有可能根据个人需求、疾病阶段和疾病特殊性实施个性化干预和管理。
功能医学有机酸代谢检测样例
参考文献:Camelia Oana Iatcu , Aimee Steen and Mihai Covasa.Gut Microbiota and Complications of Type-2 Diabetes.Nutrients 2022, 14, 166. https://doi.org/10.3390/nu14010166
以上内容不用于治疗、诊断、治愈或预防任何疾病。
以上图片来自网络,本文旨在分享学习,如有侵权,请联系我们删除,谢谢!
如需转载,请联系我们客服。
【推荐关注】