魂斗罗归来破解版安卓:腸道微生物分泌的有機酸引起糖尿?。捍蛔檠У姆治?/h1>

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糖尿病的發病率逐年增加,發病原因也是多種多樣,其中與人類生活方式的改變密切相關。你可知道,腸道里的細菌也會讓你發生胰島素抵抗,甚至是患上糖尿???下面講述的研究進展將會告訴我們答案。

人體腸道中滋生著大量的細菌,數量是人體細胞的10倍,基因數量總計是人體細胞的100倍。這些細菌的功能就像一個器官,與人體內的代謝作用相互影響。

 

 

2012年,由華大基因研究院、深圳市第二人民醫院等單位組成的中國科學家團隊完成的腸道微生物與2型糖尿病的宏基因組關聯分析結果在Nature雜志發表,研究揭示了2型糖尿病患者僅出現了中度的腸道微生物菌群失調,丟失了一些有益菌,一些有害菌反而增多,比如,產丁酸細菌在2型糖尿病患者中有所減少,而丁酸主要可調節人體腸道微生態平衡,對腸道健康起著關鍵性的作用。同時,一些增加的條件致病菌在本研究中的中國人群體中具有很高的多樣性。此外,微生物基因功能分析還間接表明腸道環境的氧化壓力等可能與糖尿病存在一定關系,并令人信服地指出腸道微生物可以更好地被用來對2型糖尿病等疾病進行風險評估及監控。[1]

這項結果明確了腸道微生物影響糖尿病的分子原因,但是內在機理是什么?之后,研究人員對人體的腸道微生物是如何影響代謝過程,進而引起糖尿病的問題進行了深入的研究。

2016年,歐洲-中國團隊開展的突破性研究,發現特定的腸道細菌不平衡能夠導致胰島素耐受性,從而導致2型糖尿病等健康問題的風險增加。文章證實了特定的腸道菌群不平衡是胰島素耐受性的重要促進因素。胰島素耐受性是2型糖尿病、高血壓和動脈粥樣硬化性心血管疾病的先驅癥狀。使用代謝組學分析手段,檢測了277名非糖尿病丹麥人和75名2型糖尿病丹麥患者血液中1200多種代謝物的濃度,并且對人腸道中的上百種細菌進行了宏基因組學測序以便探究腸道菌群的某些不平衡是否與常見的代謝疾病和心血管疾病存在因果關系。?研究發現,胰島素耐受性的人血液中支鏈氨基酸(branched-chain amino acid, BCAA)顯著升高,且與腸道菌群組成和功能發生的特定變化相關聯。經證實腸道細菌合成BCAA的主要是兩種細菌:人體普氏菌(Prevotella copri)和普通擬桿菌(Bacteroides vulgatus)。為了在機制上測試腸道細菌是否真能導致胰島素耐受性,研究人員在3周內給小鼠喂食人體普氏菌。相比不喂食人體普氏菌的小鼠,喂食人體普氏菌的小鼠具有血液水平增加的BCAA,并且產生胰島素耐受性和葡萄糖不耐受性。?這項研究首次將在單個分析中將血液代謝組學、微生物組和臨床數據整合在一起。重要的是,這項分析評估了不同細菌物種在疾病關聯性上的重要性,因此當一種特定的細菌轉移到小鼠體內時,它能夠讓我們鑒定出這種導致胰島素耐受性的細菌。

 

Figure1,證實了腸道微生物分泌的支鏈氨基酸引起了胰島素抵抗。

 

大多數具有胰島素耐受性的人們并不知道他們自己患有這種耐受性。然而,已知大多數體重超標和肥胖的人是胰島素耐受性的,每天增加攝入任何一種蔬菜和減少攝入富含動物脂肪食物的飲食變化易于讓腸道菌群不平衡趨向正?;?,同時改善宿主的胰島素敏感性,這也為我們改善和預防糖尿病提供了重要依據。[2]

2017年,芬蘭的科學家通過代謝組學發現血清中高濃度的吲哚丙酸可以預防2型糖尿病。吲哚丙酸是腸道細菌產生的代謝產物,人體可以通過高纖維食物增強吲哚丙酸的產生。該研究比較了兩組參加芬蘭糖尿病預防研究(DPS)的參與者的相關數據。在研究開始時,所有參與者都超重,葡萄糖耐受功能受損。研究人員研究了200名葡萄糖耐受功能受損的參與者的血清代謝物情況,他們或在5年內患上了2型糖尿病,或者在15年內都沒有患2型糖尿病,研究人員通過代謝組學分析比較了兩組人群血清代謝物的差別。他們發現患上2型糖尿病和不患2型糖尿病的人群代謝物的最大差別就是血清中吲哚丙酸和幾種脂質的差別。他們發現血清中高濃度的吲哚丙酸可以?;げ∪嗣饣繼悄蠆?,同時高濃度吲哚丙酸可以促進胰島β細胞分泌胰島素,這可能是高濃度吲哚丙酸起?;ぷ饔玫腦?。這兩組數據的分析也顯示吲哚丙酸可以?;げ∪嗣饣繼悄蠆?。該研究還發現了幾種新的脂質LPC、PC以及代謝物與糖尿病相關,高濃度的脂質代謝物可以改善胰島素抵抗性并降低糖尿病風險。這些代謝物的濃度還和膳食脂肪相關:飲食中飽和脂肪酸的含量越低,這些代謝產物的濃度就越高。和吲哚丙酸相似,高濃度的這些脂質代謝物似乎可以防止低度炎癥。直接鑒定腸道細菌是一個極其復雜的過程,因此鑒定腸道細菌產生的代謝物可能是一種更可取的研究病理過程中腸道細菌的方法。[3]

 

Figure2, 腸道微生物通過影響脂質及其代謝物來改變糖尿病。

 

以上研究表明,使用代謝組學方法可以清晰全面地發現腸道微生物分泌的代謝物,以及如何影響糖尿病的過程。這些研究發現了腸道微生物分泌的支鏈氨基酸、吲哚丙酸可以起到相反的作用來影響糖尿病的發生和發展。之后的科學家通過葡萄糖耐受、β細胞受損以及2型糖尿病的隨機、生活方式受控的干預研究發現,最重要的生活方式的改變包括減肥、更多運動、飲食調整為更多的谷物蔬菜和水果等,通過這些方式促進腸道微生物的平衡狀態,從而改善和預防糖尿病的發生。

[1] Qin J, Li Y, Cai Z, et al. A metagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes. Nature, 2012, 490:55.

[2] Pedersen H K, Gudmundsdottir V, Nielsen H B, et al. Human gut microbes impact host serum metabolome and insulin sensitivity. Nature, 2016, 535:376.

[3] Mello V D D, Paananen J, Lindstr?m J, et al. Indolepropionic acid and novel lipid metabolites are associated with a lower risk of type 2 diabetes in the Finnish Diabetes Prevention Study. Scientific Reports, 2017, 7:46337.