糖尿病是一組以高血糖為特征的代謝性疾病,2型糖尿病是糖尿病的一種,原名叫成人發病型糖尿病,多在35~40歲之后發病。2型糖尿病是一種慢性全身性低度炎癥。
近年來,存在于腸道內的微生物,也稱腸道菌群,是人體主要的內環境成員,可作為影響機體健康的重要環境因素之一。腸道微生物對營養物質代謝、人體自身發育、免疫及疾病的產生等方面都起到極其重要的作用。
研究表明,腸道微生物群結構和功能上的變化和高血糖、胰島素抵抗等糖尿病表型密切相關,腸道菌群及其相關代謝產物在血糖代謝、胰島素抵抗以及慢性炎癥等2型糖尿病的病理生理機制中發揮著重要作用。
2型糖尿病患者腸道菌群特點
人體正常情況下,腸道菌群里98%的菌群主要為以下四種細菌門類:厚壁菌門、擬桿菌門、放線菌門和變形菌門。其中,厚壁菌門和擬桿菌門占絕對優勢。
與正常情況相比,2型糖尿病患者的腸道菌群結構到底有啥子不一樣呢?
研究發現,與人體正常的腸道菌群結構相比,2型糖尿病患者的腸道菌群有以下結構特點:
1、糞便中的菌種大多來自條件致病菌,比如糞便擬桿菌屬、多枝梭菌、共生梭菌、大腸桿菌等,并且富含產硫酸鹽的脫硫弧菌屬;
2、腸道厚壁菌門比例降低,擬桿菌門、大腸埃希菌等條件致病菌水平升高;
3、雙歧桿菌等益生菌的含量明顯減少;
4、羅氏菌屬等產丁酸類有益菌大量丟失,而梭菌等有害菌數目增多;
2019年3月,荷蘭格羅寧根大學的Cisca Wijmenga 和英國牛津大學的Mark McCarthyl領導的一個聯合團隊發現腸道微生物產生的丁酸,能改善人體的胰島素響應;而另一種產物丙酸的異常,則會提高2型糖尿病的發病風險[1]。相關研究發表在著名學術期刊《自然遺傳學》(Nature Genetics)上。
腸道菌群失調竟然與2型糖尿病的發生發展有重大關系!
腸道菌群與糖尿病的關系
影響機體炎癥反應
人體腸道內居住著1000多種細菌,總數目超過100萬億個,是人體細胞數的10倍,其總重量可達1.2Kg。
這些微生物與人體相互作用組成一個動態變化的生態系統,稱為腸道微生態。腸道微生態參與營養物質的代謝和吸收,同時還有抵御致病菌、誘導免疫、保護內環境穩定等作用,對人體健康非常重要。
2型糖尿病患者出現腸道微生態中度失衡,引起腸道菌群的種類組成、豐度以及功能的改變,益生菌減少,有害菌增加,菌群種類減少。這樣會引起機體炎癥反應水平升高,使體質指數增加,促進胰島素抵抗,最終導致2型糖尿病發生。
影響血糖水平
目前已公認,腸道菌群在2型糖尿病的發生發展中起重要作用,但具體機制如何?腸道菌群究竟對腸黏膜細胞做了什么,進而影響到血糖?2019年《美國科學院院報》(PNAS)上發表的一項研究給出了自己的答案[2]。
加拿大和澳大利亞的研究人員發現,失調的腸道菌群可通過分泌次級膽汁酸刺激腸壁細胞大量分泌5-羥色胺,進而升高血糖水平,使患者長期處于持續高血糖狀態,導致糖尿病的發生發展。
可見,次級膽汁酸分泌增加是腸道菌群對血糖下手的重要第一步。
腸道菌群通過短鏈脂肪酸(SCFAs)的變化來影響糖代謝
除膽汁酸途徑外,腸道菌群還可能通過SCFAs來影響糖尿病的進展。SCFAs是腸道菌群發酵食物產生多種代謝產物之一,包括乙酸、丙酸、丁酸等。
2019年荷蘭格羅寧根大學和英國牛津大學的研究證實了腸道菌群導致糖代謝功能障礙的因果關系[1],并提出了腸道微生物產生SCFAs的變化是重要機制。其結果表明,糞便中丁酸鹽含量越高,預示著胰島素反應越好;另一方面,糞便中丙酸含量升高則會增加2型糖尿病風險,而這些均與基因有一定關系。
隨著腸道菌群的神秘面紗一點一點被揭開,以其為支點,撬動糖尿病治療的日子變得越來越可期。在預防和治療糖尿病的過程中,千萬要維護好腸道菌群微生態的平衡,不要忘了適當補充益生菌和膳食纖維哦!
參考文獻:
[1] Cisca Wijmenga et al. Causal relationships among the gut microbiome, short-chain fatty acids and metabolic diseases[J]. Nature Genetics, 2019.
[2] Martin AM, et al. The gut microbiome regulates host glucose homeostasis via peripheral serotonin[J].Proc Natl Acad Sci USA. 2019; 116(40): 19802-19804.
蔣衛民
復旦大學附屬華山醫院感染科
博士 主任醫師 教授 碩導
華山北院感染科 執行主任
簡介:中華醫學會感染病學分會第十一屆委員會艾滋病學組成員;上海市醫師協會感染病分會委員;上海市醫院協會感染病分會委員;上海市中西醫結合肝病學會委員;中華醫學會熱帶病與寄生蟲學會艾滋病學委員;上海市中西醫結合學會骨傷科專業委員會骨結核組成員;上海市艾滋病治療專家組成員
擅長:各種病毒性肝炎、肝功能異常、各種發熱性疾病、寄生蟲疾病、感染性疾病的診斷和治療
華山總院門診時間:周一下午(肝病門診)、周四上午(特需門診)
華山北院門診時間:周一上午、周三上午