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益生菌对II型糖尿病影响的研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-09
核心提示:随着人们生活水平的提高和饮食结构的变化,糖尿病发病率及其死亡率的迅速上升已成为一个严重的全球性健康问题,被公认为世界第三大致死性疾病。
   随着人们生活水平的提高和饮食结构的变化,糖尿病发病率及其死亡率的迅速上升已成为一个严重的全球性健康问题,被公认为世界第三大致死性疾病。国际糖尿病联盟发布的Diabetes Atlas指出:糖尿病分为I型糖尿病、II型糖尿病、妊娠糖尿病和其他类型的糖尿病4 种类型。II型糖尿病是最常见的类型,占糖尿病患者的90%以上。
 
  东北农业大学 乳品科学教育部重点实验室的闫芬芬、李 娜、霍贵成*发现,大量的动物和临床实验表明乳杆菌属和双歧杆菌属对II型糖尿病有一定的改善作用。这些益生菌或其代谢产物主要通过直接与肠道菌群相互作用,影响肠道微生物的代谢活动和生理功能,进而缓解肥胖、糖尿病等代谢综合症,影响人体健康。
 
  1、肠道菌群与II型糖尿病的相关性研究
 
  肠道菌群
 
  随着研究的深入,肠道菌群逐渐被认为是连接基因、环境和免疫系统的重要纽带。肠道内的益生菌在调节机体营养物质代谢、拮抗病原菌在肠道定植、维持肠道免疫屏障等方面发挥重要作用。但是,一旦肠道菌群失调,肠道内环境紊乱,益生菌减少,人体便开始出现各种不适症状甚至引发疾病。
 
  肠道菌群与II型糖尿病的相关性
 
  1)肠道菌群通过改变炎症因子影响糖尿病发展
 
  在正常情况下,人体肠道菌群处于动态平衡状态,革兰氏阴性菌与阳性菌友好相处,一旦肠道菌群失调,革兰氏阴性菌比例增加,LPS增多,后者通过肠道合成的乳糜颗粒吸收入血,激活TLR4/CD14信号通路,增加促炎细胞因子如肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1、IL-6、IL-12等的释放,引发机体局部或全身一系列非特异性炎症反应,从而干扰胰岛素信号转导,引起胰岛素抵抗,导致高胰岛素血症,同时引发胰岛细胞慢性低水平炎症反应和代谢性内毒素血症,导致胰岛β细胞的破坏和凋亡,引发II型糖尿病。
 
  2)肠道菌群通过短链脂肪酸影响糖尿病发展
 
  肠道菌群,主要是结肠中的微生物,可以降解人体不能消化分解的碳水化合物,包括大分子植物多糖、部分寡糖和上皮细胞产生的内生黏液,产生碳链数少于或等于6的短链脂肪酸。短链脂肪酸在调节肠道菌群、维持体液平衡、抑制肠道炎性因子形成、促进肠道黏膜修复等方面发挥着重要的作用。
 
  3)肠道菌群通过影响胆汁酸代谢影响糖尿病发展
 
  目前的研究发现,胆汁酸调节代谢与肥胖、糖尿病、非酒精性脂肪肝病等疾病的发生和发展密切相关。胆汁酸可通过法尼酯X受体(FXR)和G-蛋白偶联受体5(TGR-5)这两种途径在葡萄糖代谢中发挥作用。胆汁酸与胰岛β细胞中的FXR结合并调节胰岛素的转录和分泌;胆汁酸也可以与小肠某些细胞的FXR结合,激活成纤维细胞生长因子(FGF)15/19,提高葡萄糖耐量并增加胰岛素敏感性。
 
  4)其他与肠道菌群相关的发病机制
 
  随着研究的进展,肠道菌群和II型糖尿病之间还存在其他机制,如支链氨基酸机制。一些研究结果显示血清中氨基酸、支链脂肪酸、低碳数和双键的三酰甘油以及特殊的膜磷脂与胰岛素抵抗有关。
 
  目前针对糖尿病的防治策略
 
  目前主要通过药物来治疗II型糖尿病。鉴于药物的作用机制和功能不同,传统的抗糖尿病药物主要分为6 类:双胍类、磺酰脲类、非磺酰脲类、α-葡萄糖苷酶抑制剂、噻唑烷二酮类、胰岛素;新型药物包括:肠促胰岛素类似物(GLP-1类似物、GLP-1受体激动剂和二肽基肽酶IV(dipeptidyl peptidase IV,DPP-IV)抑制剂)、钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂。但是这些药物在治疗II型糖尿病的同时也会给机体带来一定的副作用,不适合长期服用。
 
  2、益生菌与II型糖尿病的相关性研究
 
  益生菌对II型糖尿病的影响
 
  目前大量研究显示,无论是动物实验中的动物模型或者临床实验中的糖尿病患者,摄入益生菌或者益生菌发酵食品(如酸乳、发酵果蔬汁等)之后血糖浓度呈现不同程度的下降。但由于糖尿病发病机制复杂,加上益生菌个体差异、种类和治疗剂量不同,甚至益生菌自身生长状态的不同,其对肠道菌群及宿主代谢的影响也有所差异。
 
  益生菌可改善II型糖尿病的相关机制
 
  1)抑制体内糖代谢相关酶活力
 
  人体摄取的大部分营养物质都在小肠内以小分子形式被吸收。淀粉等多糖物质首先被唾液和胰α-淀粉酶降解生成寡糖及二糖,然后经位于肠腔及刷状缘膜的α-葡萄糖苷酶水解被人体吸收。因此,α-葡萄糖苷酶活力的抑制和葡萄糖吸收的减少已成为临床上治疗糖尿病的有效靶点。
 
  2)益生菌对糖代谢相关基因表达的影响
 
  目前大量研究表明益生菌的摄入可以上调或下调与糖代谢相关基因的表达。有研究者将植物乳杆菌NCU116饲喂高脂饮食和低剂量药物诱导的II型糖尿病大鼠,结果表明,与改善炎症和维持葡萄糖稳态相关基因(GLUT-4、PPAR-α和PPAR-γ)表达上调,糖尿病大鼠的葡萄糖稳态得到调节和胰岛素敏感性增加。
 
  3)益生菌对糖尿病相关炎症和免疫反应的影响
 
  II型糖尿病是一种慢性全身性低度炎症。II型糖尿病患者体内的一些炎症介质如急性期蛋白、细胞因子和内皮激活标记物水平升高。有研究指出益生菌可增强肠屏障功能,减少微生物及其衍生物如LPS的易位。LPS受体TLR4的激活诱导胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能障碍。此外,LPS抑制胰岛β细胞的胰岛素分泌和胰岛素基因表达。
 
  4)氧化应激
 
  人体在高血糖和高游离脂肪酸的刺激下产生大量自由基,激活氧化应激信号通路,使机体发生胰岛素抵抗、胰岛素分泌受损和糖尿病血管病变。II型糖尿病的主要特征是氧化应激的系统性增加,如果不加干预会使糖尿病病情恶化。
 
  结 语
 
  目前的研究已证实,II型糖尿病患者具有不同于正常人群的肠道微生物群组成。肠道菌群可能在II型糖尿病发生和发展中起重要作用,但由于缺乏足够的科学证据支持这一健康声明,需要进一步探究益生菌在葡萄糖代谢中的潜在作用。虽然大量动物实验已证实益生菌具有显着的降糖作用,但在临床实验中,使用益生菌控制II型糖尿病个体存在不一致的结果,这可能是由于人类存在太多的不可控因素如饮食特征、药物使用、体质量指数等因素。因此,未来的研究应综合考虑这些因素,更好地了解益生菌对II型糖尿病个体代谢的影响以及涉及这种复杂关系的主要机制。
 
 
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