Роль микробиоты кишечника в патогенезе сахарного диабета

Diabetes. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 480.

doi.org

The Role of the Gut Microbiota in the Pathogenesis of Diabetes

Weronika Bielka, Agnieszka Przezak, Andrzej Pawlik

Роль микробиоты кишечника в патогенезе сахарного диабета

Аннотация

Диабет – это метаболическое заболевание, характеризующееся гипергликемией, вызванной прямым или опосредованным дефицитом инсулина. Диабет 1-го типа (СД1) – аутоиммунная патология, при которой вырабатываются антитела против различных элементов β-клеток поджелудочной железы – в результате клетки, вырабатывающие инсулин, полностью разрушаются, что вызывает дефицит инсулина. Диабет 2-го типа (СД2) вызван резистентностью к инсулину (ИР), приводящей к повышенной потребности периферических тканей в инсулине и, как следствие, функциональной недостаточности β-клеток. Неадекватный метаболический контроль диабета может вызвать серьезные долгосрочные осложнения, включая ретинопатию, хроническую болезнь почек, невропатию и сердечно-сосудистые заболевания, а также увеличение смертности. В 2019 году Международная федерация диабета сообщила, что число людей, страдающих диабетом, оценивается в 463 миллиона и увеличится до 700 миллионов к 2045 году. Столь значимое количество людей, подверженных риску развития диабета, указывает на необходимость поиска дальнейших объяснений его патогенеза, что должно привести к разработке новых стратегий, направленных на профилактику заболевания или облегчение его течения.

Микробиота кишечника способствует правильному функционированию организма.

Термин «микробиота кишечника» относится к более чем 10¹⁴ бактериям, которые обитают в желудочно-кишечном тракте и выполняют множество функций. «Микробиом» рассматривается как геном всей микробиоты. По некоторым оценкам, количество бактериальных клеток примерно в 10 раз превышает количество клеток человека, но в настоящее время известно, что количество бактериальных и человеческих клеток одинаково. Микробиота взрослых включает широкий спектр видов (около 500–1000), принадлежащих к двум основным отделам — Firmicutes и Bacteroidetes, что делает бактериальное сообщество у каждого человека специфичным и уникальным. Предполагается, что поддержание этого разнообразия и жесткого гомеостаза между бактериями необходимо для поддержания здоровья человека в хорошем состоянии, а дисбактериоз может способствовать развитию метаболических заболеваний, таких как ожирение или диабет.

Кишечная микробиота способствует метаболизму углеводов путем гидролиза и ферментации полисахаридов, поступающих с пищей. Как следствие, вырабатываются моносахариды и короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), которые могут локально воздействовать на толстую кишку, но также могут всасываться хозяином в кровоток и влиять на метаболизм различных органов.

Микробиота кишечника имеет решающее значение для правильного функционирования кишечного барьера. Она обеспечивает достаточную энергию для пролиферации эпителиальных клеток, поскольку бутират является основным источником энергии для колоноцитов, а также стимулирует иммунную систему к правильному реагированию на патогены. Микроорганизмы создают динамичную экосистему, которая моделируется внутренними и внешними факторами. Измененный состав кишечных бактерий может участвовать в патогенезе таких заболеваний, как ожирение, диабет и сердечная недостаточность, распространенность которых в мире продолжает расти. Таким образом, крайне важно выяснить, способствуют ли бактерии развитию этих болезней цивилизации. Это должно не только помочь изменить их течение или отсрочить развитие осложнений, но и предотвратить возникновение данных заболеваний. В данном обзоре мы описываем различия микробиоты кишечника у пациентов с СД1 и СД2 по сравнению со здоровыми людьми, объясняем вероятное влияние измененного состава бактерий на организм хозяина и указываем потенциальные терапевтические мишени, направленные на микробиоту, которая может влиять на течение диабета. Более того, мы акцентируем внимание на нехватке данных, касающихся микробиоты кишечника, указываем на слабые места уже проведенных исследований и предлагаем дальнейшие направления, необходимые для доказательства причинно-следственной связи между дисбиозом и диабетом – как СД1, так и СД2.

Влияние дисбиоза на развитие сахарного диабета 1-го типа


Влияние дисбиоза на развитие сахарного диабета 2-го типа