Систематический обзор по оценке эффективности диетического вмешательства в микробиоту кишечника у взрослых с сахарным диабетом 2 типа

doi.org

Systematic review assessing the effectiveness of dietary intervention on gut microbiota in adults with type 2 diabetes

David Houghton, Timothy Hardy, Christopher Stewart, Linda Errington, Christopher P. Day, Michael I. Trenell, Leah Avery

Заболеваемость сахарным диабетом 2-го типа неуклонно растет, по прогнозам к 2030 году число больных во всем мире превысит 500 миллионов. Хотя фармакотерапия является одним из вариантов терапии сахарного диабета 2-го типа, краеугольным камнем лечения остаются вмешательства в образ жизни, включая изменение диеты и уровень физической активности / физических упражнений с потерей веса на 5–10%. Тем не менее, существуют опасения, связанные с приверженностью, реализацией, специфичностью и отсутствием долгосрочных рандомизированных исследований в клинической практике, что препятствует клиническому использованию таких вмешательств. Кроме того, присутствует значительная индивидуальная вариабельность в патофизиологии заболевания и ответе на лечение.

Потенциально новой терапевтической мишенью, представляющей значительный интерес, является пул микроорганизмов, в частности, бактерий, присутствующих в желудочно-кишечном тракте и называемых кишечной микробиотой. Достижения в области молекулярного секвенирования и вычислительных методов обеспечили беспрецедентное понимание того, как микробиота кишечника функционирует в симбиозе с хозяином, способствуя питанию, метаболизму, иммунному ответу и строение кишечника. Изменения в составе кишечной микробиоты, называемые дисбактериозом, были связаны с такими состояниями, как сахарный диабет 2-го типа и метаболические нарушения. Несмотря на то, что точные механизмы, связывающие микробиоту кишечника и сахарный диабет 2-го типа, остаются неизвестными, различия в составе микробиоты кишечника могут способствовать вариабельности, наблюдаемой среди лиц с сахарным диабетом 2-го типа.

Микробиота кишечника влияет на выработку энергии, уровень глюкозы в крови и эффективность фармакотерапии. Кроме того, было показано, что воздействие на микробиоту кишечника с помощью вмешательств в образ жизни приводит к значительным изменениям в бактериальном составе, которые согласуются с улучшением контроля глюкозы. Однако на сегодняшний день все исследования, как правило, проводились на животных моделях или на людях без клинического диагноза «сахарный диабет 2 типа». Наша цель состояла в том, чтобы провести систематический обзор для выявления исследований вмешательств в образ жизни (т.е. вмешательств в диету и физическую активность / физические упражнения) с участием взрослых с сахарным диабетом 2-го типа, а также оценить эффективность этих вмешательств по модуляции микробиоты кишечника и улучшению контроля глюкозы.

Методика

Этот систематический обзор был проведен в соответствии с опубликованным протоколом и рекомендациями Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA).

В исследование были включены РКИ или конкретные группы не РКИ, в которых сообщали об эффективности диетических вмешательств и вмешательств в физическую активность / физические упражнения для модуляции микробиоты кишечника и улучшения контроля глюкозы. Участниками исследования были взрослые с сахарным диабетом 2-го типа. Исследования, в которых сообщали о вмешательствах в образ жизни у взрослых с сахарным диабетом 1-го типа, были исключены.

Электронный поиск дал 2513 потенциально релевантных исследований. Еще 121 исследование было отобрано из конечных списков включенных исследований и материалов конференций. После удаления дубликатов и исключения неподходящих исследований восемь исследований были оставлены для обзора. Во всех восьми исследованиях сообщали о влиянии диетических вмешательств (т.е. не было найдено ни одного исследования, отвечающего критериям приемлемости, в которых сообщали только о физической активности / упражнениях). Таким образом, у нас было семь РКИ и одно исследование в одной группе. Четыре исследования были проведены в Европе (Дании, Испании, Италии и Великобритании) и четыре в Азии (Индии, Малайзии, Японии и Республике Корея). Во всех восьми исследованиях использовали диетическую модуляцию.

Обсуждение

Этот систематический обзор был направлен на оценку эффективности вмешательств в образ жизни, направленных на диету и/или физическую активность / физические упражнения для модуляции микробиоты кишечника и улучшения контроля глюкозы у взрослых с диабетом 2-го типа. В предыдущих обзорах сообщалось о влиянии вмешательств в образ жизни на их способность улучшать контроль глюкозы у взрослых с сахарным диабетом 2-го типа. Однако, насколько нам известно, не было опубликовано ни одного обзора об эффективности вмешательств в образ жизни, направленных на микробиоту кишечника в сочетании с изменениями в контроле глюкозы у взрослых с диабетом 2-го типа. Хотя не было найдено подходящих исследований, где сообщалось бы о влиянии физической активности / упражнений на микробиоту кишечника и метаболическое здоровье, доказательства, полученные в этом обзоре, демонстрируют, что диетические вмешательства могут модулировать микробиоту кишечника при одновременном улучшении контроля глюкозы.

Достижения в области исследований микробиома показали важность индивидуальной изменчивости состава микробиоты кишечника для поддержания здоровья и профилактики развития заболеваний. Одним из ключевых факторов окружающей среды, формирующих состав микробиоты кишечника, является диета, влияющая на время транзита кишечного содержимого, pH и потребление макронутриентов. Во всех рассмотренных здесь исследованиях сообщалось о значительных изменениях в составе микробиоты кишечника после диетического вмешательства, что подтверждает результаты ранее опубликованных исследований с участием детей и взрослых. В настоящем обзоре было установлено, что изменения метаболического здоровья тесно связаны со значительными изменениями в составе микробиоты кишечника, включая изменения на различных уровнях таксонов (например, тип, семейство, род, виды и соотношение Firmicutes:Bacteroidetes).

Метаанализ не показал существенных изменений в относительной численности трех потенциально способствующих здоровью кишечника бактерий на уровне рода: Bifidobacterium, Roseburia и Lactobacillus . Возможно, это объясняется небольшим размером выборки в группах вмешательства (n = 21 и n = 14) и короткой продолжительностью (3 и 12 недель) включенных исследований, содержанием/характером диетического вмешательства (диета Ma-Pi 2 и пребиотики) и небольшим количеством исследований, включенных в метаанализ (n = 2) соответственно. В отличие от результатов метаанализа, во всех рассмотренных исследованиях сообщалось о статистически значимых изменениях различных переменных кишечной микробиоты. Например, сообщалось о значительных изменениях в относительной численности на уровне типов (Firmicutes, Bacteroidetes), семейства (Peptostreptococcaceae и Leuconostocaceae), рода (Prevotella, Bifidobacterium и Lactobacillus) и видов (L . acidophilus), а также в α- и β-разнообразии. Кроме того, сообщалось о значительных корреляциях между различными бактериями и метаболическими переменными, такими как уровень глюкозы в крови натощак и холестерин ЛПНП. Эти данные подтверждают способность диетического вмешательства модулировать микробиоту кишечника. Однако область исследований кишечной микробиоты все еще относительно молода, и наше понимание того, что означают эти изменения, ограничено. Этот вопрос еще больше осложняется тем, что наблюдения проводятся на бактериальном уровне без учета функциональности, о чем сообщается в этом обзоре.

Потенциальной проблемой оказалась выявленная вариабельность среди участников в рамках рассмотренных исследований кишечной микробиоты. Кроме того, для наблюдения подлинного эффекта вмешательства в этой области требуется достаточный размер выборки, учитывающий существенную вариабельность как внутри, так и между исследованиями, посвященными микробиоте кишечника, и строго контролируемыми интервенционными исследованиями, в которых используются последовательные методы и вмешательства, позволяющие проводить сравнения. Неоднородность отмеченных результатов может быть объяснена этими проблемами.

Механизмы, связывающие изменения бактериального состава с метаболической дисфункцией, не подтверждены. Потенциальные механизмы включают: (1) измененные уровни глюкагоноподобного пептида-1 и -2; (2) повышенное содержание липополисахаридов; (3) воспаление; (4) снижение КЦЖК и аппетита; (5) увеличение извлечения энергии из переваренной пищи. Хотя этот список не является исчерпывающим, в нем подчеркивается потенциальный вклад микробиоты кишечника в развитие диабета 2-го типа. Однако патофизиологические процессы остаются неизвестными. В первую очередь это связано с тем, что знания о микробиоме кишечника все еще находятся в зачаточном состоянии, хотя мы, несомненно, узнаем больше о вкладе микробиоты кишечника в развитие сахарного диабета 2-го типа в этой растущей области исследований. Этот обзор подтверждает важность изменения рациона питания и его способность модулировать микробиоту кишечника в попытке поддерживать гомеостаз кишечника и улучшать контроль глюкозы. Нацеливание на микробиоту кишечника и/или использование информации, полученной в результате исследований микробиома кишечника, может предложить альтернативный терапевтический подход, учитывающий значительную вариабельность, наблюдаемую среди лиц с сахарным диабетом 2-го типа.

В дополнение к изменениям в рационе питания предыдущие исследования показали, что физические упражнения положительно влияют на состояние здоровья, включая иммунную функцию, и оказывают противовоспалительное действие. Однако поиск, проведенный для этого систематического обзора, не выявил каких-либо исследований, где сообщалось бы о влиянии физической активности/упражнений на микробиоту кишечника и контроль уровня глюкозы, которые соответствовали критериям приемлемости. Это подчеркивает пробел в доказательной базе и, следовательно, необходимость проведения исследований в этой области.

Совокупность данных клинических исследованийи доклинических моделей показывает, что физические упражнения уменьшают воспаление, активируют секрецию глюкагоноподобного пептида-1 и модулируют микробиоту кишечника. Кроме того, было показано, что вмешательства, направленные на физическую активность / физические упражнения, улучшают контроль глюкозы, состав тела и снижают объем жировых отложений в печени у людей с жировой болезнью печени и сахарным диабетом 2-го типа независимо от потери веса. Точные механизмы того, как физическая активность / физические упражнения модулируют микробиоту кишечника и факторы риска сахарного диабета 2-го типа остаются неизвестными. Потенциальные механизмы включают измененные КЦЖК, метаболизм холестерина, субстрат для роста бактерий и время прохождения пищи через желудочно-кишечный тракт. Тем не менее этот обзор подчеркивает отсутствие исследований и, следовательно, понимания в этой области, что препятствует его клиническому использованию в настоящее время.

Этот систематический обзор предоставил доказательства, демонстрирующие, что диета играет важную роль в модуляции микробиоты кишечника, что связано с патофизиологией заболевания. Это имеет важное клиническое значение и еще раз подтверждает важность воздействия на микробиоту кишечника при вмешательствах по изменению образа жизни в качестве терапевтического пути.

Перевод на русский язык научной статьи осуществлен в соответствии с условиями открытой лицензии Creative Commons Attributions (CC BY) (Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0)