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糖尿病胰岛细胞休眠的真凶:肠道菌群失衡!

来源:互联网    作者:      2022年04月24日 10:54

导语:

糖尿病出现的高血糖现象,实际是胰岛功能异常(包括胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损)带来的症状,简单粗暴的利用药物控制血糖只能治标不能治本。

只有帮助糖尿病人唤醒胰岛β细胞(重新分化)、恢复β细胞功能,让其重新分泌胰岛素,才能从根本上缓解甚至逆转糖尿病。

那是什么情况下导致糖尿病人胰岛β细胞休眠?

是高糖毒!但糖尿病人胰岛β细胞并没有死亡,而是在“休眠”阶段,那又是什么导致了高糖毒性?使胰岛β细胞休眠的幕后“真凶”到底是谁?

导致胰岛β细胞休眠的幕后“真凶”是肠道菌群失衡!

01

肠道菌群失衡是导致胰岛素抵抗的重要原因

众所周知,肥胖会导致胰岛素抵抗。

而随着糖尿病与肠道菌群研究的不断深入,《基因组医学》、《自然遗传学》、《糖尿病》等国际权威杂志发表的研究成果均表明[1,2,3]:肠道菌群失衡是导致胰岛素抵抗、高糖毒性及胰岛β细胞休眠的“幕后黑手”!

糖尿病患者肠道内厚壁菌含量高导致炎症反应、胰岛素抵抗

糖尿病患者肠道内有助于血糖平稳的,有益菌明显减少,导致血糖升高。

中国人群以及国外人群的研究成果均显示[4,5],糖尿病人肠道内嗜黏蛋白阿克曼氏菌、罗斯氏菌、柔嫩梭菌等有助于血糖平稳的细菌含量比健康人群更低。这些有益菌通过产生丁酸等短链脂肪酸、抑制炎症反应、调节免疫答应等帮助人体维持血糖平稳。

糖尿病患者肠道内引起胰岛素抵抗的,有害菌显著增多,导致血糖异常。

来自美国的一篇综述研究发现[6],瘤胃球菌属、梭杆菌属等厚壁菌门细菌与糖尿病的发病密切相关,这些菌在糖尿病人肠道中丰度更高,会导致炎症、胰岛素抵抗和肥胖。

糖尿病患者肠道菌代谢物分泌异常,影响血糖代谢及胰岛素敏感性

      短链脂肪酸分泌减少,引发低度炎症

肠道的有益菌,包括柔嫩梭菌、罗氏菌和双歧杆菌等,可以发酵膳食纤维生成短链脂肪酸(SCFAs),如乙酸、丁酸等,刺激肠道分泌肠促激素GLP-1和PYY,抑制食欲,提高胰岛素敏感性;SCFAs还可通过受体GPR43,提高脂肪组织、肌肉组织和肝脏的胰岛素敏感性[7]。

GLP-1:胰高血糖素样肽-1,是一种肠促胰素,可刺激胰岛素分泌,抑制胰高糖素分泌,延缓胃排空,通过中枢性的食欲抑制减少进食量。

PYY:是一种内分泌调节肽,能够调控食欲,抑制胃酸分泌,抑制胃动力。

SCFAs通过受体GPR43,影响脂肪组织、肌肉和肝脏的胰岛素敏感性

若肠道菌群失调,肠道内有害菌如大肠杆菌、梭杆菌等大量繁殖,有益菌生长被抑制,短链脂肪酸大大减少,内毒素等有害细菌代谢物增加,就会引发低度炎症反应,继而产生胰岛素抵抗。

次级胆汁酸代谢异常,升高血糖水平

胆汁酸是一个外分泌的激素,通过胆道进入肠道以后,参与脂肪代谢、促进分泌GLP-1等肠促胰岛素,间接调节血糖[8]。

在这个过程中,肠道微生物能将初级胆汁酸转化为次级胆汁酸,不同的菌群会影响胆汁酸池的构成,即初级胆汁酸/次级胆汁酸的比值。

当肠道菌群失调时,会导致次级胆汁酸代谢异常,次级胆汁酸刺激肠壁上的非神经细胞——肠嗜铬细胞(EC)大量分泌5-羟色胺,进而升高血糖水平[9],并导致胰岛素分泌减少,使患者长期处于持续高血糖状态。

胆汁酸在肝脏、肠道、胰腺等器官组织的功能[8]

谷氨酸和GABA代谢异常,引起胰岛素抵抗

研究结果显示,谷氨酸可以引起肥胖和胰岛素抵抗[10]。肠道中的拟杆菌可以将谷氨酸转化为GABA,从而可以抑制炎症反应,提高血糖耐受性和胰岛素敏感性,促进胰岛β细胞增殖[11,12]。

GABA:γ-氨基丁酸,葡萄糖稳态的一个调节因子

GABA促进β细胞增殖、改善血糖稳态

小知识:

什么是肠道菌群?

我们的肠道中生活着上千种细菌,数量高达100万亿,称为肠道菌群。

肠道菌群参与了人体消化吸收、营养合成、免疫防御、糖脂代谢、神经调控等多个生化过程,是我们人体必不可少的一部分。

什么叫肠道菌群失衡?

肠道菌群可分为有益菌、中性菌和有害菌三大类。健康人的肠道里,这三类细菌维持着一定的比例,行使着各自的功能,共同维护我们的健康。

当这个比例打破,即有益菌减少、有害菌增多,或肠道菌的数量急剧减少时,就发生了肠道菌群失衡,会导致亚健康状态及各种疾病的发生。

02

胰岛素抵抗导致高糖毒性,

进而损伤β细胞功能,使其“休眠”

实际上,胰岛素抵抗往往会先于胰岛β细胞功能衰退出现。

正常情况下,当我们吃进去食物,胰岛β细胞就会分泌胰岛素以维持机体正常的血糖水平。

若由于肥胖、肠道菌群失调等原因产生胰岛素抵抗,血糖无法运输到肝脏、肌肉等器官内,体内的血糖就会堆积,从而产生高糖毒性。

同时胰岛素抵抗会导致机体对胰岛素的需求大幅增加,从而导致胰岛β细胞更努力地分泌更多胰岛素。长期“工作”超负荷,β细胞就会出现去分化(即休眠)的现象,导致血糖完全失控,进而发展为糖尿病。

总结

导致胰岛β细胞功能减退、休眠的“幕后黑手”是肠道菌群失衡。肠道菌群失衡会导致胰岛素抵抗,进而产生高糖毒性,最终导致胰岛β细胞休眠。

由此可见,「肠道菌群调节」对糖尿病患者来说,是不可忽视的重要存在,它能够“唤醒”胰岛细胞,有效稳定血糖、改善病情的作用!

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参考文献

1.Boulangé CL, et al.  Genome Med. 2016 Apr 20;8(1):42.

2.Cisca Wijmenga, et al. Nature Genetics, 2019.

3.Cani PD,  et al. (2007)  Diabetes 56: 1761–1772.

4. Qin J, et al. Nature. 2012 Oct 4;490(7418):55-60.

5. Karlsson FH, et al. Nature. 2013 Jun 6;498(7452):99-103. 

6.Gurung M, et al. EBioMedicine. 2020 Jan;51:102590.

7.Kimura I, et al.  Nat Commun. 2013;4:1829.

8.Ahmad TR, Haeusler RA. Nat Rev Endocrinol. 2019 Dec;15(12):701-712.

9. Martin AM, et al.  Proc Natl Acad Sci USA. 2019; 116(40): 19802-19804.

10. Bunyan J, Murrell EA, Shah PP. Br J Nutr. 1976 Jan;35(1):25-39.

11. Purwana I, et al. Diabetes. 2014 Dec;63(12):4197-205.

12. Tian J, et al.  PLoS One. 2011;6(9):e25338.


(文章为作者独立观点,不代表艾瑞网立场)
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