воскресенье, 4 ноября 2018 г.

Влияние кишечной микробиоты на диабет второго типа



The Journal of Nutritional Biochemistry

Volume 63, January 2019, Pages 101-108

Кишечная микробиота и диабет типа 2: где мы сейчас находимся и куда двигаться?

Шапна Шарма,  Прабханшу Трипатхи  

(Перевод Зои Дымент)

Содержание

Ключевые слова
1. Введение
2. Диабет и современные подходы к его регулированию
3. Микробиота кишечника и ее функции
4. Микробиота кишечника и углеводный обмен
5. Роль диеты в формировании кишечной флоры
6. Пробиотики и сахарный диабет
7. Целостность кишечника и метаболическое состояние
8. Кишечная микробиота и антибиотики
9. Перспективы и проблемы
Выражение признательности и декларации
Конфликт интересов
Ссылки

Абстракт

Сахарный диабет типа 2 (СД2)  является широко распространенным метаболическим расстройством, для которого характерен дисбаланс глюкозы в крови, измененный липидный профиль и высокое кровяное давление. Генетические компоненты, привычка потреблять жирную и калорийную пищу и сидячий образ жизни – три основных фактора, которые составляют риск СД2. тремя основными факторами, которые способствуют высокому риску СД2. В нескольких исследованиях сообщалось о дисбиозе кишечного микробиома как факторе быстрого развития резистентности к инсулину при СД2, на долю которого во всем мире приходится около 90% всех случаев диабета. Дисбиоз микробиома кишечника может изменять кишечные барьерные функции метаболические и сигнальные пути хозяина, которые при СД2 прямо или косвенно связаны с резистентностью к инсулину. Тысячи метаболитов, полученных из микробов, взаимодействуют с эпителиальными, печеночными и сердечными рецепторами клеток и модулируют физиологию хозяина. Ксенобиотики, включая диетические компоненты, антибиотики и нестероидные противовоспалительные препараты сильно влияют на микробную композицию кишечника и могут способствовать дисбактериозу. Любое изменение микробиоты кишечника при диабете и ожирении может сдвинуть метаболизм хозяина к увеличению потребленной энергии. Однако точные механизмы динамики кишечной микробиоты и их влияние на метаболизм хозяина на молекулярном уровне еще предстоит расшифровать. Мы рассмотрели опубликованную литературу для лучшего понимания динамики микробиоты кишечника, факторов, которые потенциально индуцируют дисбиоз микробиома кишечника и их связь с прогрессированием СД2. Особый акцент был сделан также на понимании нарушений микробиома кишечника вызывающих  нарушение кишечных барьеров и/или тесной связи этого с резистентностью к инсулину.

Ключевые слова

Кишечная микробиота, дисбиоз, СД2, SCFAs (короткоцепочечные жирные кислоты), плотные контакты, проницаемость кишечника, кишечная целостность

1. Введение

Метаболические расстройства представляют собой группу расстройств здоровья, которые включают сахарный диабет 2 типа (СД2), сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) и другие подобные расстройства, которые диагностируются путем мониторинга определенных биохимических, клинических и метаболических факторов. Метаболические расстройства также могут определяться сочетанием ожирения с гипертонией; гипергликемией натощак, повышенными триглицеридами и повышенным холестерином липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), а также снижением в плазме холестерина липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) в плазме [1].

Постоянное увеличение распространенности ожирения (ИМТ≥30 кг/м2) и связанных с ним заболеваний обмена веществ является большой проблемой в развитых странах [2]. Согласно недавнему докладу, к 2020 году около 42% взрослого населения США будут страдать ожирением [3]. Распространенность ожирения и связанных с ним заболеваний обмена веществ также является основным бременем общественного здравоохранения в развивающихся странах [4]. Ожирение приводит к различным неинфекционным заболеваниям, угрожающим жизни, включая ССЗ и СД2, которые являются основными факторами, способствующими преждевременной смерти во всем мире [5]. В развивающихся странах только СД2 способствует примерно  80% преждевременной смертности из-за метаболических нарушений [6]. Всемирная организация здравоохранения прогнозирует, что к 2030 году СД2 может стать одной из десяти ведущих причин смерти во всем мире [7]. В глобальном масштабе 347 миллионов человек страдают от диабета, а в более чем 36 миллионах случаев синдром не диагностируется [8], [9]. За последние 3-4 десятилетия из-за изменений в образе жизни, в диете, из-за меньшей физической активности и воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды, распространенность диабета резко возросла [10].

Индия, вторая по численности населения страна в мире, с огромным бременем недоедания и низкого качества жизни, также сталкивается с ожирением и другими проблемами со здоровьем [11]. Размер индийского населения и быстрорастущая экономика могут стать разумной платформой для изучения влияния ожирения на метаболические заболевания, в том числе на  сердечно-сосудистые заболевания и диабет [12], [13]. В прошлом традиционная индийская культура и диетические привычки ограничивали влияние западного / современного образа жизни, ограничивали случаи метаболических заболеваний, таких, как ожирение и диабет, которые считаются связанными с таким образом жизни [14]. Однако изменения в социально-экономическом статусе городской жизни в Индии стали ведущей причиной заболеваний, связанных с образом жизни [15]. Такие изменения в образе жизни включают изменения в диетических привычках, сидячий образ жизни и неправильные лекарства. Раньше ожирение и связанные с ним метаболические заболевания коррелировали с наследственностью, образом жизни и определенными факторами окружающей среды.

Эукариоты, бактерии и археи, обитающие в кишечнике, все вместе известны как микробиота кишечника. Включение среды кишечника и генома микробов образует микробиом кишечника, в нем кишечные бактерии являются основным компонентом. В нескольких исследованиях было установлено, что изменения в количестве и разнообразии микробиоты кишечника имеют большое значение для прогрессирования многих метаболических нарушений [16], [17]. Микробиота кишечника человека обеспечивает защиту хозяина от болезнетворных микроорганизмов, конкурируя за пространство и питание или путем очистки и улучшения иммунной системы. Они также играют решающую роль в поддержании целостности кишечника / гомеостаза эпителиальной оболочки кишечника и метаболизма ксенобиотиков, включая препараты [18], [19], [20], [21]. Дополнительная  терапия пробиотическими видами (живыми, полезными комменсальными бактериями), такими как Lactobacillus и Bifidobacterium, используется в течение длительного времени [22], [23]. В дополнение к пробиотикам, резистентные волокна, которые способствуют росту полезных бактерий, потребляются как функциональные продукты или «пребиотики» [24].

В отличие от полезного компонента микробиоты кишечника, дисбаланс или дисбактериоз могут вызывать многочисленные заболевания или могут ухудшить тяжесть таких заболеваний, как язвенный колит, болезнь Крона, воспалительное заболевание кишечника и колоректальный рак [25], [26], [27], [28], [29]. Дисбиоз также связан с несовместимостью с некоторыми продуктами и метаболическими заболеваниями, такими, как пищевая аллергия, ожирение и диабет и безалкогольный стеатогепатит [30], [31], [32], [33]. Недавнее исследование показало связь между микробиотным профилем кишечника у детей и их статусом питания путем кластеризации потенциально патогенных микробов в отдельный центр в кишечнике истощенном кишечнике [34].

Для диагностических и терапевтических целей, из-за сложной связи между микробиотой кишечника и здоровьем, необходимо всестороннее изучение видового разнообразия и их функционального механизма (механизмов). В недавнем исследовании было показано, что некоторые виды бактерий могут значительно улучшить симптомные показатели в моделях диабета типа 2 на мышах путем изменения нескольких метаболических дисфункций, в том числе снизить  массу жира, метаболическую эндотоксемию, воспаление тканей, секрецию инсулина и повысить чувствительность к нему [35]. В этом обзоре мы обобщаем роль и механизмы микробиоты кишечника при ожирении и связанные с этим нарушения обмена веществ и перспективы.

2. Диабет и современные подходы к его регулированию

В последние годы большое внимание уделяется управлению диабетом с подбором лекарств  на основе симптомов,  против гипергликемии или резистентности к инсулину (таких как метформин, ситаглиптин и пиоглитазон) и лекарств от осложнений, связанных с диабетом, например, от  воспаления жировой ткани. Метформин, приносящий пользу в борьбе с гипергликемией, не вызывает побочных эффектов, например, гипогликемии, увеличения веса или сердечно-сосудистых осложнений, и является первым выбором для клиницистов при лечении пациентов с СД2 [36]. Этот препарат часто назначают в качестве сенсибилизатора инсулина для контроля резистентности к инсулину и снижения уровня инсулина в плазме натощак. Метформин в основном работает путем блокирования комплексов дыхательной цепи, опосредуемых митохондриями, что приводит к снижению выработки глюкозы в печени [37]. Было обнаружено, что прерывистое лечение случаев СД2  метформином увеличивало образование желчных кислот и их конъюгатов и уменьшало  уровень глюкагоноподобного белока-1 (GLP-1) [38]. Метформин способствует метаболизму и микробиоте кишечника.

Многие исследования приходят к выводу, что метформин индуцирует секрецию GLP-1 и подавление в сыворотке желчных кислот и хорошо коррелирует с изменениями отношения Bacteroidetes/Firmicutes [39], [40]. В некоторых исследованиях сообщаются очень интересные факты о метформине, такие, как его способность индуцировать экспрессию муцина, подобно Akkermansia muciniphila [40]. Как Akkermansia, так и введение метформина мышам, получающим диету с высоким содержанием жиров, уменьшали экспрессию IL-1β и IL-6 в жировой ткани. Эти отчеты свидетельствуют о сходстве Akkermansia и метформина в улучшении метаболического профиля за счет снижении воспаление тканей при диетическом ожирении [40]. По-видимому, бактериальная популяция регулирует метаболизм при гипергликемических состояниях, как и действие метформина.

3. Микробиота кишечника и его функции

Целевые исследования метагеномики показали, что приблизительно 90% бактериальных видов, присутствующих в кишечнике взрослых, относятся к типу Bacteroidetes (грамотрицательным) и  Firmicites (грамположительным) [41], [42]. В зависимости от анатомии, абиотической среды и разнообразных функций различных частей кишечника микробная композиция может сильно отличаться. У здорового взрослого человека в кишечнике одновременно присутствует 500-1000 видов бактерий и 1012-1014 колониеобразующих единиц (КОЕ), масса их 1–2 кг [43]. Толстая кишка содержит приблизительно 109-1012 КОЕ/мл, в тощей кишке 101-103 КОЕ/мл и 104-108 КОЕ/мл в подвздошной кишке [44].

Передача микробиоты происходит в утробе или во время родов и достигает стабильности в возрасте около 2 лет. В дополнение к генетике хозяина и факторам окружающей среды раннее воздействие микробов во время родов играет важную роль в регулировании состава кишечной микробиоты. Воздействие
(а) вагинального микробиома при нормальных родах;
(б) микробиоты кожи во время кесарева сечения;
(в) исключительно грудного вскармливания или искусственного вскармливания;
(г) антибиотиков
в неонатальном и раннем детстве также играет важную роль в формировании стабильного кишечного микробиома. Микробиота кишечника как прямо, так и косвенно облегчает различные жизненно важные функции человеческого организма, включая переваривание сложных диетических продуктов, сбор энергии из неусвояемых углеводов, синтез витаминов и развитие иммунных клеток. Различные метаболиты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), вырабатываемые кишечной микробиотой из резистентного  крахмала, модулируют различные сигнальные пути, связанные с поддержанием здоровья человека [45].

4. Кишечная микробиота и углеводный метаболизм

Обычная диета здорового человека содержит большую долю углеводов, в том числе моносахариды, дисахариды, а также сложные полисахариды. Обычные сахара, такие как тростниковый сахар и фруктовые сахара, легко усваиваются в кишечнике, тогда как дисахариды, такие как сахароза, лактоза и мальтоза, и сложные полисахариды, такие как крахмал, пектин и гемицеллюлоза, до поглощения в кишечнике должны быть разделены на простые моносахариды. Полисахариды не перевариваются в верхней части желудочно-кишечного тракта, но они превращаются в моносахариды в подвздошной кишке с помощью бактериальных ферментов, таких как гликозидазы [46]. После приема богатой углеводами пищи концентрация глюкозы в крови, как ожидается, повысится, но она строго регулируется и сохраняется на гомеостатическом уровне двумя гормонами, инсулином  и глюкагоном. Верхняя часть пищеварительного тракта участвует в переваривании углеводов и их абсорбции в кровотоке через различные специализированные белки, известные как переносчики глюкозы (GLUTs), которые расположены на эпителиальных клетках [18]. Кратко описать абсорбцию глюкозы в здоровых условиях можно так: белки GLUT переносят глюкозу в β-клетки островков Лангерганса в поджелудочной железе. Окисление панкреатической глюкозы стимулирует секрецию инсулина за счет механизма мембранной деполяризации и закрытием калиевых каналов, что приводит к зависящему от напряжения притоку кальция и экзоцитозу инсулина [21].

Во многих исследованиях показана важная роль кишечной среды в патогенезе иммунологических расстройств посредством множества механизмов. Роль среды кишечника и лимфоидной ткани, связанной с кишечником, в СД2 также определена [47]. Помимо СД2, роль микробиома кишечника также связана с диабетом 1-го типа (СД1). Снижение микробного разнообразия кишечника нарушает целостность связи клеток. Этот дефект вызывает протекающий кишечник с повышенной проницаемостью, которая приводит к воспалению кишечника и уменьшению или нарушению иммунного ответа со стороны  слизистой оболочки кишечника. Все эти факторы влияют на опосредованный Т-клетками аутоиммунитет и связанные с ним аутоиммунные расстройства, включая СД1 [48]. Слизистая поверхность кишечной оболочки больше, чем у любого органа в организме человека, а связанные с ней лимфатические ткани являются наиболее обширными иммунологическими органами. Кишечник, наиболее подверженный воздействию различных микробных компонентов и чужеродных антигенов, таких как пища, играет очень важную роль при иммунном обучении на оси хозяин-среда [49].

СД1 является следствием множества факторов, включая генетический состав человека, а также экзогенные аспекты окружающей среды и связанные с хозяином. Следовательно, микробиом кишечника и его воздействие на иммунную систему слизистой оболочки играют важную роль в прогрессировании тяжелых клинических заболеваний, таких как СД1 [47]. Примерно у 50% пациентов с СД1 человеческий лейкоцитный антиген типа DR4-DQ8 служит индикатором целиакии [50], [51]. Говорят, что снижение барьерной функции кишечника и оральной толерантности к связанному с иммунитетом низкому воспалению у этих пациентов приводят к диабету. При СД1 существует абсолютная недостаточность инсулина из-за опосредованного T-клетками разрушения β-клеток поджелудочной железы [52]. Напротив, СД2 – это хроническая метаболическая аномалия с гипергликемией натощак, невосприимчивостью к инсулину и недостаточностью инсулина из-за снижения секреции инсулина из β-клеток в невосприимчивой к инсулину среде [53]. Инсулинорезистентность, или невосприимчивость, – это неспособность клеток ощущать нормальный уровень инсулина, особенно в тканях печени и мышц. Другими возможными важными механизмами, участвующими в СД2, является дефицит инкретина или нечувствительность, повышенный катаболизм липидов, повышенное наличие глюкагона в крови, повышенное удержание почками соли и воды и другие нарушения метаболизма [33], [52]. Исследования, проведенные на стерильных мышах, которым давали с пищей много жира, обычных мышах и мышах на стандартной диете, показали, что метаболические и иммунологические профили в основном зависят от микробного разнообразия и состава, независимо от типа рациона [54]. Мыши из одного и того же генотипа и на аналогичной диете могут иметь разные типы метаболизма глюкозы (гипергликемический или гипогликемический) в зависимости от профиля микробиома кишечника [55]. Эти данные подтверждают взаимосвязь между микробиомом кишечника и метаболической функциональностью [55].

5. Роль диеты в формировании кишечной флоры

Хорошо известно, что микробиом кишечника играет важную роль в переваривании пищевых компонентов и их поглощении. Кроме того, он также регулирует экспрессию определенных генов у хозяина. В предыдущем разделе мы обсудили, что изменение в диетическом образце может влиять на микробный состав кишечника и разнообразие, приводящее к сдвигу соотношения Firmicutes и Bacteroidetes. Увеличение популяции Bacteroidetes приводит к увеличению выработки энергии. Имеются сообщения, свидетельствующие о сокращении числа бифидобактерий в кишечнике мышей находящихся на диете с высоким содержанием жиров, что увеличивает эндотоксемию. Эта усиленная эндотоксемия может быть аннулирована с помощью пребиотических добавок, которые восстанавливают уровень бифидобактерий в кишечнике мышей [56], [57]. Имеются свидетельства, подтверждающие, что бактероиды более распространены в кишечнике людей, потребляющих диету, богатую животными продуктами, тогда как Prevotella доминирует у людей, потребляющих диеты, богатые растительными продуктами (рис. 2).
Кроме того, бактерии кишечника продуцируют определенные метаболиты, такие как SCFA, которые защищают хозяина от патогенных бактерий и играют другие важные полезные роли. У лиц, потребляющих преимущественно растительные продукты, кишечная микробиота вырабатывает больше SCFA, ферментов, участвующих в анаболизме, и увеличивает синтез амилазы, глутамата и рибофлавина (рис. 2) [58], [59]. С другой стороны, потребление продуктов, полученных из животной пищи, приводит к адаптации микробиальной функции кишечника к увеличению катаболических процессов, таких как деградация гликанов и аминокислот [60] (См. Рис. 1).


Рисунок 1. Взаимодействие между диетой и микробиомом кишечника. Регуляторная роль диеты и микробиоты у здоровых (слева) и при диабете (справа) имеет разные механизмы. Популяция бактерий в кишечнике при СД1 модулирует проницаемость кишечника и механизмы сигнализации, тем самым инициируя аутоиммунный ответ. При СД2 дисбактериоз, вызванный гидролизом углеводов, вызывает низкосортное воспаление низкой степени и снижение чувствительности к инсулину.


Рисунок 2. Блок-схемы, представляющие эффект диеты на бактериальную популяцию в кишечнике человека. Блок-схема на левой панели (синий цвет) показывает события при богатой клетчаткой диете, а правая панель (красный цвет) – при богатой жиром и белком диете.

Роль микробиоты, выполняющей мультигенные функции при переваривании неудобоваримых диетических компонентов, например, превращение сложных полисахаридов в простые сахара, может рассматриваться как один из полезных механизмов  хозяина для извлечения большей энергии из рациона [42]. Разрушение этих полисахаридов приводит к получению SCFA, то есть бутирата, пропионата и ацетата, наряду с некоторыми газами, такими как водород, которые дополнительно участвуют в ферментации в толстой кишке и увеличении сбора энергии [61]. Энергия, вызванная перевариванием таких неусвояемых полисахаридов, вносит незначительный вклад в общую энергию, требуемую хозяином, по сравнению с более простыми и усваиваемыми углеводами. Такое небольшое количество энергии, полученной из сложных полисахаридов, может быть не выгодно хозяину напрямую, но может играть косвенную роль в выживании комменсальных бактерий [46], ожирении и связанных с ним метаболических аномалиях. Предполагается, что у бутиратов есть способность уменьшать потребление калорий, вызывая насыщение, которое работает через сдвиги в GLP-1 и выработку желудочного ингибирующего пептида-1 [45]. Бутираты также участвуют в укреплении целостности кишечника, предоставляя энергию энтероцитам для регулирования их выживания и пролиферации.

Низкосортное воспаление является одним из наиболее важных патофизиологических факторов, приводящих к прогрессированию СД2, с гипергликемией и резистентностью к инсулину [62]. Уменьшение микробного разнообразия кишечника приводит к увеличению патогенных бактерий, воспалению кишечника и прогрессированию диабетического состояния. Воспалительные реакции кишечника включают в себя механизм врожденного иммунного ответа, использующего TLR (толл-подобные рецепторы и  выработку цитокинов, а также увеличение эндотоксемии [63]. Эти врожденные иммунные реакции или высвобождение в кишечной среде токсичных соединений, таких как H2S, могут способствовать проницаемости кишечника и увеличению доступа микробных компонентов через просвете в организм хозяина, что приводит к системному воспалению. В модели на мышах было продемонстрировано, что диета с высоким содержанием жиров индуцирует ожирение, перемещение кишечных грамотрицательных бактерий в систему кровообращения, жировые ткани и вызывает эндотоксемию. Примечательно, что такие эффекты были аннулированы при использовании специфических пребиотиков и пробиотиков [63].

6. Пробиотики и сахарный диабет

Существует огромное количество литературы о роли пробиотиков в здоровье человека. Известна роль конкретных бактерий в модулировании уровней глюкозы в крови при сахарном диабете [64]. Предлагается несколько других концепций для объяснения роли пробиотиков при диабете. Некоторые классы пробиотических бактерий могут обеспечить иммуномодулирующие эффекты для противодействия хроническому воспалению, вызванному сдвигом в микробиоме кишечника [65], [66], [67]. Роль низкосортного хронического воспаления в прогрессировании СД2 хорошо  документирована [62]. Пробиотические штаммы могут также усиливать у мышей с диабетом продукцию IL-10, очень важного регуляторного  и противовоспалительного цитокина. Сообщается, что увеличение количества IL-10 снижает уровень провоспалительных цитокинов, таких как IFN-γ и IL-2/IL-1β, что приводит к предотвращению низкосортного воспаления и наступления диабета [63], [67]. В недавнем исследовании было установлено, что использование Lactobacillus reuteri GMNL-263 у крыс, получающих пищу с большим количеством фруктозы, снижает маркеры СД2, такие как сывороточная глюкоза, гликированный гемоглобин и С-пептид [64]. В том же исследовании также сообщалось о снижении уровня воспалительных цитокинов Il-6 и TNF-α в жировой ткани, наряду со снижением  регуляции GLUT 4 и PPAR-γ. Регулярное потребление пробиотического йогурта может уменьшить воспалительные маркеры у беременных женщин: снизить уровень  высокочувствительного С-реактивного белка, что также связано с СД2 [68], [69]. В дополнение к этим эффектам некоторые из пробиотических штаммов способны снижать окислительный стресс в ткани поджелудочной железы, тем самым сводя к минимуму хроническое воспаление и апоптоз клеток поджелудочной железы [70].

Существуют пробиотические штаммы, которые, как было установлено, снижают уровень  в сыворотке холестерина ЛПНП и общего холестерина путем модуляции липидного обмена, что можно рассматривать как фактор снижения риска СД2 [71]. В модели на мышах ожирения и СД2 пероральное введение Lactobacillus casei Широта усиливало экспрессию в плазме липополисахарид-связывающего белка и уменьшало эндотоксемию [72]. Было показано, что Bifidobacterium animalis subsp. lactis 420 способны ограничить перемещение бактерий в ткани из кишечника и уменьшить метаболическую бактериемию на ранних стадиях СД2 [73]. В недавно опубликованном исследовании было установлено, что введение L. casei Zhang при вызванной высоким потреблением фруктозы гиперинсулинемии уменьшает нарушенную толерантность к глюкозе [74].

7. Кишечная целостность и метаболические состояния

Потенциальный механизм, связывающий диету с высоким содержанием жиров и ЛПС, увеличивал проницаемость кишечника, позволяя ЛПС проникать в кровь через систему портальную систему. Кишечная проницаемость у людей с СД2 значительно возрастает по сравнению с соответствующими контрольными субъектами [75]. Исследования на животных моделях показали, что увеличение проницаемости кишечника приводит к прогрессированию ожирения и резистентности к инсулину [76], [77]. Тем не менее, потребление пребиотиков может обогащать кишечную микробиоту, уменьшать проницаемость кишечника, подавлять воспаление, снижая уровень эндотоксемии, а также улучшать толерантность к глюкозе [77]. У мышей, потребляющих много жиров, происходило сокращение белков контактов, таких как zonula occluden-1 (ZO-1) и окклюдин, ответственных за целостность эпителия оболочки кишечника и увеличение проницаемости кишечника. Считается, что диетические жирные кислоты активируют сигнальные пути плацебообразного рецептора 2 (TLR-2) и плацебообразного рецептора 4 (TLR-4). TLR-4 является частью комплекса, который опосредует транслокацию ЛПС в кишечные капилляры [78], и ее активность необходима для индуцирования резистентности к инсулину у мышей [79], [80]. Измененная проницаемость кишечника и уровни ЛПС в плазме влекут изменения в распределении ZO-1 и окклюдина, а также изменения в системе эндоканнабиноидов (eCB).

Кишечные микробы действуют избирательно для модуляции в  толстой кишке экспрессии каннабиноидного рецептора 1 (CB1), который сильно влияет на проницаемость кишечника посредством воздействия на ZO-1 и окклюдин [81]. Было также отмечено, что у мышей с ожирением изменения микробиоты кишечника после пребиотического приёма привели к снижению проницаемости кишечника. Кишечная микробиота, подверженная воздействию нескольких антибиотиков, способна индуцировать метаболическую эндотоксемию у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, что также связано с повышенной проницаемостью кишечника, нерегулируемыми провоспалительными цитокинами и нарушенным метаболическим профилем при диабете и ожирении (рис.3).


Рисунок 3. Схематический вид кишечной микробиоты в здоровом и больном организме (воспаление, индуцированное диетическим антигеном, и резистентность к инсулину). Кишечная микробиота изменяется с изменением диеты, что приводит к увеличению проницаемости кишечника в эпителиальных слоях из-за понижающей регуляции экспрессии соединительных белков. Это действие увеличивает системный уровень ЛПС, а метаболическая эндотоксемия приводит к резистентности к инсулину.

Регуляция системы eCB также была связана с воспалением и диабетом [82], [83]. Модуляция кишечной микробиоты влияет на кишечную экспрессию eCB, что может способствовать контролю кишечной проницаемости и влиять на уровень ЛПС в плазме через рецептор CB1 [81].

Изменения в микробиоте кишечника из-за пребиотического питания снижают у мышей с ожирением проницаемость кишечника. Исследования продемонстрировали регуляцию проницаемости кишечника благодаря локализации белков плотных контактов посредством системы eCB. Cani et al. [62] исследовали роль рецептора CB1 у мышей с ожирением путем ингибирования этого рецептора и обнаружили увеличенную локализацию и распределение окклюдина и белков ZO-1. Было обнаружено, что толерантность к глюкозе в модели на крысах улучшается во время активации каннабиноидного рецептора CB2 и блокирования рецептора CB1, который действует как агонист рецептора CB2 [84]. Добавка Lactobacillus положительно коррелировала с экспрессией рецептора CB2, тогда как ассоциация с Clostridium spp. была отрицательной [85]. У грызунов несколько пробиотиков показали регуляцию кишечной микробиоты через уровни экспрессии рецептора CB2 [86].

8. Микробиом кишечника и антибиотики

Использование антибиотиков ограничивает не только активность патогенных бактерий, но и микробную популяцию комменсалов, живущую в кишечнике. В нескольких сообщениях показано, что изменение популяции микроорганизмов в кишечнике из-за использования антибиотиков может быть связано с прогрессированием сахарного диабета [52]. Лечение антибиотиками может модулировать уровень жировой массы и SCFAs [87]. Список важных антибиотиков и их влияние на микробиоом кишечника приведены в таблице 1.

Таблица 1. Изменения в микробиоме кишечника из-за использования клинически важных антибиотиков


Antibiotic
Bacterial population shift
Reference
Ampicillin
Enterobacter spp.↑
Amoxicillin
Enterobacter spp.↓
Cefotaxime
Anaerobes↑, Enterobacteria ↓
Chloramphenicol
NA
NA
Ciprofloxacin
Enterobacteria↓, SCFA producers
Clarithromycin plus metronidazole
Actinobacteria↓
Clindamycin
Enterococci ↓↑, Streptococci ↓↑, and anaerobic bacteria ↓↑, Bacteroidesspp.↓; SCFAs
Erythromycin
Streptococci↓, Enterococci↓, Enterobacteria↓ Staphylococci↑, Anaerobes↑
Gentamicin
Enterobacter spp.↓
Meropenem
Enterobacteria↓, streptococci↓, Clostridia↓, Bacteroides spp.↓, Gram-vecocci↓
Streptomycin
Ruminococcaceae↓, Bacteroidaceae↑
Ticarcillin
Enterococci ↓
Tigecycline
Enterococci ↓, E. coli ↓, Lactobacilli ↓, Bifidobacteria ↓, Enterobacteria ↑Yeasts ↑, Bacteroidetes ↑, Proteobacteria ↑
[103]

Младенцы с диабетом имеют меньшее разнообразие микробиома кишечника из-за чрезмерного приема антибиотиков. Это изменение  рассматривалось как преддиабетический микробный признак. При этом наблюдалось снижение Bifidobacteria spp. и увеличение Bacteroides spp, по сравнению с генетически восприимчивыми младенцами без диабета [88].

Изменение кишечного микробиома при использовании антибиотика обеспечивает защиту от вызванного вирусом СД1 [89]. Предполагается, что сегментированная нитевидная бактериальная группа создает защиту, индуцируя в тонком кишечнике пролиферацию популяций защитных Т-хелперных типа 17 (Th17) [89]. Однако понимание взаимосвязи между микробиомом кишечника и СД1 очень ограничено. Хотя многие сообщения указывают на преимущества антибиотиков при лечении СД1, нет информации о физиологии кишечника, дырявом кишечнике, транслокации ЛПС, эндотоксемии и воспалении как у пациентов с СД1, так и на животных моделях [90].

9. Перспективы и проблемы

Увеличение распространенности ожирения и связанных с этим нарушений обмена веществ, таких как диабет, атеросклероз и безалкогольное жировое заболевание печени, стало серьезной проблемой общественного здравоохранения во всем мире. Изменение диетических привычек, сидячий образ жизни и повышенное рабочее давление, по-видимому, являются основными факторами развития и быстрого прогрессирования метаболических заболеваний. Недавние отчеты сообщают,  что кишечная микробиота играет важную роль в развитии и прогрессировании диабета. Снижение кишечной барьерной функции и увеличение проницаемости мембраны с дырявым кишечником благоприятствуют перемещению грамотрицательных бактерий в системному кровообращению и повышению уровня ЛПС, что, в свою очередь, приводит к метаболической эндотоксемии у лиц с ожирением и диабетом.

Низкосортное воспаление, вызванное эндотоксемией, ясно указывает на возможность инициирования кишечными микробными метаболитами метаболических нарушений и последующих расстройств, таких как СД2. Сдвиг в популяции кишечных бактерий влияет на получение эергии и метаболизм хозяина. Эти результаты показывают, что для лучшего управления клиническими осложнениями следует дополнительно исследовать специфические бактериальные молекулярные мишени, участвующие в регуляции диабета или связанных с ним заболеваний. В нескольких исследованиях было показано различие как в моделях на животных, так и у людей в распространенности популяции бактерий субъектов с диабетом и контрольных  субъектов. Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования для установления корреляции конкретных типов, классов, родов или видов кишечных бактерий с метаболическими фенотипами.

Микробиом кишечника может быть нарушен или модифицирован многочисленными факторами, действующими со стороны хозяина или окружающей среды, начиная с генотипа хозяина, диеты, стресса или лекарств. Даже изменения в циркадном ритме могут влиять на регуляцию кишечных микробов [104]. Таким образом, для объяснения таких сложных проблем взаимосвязи микробиома и болезней необходимы тщательно контролируемые исследования на людях и животных. Новые подходы, такие как метагеномика, транскриптомика и метаболомика, могут быть широко использованы для выяснения молекулярной основы метаболических взаимодействий между конкретными микробами и здоровыми или болезненными субъектами. Этот многодисциплинарный подход будет полезен для понимания функций микробных групп кишечной микробиоты как в контрольной группе, так и у пациентов с расстройствами, связанными с диабетом.

Выражение признательности и декларации

П. Т. получил грант Департамента по биотехнологии, правительство Индии (Стипендия Рамалингасвами) и Международного института науки о здоровье и технологии (Отдел биотехнологии, правительство Индии). С. С. получал аспирантскую стипендию (PDFW), присуждаемую  Комиссией университета по грантам (UGC, Индия). Оба автора сыграли значительную роль в написании содержания, создании структуры и обзоре рукописи. Авторы благодарят за рассмотрение рукописи доктора Прагьяна Ачарью (AIIMS, Нью-Дели), доктора Бхабатоша Даса (THSTI, Фаридабад) и д-ра Тандаваряна Рамамурти (THSTI, Фаридабад).

Конфликт интересов
Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Ссылки

[1]
K.G. Alberti, P. Zimmet, J. ShawMetabolic syndrome — a new world-wide definition. A consensus statement from the International Diabetes Federation
Diabet Med, 23 (2006), pp. 469-480
[2]
Eurosurveillance editorial tWHO launches the world health statistics 2012
Euro Surveill (2012), p. 17
[3]
E.A. Finkelstein, O.A. Khavjou, H. Thompson, J.G. Trogdon, L. Pan, B. Sherry, et al.Obesity and severe obesity forecasts through 2030
Am J Prev Med, 42 (2012), pp. 563-570
[4]
T. Bhurosy, R. JeewonOverweight and obesity epidemic in developing countries: a problem with diet, physical activity, or socioeconomic status?
ScientificWorldJournal, 2014 (2014), Article 964236
[5]
D.R. Leitner, G. Fruhbeck, V. Yumuk, K. Schindler, D. Micic, E. Woodward, et al.Obesity and type 2 diabetes: two diseases with a need for combined treatment strategies — EASO can lead the way
Obes Facts, 10 (2017), pp. 483-492
[6]
L.B. Rawal, R.J. Tapp, E.D. Williams, C. Chan, S. Yasin, B. OldenburgPrevention of type 2 diabetes and its complications in developing countries: a review
Int J Behav Med, 19 (2012), pp. 121-133
[7]
T. Kelly, W. Yang, C.S. Chen, K. Reynolds, J. HeGlobal burden of obesity in 2005 and projections to 2030
Int J Obes (Lond), 32 (2008), pp. 1431-1437
[8]
G. Roglic, C. Varghese, T. ThamarangsiDiabetes in South-East Asia: burden, gaps, challenges and ways forward
WHO South East Asia J Public Health, 5 (2016), pp. 1-4
[9]
A.K. Agarwal, G. Ahirwar, P. Marskole, A.K. BhagwatA community based study to assess the validity of Indian diabetic risk score, among urban population of north Central India
Int J Community Med Public Health, 4 (6) (2016), pp. 2101-2106
[10]
H. Okada, C. Kuhn, H. Feillet, J.F. BachThe 'hygiene hypothesis' for autoimmune and allergic diseases: an update
Clin Exp Immunol, 160 (2010), pp. 1-9
[11]
C. GopalanThe changing nutrition scenario
Indian J Med Res, 138 (2013), pp. 392-397
[12]
N.J. Morrish, S.L. Wang, L.K. Stevens, J.H. Fuller, H. KeenMortality and causes of death in the WHO multinational study of vascular disease in diabetes
Diabetologia, 44 (Suppl. 2) (2001), pp. S14-S21
[13]
M.E. Murphy, M. Byrne, R. Galvin, F. Boland, T. Fahey, S.M. SmithImproving risk factor management for patients with poorly controlled type 2 diabetes: a systematic review of healthcare interventions in primary care and community settings
BMJ Open, 7 (2017), Article e015135
[14]
S.R. Mehta, A.S. Kashyap, S. DasDiabetes mellitus in India: the modern scourge
Med J Armed Forces India, 65 (2009), pp. 50-54
[15]
R. Unnikrishnan, R.M. Anjana, V. MohanDiabetes mellitus and its complications in India
Nat Rev Endocrinol, 12 (2016), pp. 357-370
[16]
C. Alam, E. Bittoun, D. Bhagwat, S. Valkonen, A. Saari, U. Jaakkola, et al.Effects of a germ-free environment on gut immune regulation and diabetes progression in non-obese diabetic (NOD) mice
Diabetologia, 54 (2011), pp. 1398-1406
[17]
W.T. Xu, Y.Z. Nie, Z. Yang, N.H. LuThe crosstalk between gut microbiota and obesity and related metabolic disorders
Future Microbiol, 11 (2016), pp. 825-836
[18]
M. Arumugam, J. Raes, E. Pelletier, D. Le Paslier, T. Yamada, D.R. Mende, et al.Enterotypes of the human gut microbiome
Nature, 473 (2011), pp. 174-180
[19]
R.J. Siezen, M. KleerebezemThe human gut microbiome: are we our enterotypes?
J Microbial Biotechnol, 4 (2011), pp. 550-553
[20]
G.D. Wu, J. Chen, C. Hoffmann, K. Bittinger, Y.Y. Chen, S.A. Keilbaugh, et al.Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes
Science, 334 (2011), pp. 105-108
[21]
J.H. Hehemann, G. Correc, T. Barbeyron, W. Helbert, M. Czjzek, G. MichelTransfer of carbohydrate-active enzymes from marine bacteria to Japanese gut microbiota
Nature, 464 (2010), pp. 908-912
[22]
C. Picard, J. Fioramonti, A. Francois, T. Robinson, F. Neant, C. MatuchanskyReview article: bifidobacteria as probiotic agents — physiological effects and clinical benefits
Aliment Pharmacol Ther, 22 (2005), pp. 495-512
[23]
S. Sharma, J. Chaturvedi, B.P. Chaudhari, R.L. Singh, P. KakkarProbiotic Enterococcus lactis IITRHR1 protects against acetaminophen-induced hepatotoxicity
Nutrition, 28 (2012), pp. 173-181
[24]
S. Macfarlane, G.T. Macfarlane, J.H. CummingsReview article: prebiotics in the gastrointestinal tract
Aliment Pharmacol Ther, 24 (2006), pp. 701-714
[25]
S. Nell, S. Suerbaum, C. JosenhansThe impact of the microbiota on the pathogenesis of IBD: lessons from mouse infection models
Nat Rev Microbiol, 8 (2010), pp. 564-577
[26]
D.N. Frank, A.L. St Amand, R.A. Feldman, E.C. Boedeker, N. Harpaz, N.R. PaceMolecular-phylogenetic characterization of microbial community imbalances in human inflammatory bowel diseases
Proc Natl Acad Sci U S A, 104 (2007), pp. 13780-13785
[27]
P.D. Scanlan, F. Shanahan, Y. Clune, J.K. Collins, G.C. O'Sullivan, M. O'Riordan, et al.Culture-independent analysis of the gut microbiota in colorectal cancer and polyposis
Environ Microbiol, 10 (2008), pp. 789-798
[28]
J.C. Arthur, E. Perez-Chanona, M. Muhlbauer, S. Tomkovich, J.M. Uronis, T.J. Fan, et al.Intestinal inflammation targets cancer-inducing activity of the microbiota
Science, 338 (2012), pp. 120-123
[29]
K. Eaton, W. YangReproducibility Project: Cancer B. Registered report: intestinal inflammation targets cancer-inducing activity of the microbiota
Elife, 4 (2015)
[30]
M. Kuitunen, K. Kukkonen, K. Juntunen-Backman, R. Korpela, T. Poussa, T. Tuure, et al.Probiotics prevent IgE-associated allergy until age 5 years in cesarean-delivered children but not in the total cohort
J Allergy Clin Immunol, 123 (2009), pp. 335-341
[31]
R.M. McLoughlin, K.H. MillsInfluence of gastrointestinal commensal bacteria on the immune responses that mediate allergy and asthma
J Allergy Clin Immunol, 127 (2011), pp. 1097-1107
[quiz 108-9]
[32]
J. Henao-Mejia, E. Elinav, C. Jin, L. Hao, W.Z. Mehal, T. Strowig, et al.Inflammasome-mediated dysbiosis regulates progression of NAFLD and obesity
Nature, 482 (2012), pp. 179-185
[33]
G. Musso, R. Gambino, M. CassaderInteractions between gut microbiota and host metabolism predisposing to obesity and diabetes
Annu Rev Med, 62 (2011), pp. 361-380
[34]
T.S. Ghosh, S.S. Gupta, T. Bhattacharya, D. Yadav, A. Barik, A. Chowdhury, et al.Gut microbiomes of Indian children of varying nutritional status
PLoS One, 9 (2014), Article e95547
[35]
S. Upadhyaya, G. BanerjeeType 2 diabetes and gut microbiome: at the intersection of known and unknown
Gut Microbes, 6 (2015), pp. 85-92
[36]
W.T. Cefalu, J.B. Buse, S. Del Prato, P.D. Home, D. LeRoith, M.A. Nauck, et al.Beyond metformin: safety considerations in the decision-making process for selecting a second medication for type 2 diabetes management: reflections from a diabetes care editors' expert forum
Diabetes Care, 37 (2014), pp. 2647-2659
[37]
B. Viollet, B. Guigas, N. Sanz Garcia, J. Leclerc, M. Foretz, F. AndreelliCellular and molecular mechanisms of metformin: an overview
Clin Sci (Lond), 122 (2012), pp. 253-270
[38]
A. Napolitano, S. Miller, A.W. Nicholls, D. Baker, S. Van Horn, E. Thomas, et al.Novel gut-based pharmacology of metformin in patients with type 2 diabetes mellitus
PLoS One, 9 (2014), Article e100778
[39]
H. Lee, G. KoEffect of metformin on metabolic improvement and gut microbiota
Appl Environ Microbiol, 80 (2014), pp. 5935-5943
[40]
K.Y. Hur, M.S. LeeNew mechanisms of metformin action: focusing on mitochondria and the gut
J Diabetes Investig, 6 (2015), pp. 600-609
[41]
Human Microbiome Project CA framework for human microbiome research
Nature, 486 (2012), pp. 215-221
[42]
C. Human Microbiome ProjectStructure, function and diversity of the healthy human microbiome
Nature, 486 (2012), pp. 207-214
[43]
J. Xu, A. Verbrugghe, M. Lourenco, G.P. Janssens, D.J. Liu, T. Van de Wiele, et al.Does canine inflammatory bowel disease influence gut microbial profile and host metabolism?
BMC Vet Res, 12 (2016), p. 114
[44]
M. Blaut, T. ClavelMetabolic diversity of the intestinal microbiota: implications for health and disease
J Nutr, 137 (2007), p. 751S-5S
[45]
G. den Besten, K. van Eunen, A.K. Groen, K. Venema, D.J. Reijngoud, B.M. BakkerThe role of short-chain fatty acids in the interplay between diet, gut microbiota, and host energy metabolism
J Lipid Res, 54 (2013), pp. 2325-2340
[46]
H.J. Flint, K.P. Scott, S.H. Duncan, P. Louis, E. ForanoMicrobial degradation of complex carbohydrates in the gut
Gut Microbes, 3 (2012), pp. 289-306
[47]
K.L. Mason, G.B. Huffnagle, M.C. Noverr, J.Y. KaoOverview of gut immunology
Adv Exp Med Biol, 635 (2008), pp. 1-14
[48]
A. Paun, C. Yau, J.S. DanskaThe influence of the microbiome on type 1 diabetes
J Immunol, 198 (2017), pp. 590-595
[49]
A.L. Kau, P.P. Ahern, N.W. Griffin, A.L. Goodman, J.I. GordonHuman nutrition, the gut microbiome and the immune system
Nature, 474 (2011), pp. 327-336
[50]
M. Mojibian, H. Chakir, D.E. Lefebvre, J.A. Crookshank, B. Sonier, E. Keely, et al.Diabetes-specific HLA-DR-restricted proinflammatory T-cell response to wheat polypeptides in tissue transglutaminase antibody-negative patients with type 1 diabetes
Diabetes, 58 (2009), pp. 1789-1796
[51]
M. KnipDiet, gut, and type 1 diabetes: role of wheat-derived peptides?
Diabetes, 58 (2009), pp. 1723-1724
[52]
L. Wen, A. DuffyFactors influencing the gut microbiota, inflammation, and type 2 diabetes
J Nutr, 147 (2017), p. 1468S-75S
[53]
V.A. FonsecaDefining and characterizing the progression of type 2 diabetes
Diabetes Care, 32 (Suppl. 2) (2009), pp. S151-S156
[54]
R. Caesar, C.S. Reigstad, H.K. Backhed, C. Reinhardt, M. Ketonen, G.O. Lunden, et al.Gut-derived lipopolysaccharide augments adipose macrophage accumulation but is not essential for impaired glucose or insulin tolerance in mice
Gut, 61 (2012), pp. 1701-1707
[55]
F. Backhed, J.K. Manchester, C.F. Semenkovich, J.I. GordonMechanisms underlying the resistance to diet-induced obesity in germ-free mice
Proc Natl Acad Sci U S A, 104 (2007), pp. 979-984
[56]
A. Woting, N. Pfeiffer, L. Hanske, G. Loh, S. Klaus, M. BlautAlleviation of high fat diet-induced obesity by oligofructose in gnotobiotic mice is independent of presence of Bifidobacterium longum
Mol Nutr Food Res, 59 (2015), pp. 2267-2278
[57]
P.D. Cani, A.M. Neyrinck, F. Fava, C. Knauf, R.G. Burcelin, K.M. Tuohy, et al.Selective increases of bifidobacteria in gut microflora improve high-fat-diet-induced diabetes in mice through a mechanism associated with endotoxaemia
Diabetologia, 50 (2007), pp. 2374-2383
[58]
C. De Filippo, D. Cavalieri, M. Di Paola, M. Ramazzotti, J.B. Poullet, S. Massart, et al.Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe and rural Africa
Proc Natl Acad Sci U S A, 107 (2010), pp. 14691-14696
[59]
W. Fan, G. Huo, X. Li, L. Yang, C. DuanImpact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in infants during the six months of life
J Microbiol Biotechnol, 24 (2014), pp. 133-143
[60]
T. Yatsunenko, F.E. Rey, M.J. Manary, I. Trehan, M.G. Dominguez-Bello, M. Contreras, et al.Human gut microbiome viewed across age and geography
Nature, 486 (2012), pp. 222-227
[61]
J.K. Nicholson, E. Holmes, J. Kinross, R. Burcelin, G. Gibson, W. Jia, et al.Host-gut microbiota metabolic interactions
Science, 336 (2012), pp. 1262-1267
[62]
P.D. Cani, M. Osto, L. Geurts, A. EverardInvolvement of gut microbiota in the development of low-grade inflammation and type 2 diabetes associated with obesity
Gut Microbes, 3 (2012), pp. 279-288
[63]
Y. Sanz, R. Rastmanesh, C. AgostoniUnderstanding the role of gut microbes and probiotics in obesity: how far are we?
Pharmacol Res, 69 (2013), pp. 144-155
[64]
F.C. Hsieh, C.L. Lee, C.Y. Chai, W.T. Chen, Y.C. Lu, C.S. WuOral administration of Lactobacillus reuteri GMNL-263 improves insulin resistance and ameliorates hepatic steatosis in high fructose-fed rats
Nutr Metab (Lond), 10 (2013), p. 35
[65]
F. Backhed, R.E. Ley, J.L. Sonnenburg, D.A. Peterson, J.I. GordonHost–bacterial mutualism in the human intestine
Science, 307 (2005), pp. 1915-1920
[66]
J. Amar, M. Serino, C. Lange, C. Chabo, J. Iacovoni, S. Mondot, et al.Involvement of tissue bacteria in the onset of diabetes in humans: evidence for a concept
Diabetologia, 54 (2011), pp. 3055-3061
[67]
P.G. Cano, A. Santacruz, F.M. Trejo, Y. SanzBifidobacterium CECT 7765 improves metabolic and immunological alterations associated with obesity in high-fat diet-fed mice
Obesity (Silver Spring), 21 (2013), pp. 2310-2321
[68]
Z. Asemi, S. Jazayeri, M. Najafi, M. Samimi, V. Mofid, F. Shidfar, et al.Effects of daily consumption of probiotic yoghurt on inflammatory factors in pregnant women: a randomized controlled trial
Pak J Biol Sci, 14 (2011), pp. 476-482
[69]
Z. Asemi, M. Samimi, Z. Tabassi, M. Naghibi Rad, A. Rahimi Foroushani, H. Khorammian, et al.Effect of daily consumption of probiotic yoghurt on insulin resistance in pregnant women: a randomized controlled trial
Eur J Clin Nutr, 67 (2013), pp. 71-74
[70]
H.S. Ejtahed, J. Mohtadi-Nia, A. Homayouni-Rad, M. Niafar, M. Asghari-Jafarabadi, V. MofidProbiotic yogurt improves antioxidant status in type 2 diabetic patients
Nutrition, 28 (2012), pp. 539-543
[71]
L.G. Ooi, M.T. LiongCholesterol-lowering effects of probiotics and prebiotics: a review of in vivo and in vitro findings
Int J Mol Sci, 11 (2010), pp. 2499-2522
[72]
E. Naito, Y. Yoshida, K. Makino, Y. Kounoshi, S. Kunihiro, R. Takahashi, et al.Beneficial effect of oral administration of Lactobacillus casei strain Shirota on insulin resistance in diet-induced obesity mice
J Appl Microbiol, 110 (2011), pp. 650-657
[73]
J. Amar, C. Chabo, A. Waget, P. Klopp, C. Vachoux, L.G. Bermudez-Humaran, et al.Intestinal mucosal adherence and translocation of commensal bacteria at the early onset of type 2 diabetes: molecular mechanisms and probiotic treatment
EMBO Mol Med, 3 (2011), pp. 559-572
[74]
Y. Zhang, L. Wang, J. Zhang, Y. Li, Q. He, H. Li, et al.Probiotic Lactobacillus casei Zhang ameliorates high-fructose-induced impaired glucose tolerance in hyperinsulinemia rats
Eur J Nutr, 53 (2014), pp. 221-232
[75]
F. Horton, J. Wright, L. Smith, P.J. Hinton, M.D. RobertsonIncreased intestinal permeability to oral chromium (51 Cr) -EDTA in human type 2 diabetes
Diabet Med, 31 (2014), pp. 559-563
[76]
S. Ding, P.K. LundRole of intestinal inflammation as an early event in obesity and insulin resistance
Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 14 (2011), pp. 328-333
[77]
S. Xiao, N. Fei, X. Pang, J. Shen, L. Wang, B. Zhang, et al.A gut microbiota-targeted dietary intervention for amelioration of chronic inflammation underlying metabolic syndrome
FEMS Microbiol Ecol, 87 (2014), pp. 357-367
[78]
X. Zhang, Y. Zhao, J. Xu, Z. Xue, M. Zhang, X. Pang, et al.Modulation of gut microbiota by berberine and metformin during the treatment of high-fat diet-induced obesity in rats
Sci Rep, 5 (2015), Article 14405
[79]
M. Saberi, N.B. Woods, C. de Luca, S. Schenk, J.C. Lu, G. Bandyopadhyay, et al.Hematopoietic cell-specific deletion of toll-like receptor 4 ameliorates hepatic and adipose tissue insulin resistance in high-fat-fed mice
Cell Metab, 10 (2009), pp. 419-429
[80]
M. Poggi, D. Bastelica, P. Gual, M.A. Iglesias, T. Gremeaux, C. Knauf, et al.C3H/HeJ mice carrying a toll-like receptor 4 mutation are protected against the development of insulin resistance in white adipose tissue in response to a high-fat diet
Diabetologia, 50 (2007), pp. 1267-1276
[81]
G.G. Muccioli, D. Naslain, F. Backhed, C.S. Reigstad, D.M. Lambert, N.M. Delzenne, et al.The endocannabinoid system links gut microbiota to adipogenesis
Mol Syst Biol, 6 (2010), p. 392
[82]
T. Scherer, C. BuettnerThe dysregulation of the endocannabinoid system in diabesity-a tricky problem
J Mol Med (Berl), 87 (2009), pp. 663-668
[83]
P.D. Cani, L. Geurts, S. Matamoros, H. Plovier, T. DuparcGlucose metabolism: focus on gut microbiota, the endocannabinoid system and beyond
Diabetes Metab, 40 (2014), pp. 246-257
[84]
F.J. Bermudez-Silva, I. Sanchez-Vera, J. Suarez, A. Serrano, E. Fuentes, P. Juan-Pico, et al.Role of cannabinoid CB2 receptors in glucose homeostasis in rats
Eur J Pharmacol, 565 (2007), pp. 207-211
[85]
M. Aguilera, P. Vergara, V. MartinezStress and antibiotics alter luminal and wall-adhered microbiota and enhance the local expression of visceral sensory-related systems in mice
Neurogastroenterol Motil, 25 (2013), pp. e515-e529
[86]
C. Rousseaux, X. Thuru, A. Gelot, N. Barnich, C. Neut, L. Dubuquoy, et al.Lactobacillus acidophilus modulates intestinal pain and induces opioid and cannabinoid receptors
Nat Med, 13 (2007), pp. 35-37
[87]
I. Cho, S. Yamanishi, L. Cox, B.A. Methe, J. Zavadil, K. Li, et al.Antibiotics in early life alter the murine colonic microbiome and adiposity
Nature, 488 (2012), pp. 621-626
[88]
A. Giongo, K.A. Gano, D.B. Crabb, N. Mukherjee, L.L. Novelo, G. Casella, et al.Toward defining the autoimmune microbiome for type 1 diabetes
ISME J, 5 (2011), pp. 82-91
[89]
M.A. Kriegel, E. Sefik, J.A. Hill, H.J. Wu, C. Benoist, D. MathisNaturally transmitted segmented filamentous bacteria segregate with diabetes protection in nonobese diabetic mice
Proc Natl Acad Sci U S A, 108 (2011), pp. 11548-11553
[90]
J.Y. Lee, H. Arai, Y. Nakamura, S. Fukiya, M. Wada, A. YokotaContribution of the 7beta-hydroxysteroid dehydrogenase from Ruminococcus gnavus N53 to ursodeoxycholic acid formation in the human colon
J Lipid Res, 54 (2013), pp. 3062-3069
[91]
C. Greenwood, A.L. Morrow, A.J. Lagomarcino, M. Altaye, D.H. Taft, Z. Yu, et al.Early empiric antibiotic use in preterm infants is associated with lower bacterial diversity and higher relative abundance of Enterobacter
J Pediatr, 165 (2014), pp. 23-29
[92]
M. Gipponi, C. Sciutto, L. Accornero, S. Bonassi, C. Raso, C. Vignolo, et al.Assessing modifications of the intestinal bacterial flora in patients on long-term oral treatment with bacampicillin or amoxicillin: a random study
Chemioterapia, 4 (1985), pp. 214-217
[93]
N. Lambert-Zechovsky, E. Bingen, Y. Aujard, H. MathieuImpact of cefotaxime on the fecal flora in children
Infection, 13 (Suppl. 1) (1985), pp. S140-S144
[94]
B. Brismar, C. Edlund, A.S. Malmborg, C.E. NordCiprofloxacin concentrations and impact of the colon microflora in patients undergoing colorectal surgery
Antimicrob Agents Chemother, 34 (1990), pp. 481-483
[95]
E. Zaura, B.W. Brandt, M.J. Teixeira de Mattos, M.J. Buijs, M.P. Caspers, M.U. Rashid, et al.Same exposure but two radically different responses to antibiotics: resilience of the salivary microbiome versus long-term microbial shifts in feces
MBio, 6 (2015), p. e01693-15
[96]
H.E. Jakobsson, C. Jernberg, A.F. Andersson, M. Sjolund-Karlsson, J.K. Jansson, L. EngstrandShort-term antibiotic treatment has differing long-term impacts on the human throat and gut microbiome
PLoS One, 5 (2010), Article e9836
[97]
L. Kager, L. Liljeqvist, A.S. Malmborg, C.E. NordEffect of clindamycin prophylaxis on the colonic microflora in patients undergoing colorectal surgery
Antimicrob Agents Chemother, 20 (1981), pp. 736-740
[98]
C. Jernberg, S. Lofmark, C. Edlund, J.K. JanssonLong-term ecological impacts of antibiotic administration on the human intestinal microbiota
ISME J, 1 (2007), pp. 56-66
[99]
B. Brismar, C. Edlund, C.E. NordComparative effects of clarithromycin and erythromycin on the normal intestinal microflora
Scand J Infect Dis, 23 (1991), pp. 635-642
[100]
T. Bergan, C.E. Nord, S.B. ThorsteinssonEffect of meropenem on the intestinal microflora
Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 10 (1991), pp. 524-527
[101]
J.S. Lichtman, J.A. Ferreyra, K.M. Ng, S.A. Smits, J.L. Sonnenburg, J.E. EliasHost–microbiota interactions in the pathogenesis of antibiotic-associated diseases
Cell Rep, 14 (2016), pp. 1049-1061
[102]
C.E. Nord, T. Bergan, S.B. ThorsteinssonImpact of ticarcillin/clavulanate on the intestinal microflora
J Antimicrob Chemother, 24 (Suppl. B) (1989), pp. 221-226
[103]
C.E. Nord, E. Sillerstrom, E. WahlundEffect of tigecycline on normal oropharyngeal and intestinal microflora
Antimicrob Agents Chemother, 50 (2006), pp. 3375-3380
[104]
R.M. Voigt, C.B. Forsyth, S.J. Green, P.A. Engen, A. KeshavarzianCircadian rhythm and the gut microbiome
Int Rev Neurobiol, 131 (2016), pp. 193-205

Комментариев нет:

Отправить комментарий