Роль изменений микрофлоры кишечника в патогенезе сахарного диабета 2-го типа и ожирения

Роль изменений микрофлоры кишечника в патогенезе сахарного диабета 2-го типа и ожирения. Возможные пути коррекции

По данным Всемирной федерации диабета распространенность сахарного диабета (СД) в 2010 году составит 285 млн, а к 2030 году — 438 млн, причем у 85–90% пациентов будет иметь место СД 2-го типа [1].

По данным Всемирной федерации диабета распространенность сахарного диабета (СД) в 2010 году составит 285 млн, а к 2030 году — 438 млн, причем у 85–90% пациентов будет иметь место СД 2-го типа [1].

В настоящее время известно, что в патогенезе СД 2-го типа важнейшую роль играет ожирение. Так, у пациентов с ожирением I степени риск развития нарушений углеводного обмена возрастает в 2–5 раз, с ожирением II степени — в 10 раз, а с ожирением III степени — в 30–40 раз [2].

Жировая ткань играет немаловажную роль в развитии системного воспаления, стимулируя синтез провоспалительных цитокинов: интерлейкина 6 (ИЛ-6), фактора некроза опухоли альфа (ФНО-альфа), ингибитора активатора плазминогена 1-го типа (ИАП-1) [3] и инсулинорезистентности (ИР) [4], которые являются факторами риска СД 2-го типа.

Развитие ожирения связано с нарушениями энергетического баланса организма, т. е. регуляции потребления, расхода и хранения энергии. Физиологические процессы, регулирующие вес, включающие периферические сигналы голода и насыщения, центральное интегрирование поступающей информации, комплексный ответ органов желудочно-кишечного тракта на прием пищи, являются предметом многих научных исследований [5, 6, 7, 8, 9].

В норме микрофлора кишечника представляет собой сбалансированную микроэкологическую систему, сложившуюся в процессе филогенетического развития человека. Биомасса микробов, заселяющих кишечник человека, составляет примерно 5% его общего веса. В 1 грамме содержимого слепой кишки обнаруживают около 2 млрд микробных клеток (более 500 видов) [10]. Жизненные формы представлены тремя доменами: эукариоты, археи и значительно преобладающие бактерии. Причем Bacteroidetes и Firmicutes составляют более 90% всех филотипов бактерий [11].

Нормальная микрофлора важна для поддержания гомеостаза и взаимодействия организма с окружающей средой, она выполняет защитную, ферментативную, иммунизирующую, синтетическую, детоксикационную и другие функции.

Метаболическая активность кишечной микрофлоры облегчает извлечение энергии из потребляемой пищи и помогает запасать ее в жировой ткани человека для последующего использования. Индивидуальные различия в способности к поглощению энергии из питательных веществ объясняют то, что некоторые пациенты с ожирением не страдают перееданием. Ряд исследователей считает, что кишечная микрофлора каждого человека имеет свою метаболическую активность и определенные изменения ее состава могут служить предрасполагающим фактором к развитию ожирения [12].

В серии экспериментов проводилась пересадка кишечной флоры безмикробным мышам, выросшим в стерильной среде. В результате наблюдалось увеличение массы жировой ткани за две недели на 60% без каких-либо изменений в питании, что сопровождалось развитием ИР, гипертрофией адипоцитов, повышением уровней лептина и глюкозы в крови [13]. Было установлено, что кишечная микрофлора влияет на энергобаланс не только за счет эффективного извлечения энергии из питательных веществ, но и за счет воздействия на гены, регулирующие ее расход и запасание [14].

Еще в одном исследовании проводилась пересадка безмикробным мышам кишечной флоры от худых и от толстых мышей. Оказалось, что безмикробные мыши, которым пересадили кишечную флору от толстых мышей, набирают вес гораздо быстрее, чем те, кому пересадили флору от худых собратьев [15]. Полученные данные позволили предположить, что изменения микрофлоры кишечника могут играть роль в патогенезе ожирения и требуют дальнейшего изучения.

Как было указано выше, ожирение и ИР тесно связаны с хроническим системным воспалением [16], которое может быть вызвано нарушениями состава кишечной микрофлоры [17]. Бактериальные липополисахариды (ЛПС) являются триггерным фактором системного воспаления, способствуя продукции провоспалительных цитокинов: ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-альфа, ИАП-1. В экспериментах на мышах было показано, что диета с высоким содержанием жиров приводит к увеличению концентрации ЛПС в плазме крови вследствие дисбиоза кишечника (преобладания грамотрицательных микробов). Такая хроническая эндотоксемия способствует развитию метаболических нарушений, в том числе ожирения, ИР и СД [18]. Предполагают, что ЛПС через CD14-рецепторный аппарат влияют на чувствительность к инсулину, приводя к развитию этих расстройств [17]. Так, у пациентов с СД 2-го типа наблюдается более высокий уровень ЛПС, чем у пациентов без диабета [19].

И все-таки какие именно изменения кишечной микрофлоры происходят при ожирении? При анализе бактериального генома (микробиома) у мышей, страдающих наследственным ожирением, выявлено резкое снижение в кишечнике доли бактерий из группы Bacteroidetes по сравнению с обычными мышами, тогда как доля бактерий из группы Firmicutes, напротив, повышена [20]. Схожие изменения были выявлены и у людей: при обследовании 12 пациентов с ожирением обнаружено, что в их кишечнике меньше Bacteroidetes и больше Firmicutes по сравнению с контрольной группой худых людей. Затем пациентам была предписана низкокалорийная диета с ограничением жиров или углеводов, а исследователи в течение года следили за изменениями их кишечной флоры. Оказалось, что диета приводит к значительному снижению численности Firmicutes и росту численности Bacteroidetes, причем эти изменения коррелировали со степенью снижения массы тела [21].

Несмотря на то, что Bacteroidetes и Firmicutes являются доминирующими микроорганизмами в кишечном биоценозе, там также присутствуют метаногенные археи, среди которых преобладает Methanobrevibacter smithii. Эти выделяющие метан микроорганизмы повышают эффективность усвоения пищи микробным сообществом, поскольку они утилизируют водород и другие конечные продукты, образующиеся в результате ферментации полисахаридов. При двойной колонизации кишечника безмикробных мышей Methanobrevibacter smithii и Bacteroides thetaiotaomicron было установлено, что извлечение энергии из полисахаридов пищи более эффективно, чем при раздельной колонизации, и сопровождается увеличением массы жировой ткани [22].

Читать еще:  Нервная система может остановить воспаление

Нормализация веса играет важную роль в лечении и профилактике СД 2-го типа. Очевидно, что изменение образа жизни и качества питания в сочетании с увеличением двигательной активности (т. е. создание энергетического дефицита) представляется основным способом коррекции ожирения [5]. И хотя роль микробиоценоза кишечника в регуляции энергетического обмена не до конца ясна, воздействие на кишечную микрофлору может способствовать коррекции ожирения и компенсации СД 2-го типа.

При применении антибиотиков у крыс с предрасположенностью к СД были выявлены различия в составе кишечной микрофлоры у животных с развившимся диабетом и без него: у крыс без диабета обнаружено более низкое содержание Bacteroidetes [23]. Исследователи предполагали, что изменения кишечной микрофлоры, вызванные приемом антибиотиков, приводят к снижению антигенной нагрузки и последующего воспаления, которое может способствовать деструкции бета-клеток поджелудочной железы.

В качестве «удобрения» для микрофлоры кишечника могут быть использованы пребиотики: вещества, неперевариваемые ферментами желудочно-кишечного тракта, ферментируемые нормальной микрофлорой (бифидо- и лактобактериями) и избирательно стимулирующие ее рост и развитие. К таким пребиотическим субстанциям относятся фруктоолигосахариды: инулин и олигофруктоза [24]. В экспериментах на крысах, получающих стандартную диету [25] или с высоким содержанием жиров [26], добавление в рацион олигофруктозы способствовало уменьшению потребления и расхода энергии, предотвращало увеличение массы тела. Эти результаты противоречат ранее обнаруженным данным: неперевариваемые олигосахариды приводили к повышению веса у мышей с наследственным ожирением вследствие усиления поглощения энергии [15].

Однако применение инулина у здоровых людей снижало поглощение жиров и энергии [27]. Использование олигофруктозы у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, способствовало селективному повышению содержания бифидобактерий в кишечнике и уменьшению эндотоксемии, а кроме того, оказывало положительный эффект на толерантность к глюкозе, глюкозоопосредованную секрецию инсулина и нормализовало воспалительный фон [28]. Применение пребиотического комплекса Эубикор у пациентов с СД 2-го типа легкой и средней степени тяжести продемонстрировало существенный гипогликемический эффект препарата: снижение уровня глюкозы крови натощак на 20–25% от исходного уровня по результатам шестинедельного курса лечения. Столь выраженная гипогликемическая активность обусловлена прежде всего уменьшением инсулинорезистентности и, вероятно, восстановлением чувствительности рецепторного аппарата клеток к действию инсулина, что подтверждалось снижением коэффициента HOMA-IR с 7,8 ± 0,8 до 5,6 ± 0,6 (р

А. А. Тишкина
Н. В. Ворохобина, доктор медицинских наук, профессор
А. Ю. Барановский, доктор медицинских наук, профессор

СПбМАПО, Санкт-Петербург

Кишечные бактерии — новое оружие против диабета 2 типа

Ученые выяснили: добавляя в рацион большое количество клетчатки, можно создать благоприятную среду для кишечных бактерий, которые уменьшают некоторые проявления диабета 2 типа и способствуют потере веса.

Диабет 2 типа часто называют болезнью неправильного образа жизни, которую в большинстве случаев можно было предотвратить с помощью своевременного отказа от вредных привычек и корректировки питания и физической активности. Увы, к предупреждениям докторов прислушиваются редко.

Болезнь получает все более широкое распространение. И не забывая о популяризации методов ее профилактики, ученые пытаются найти новые эффективные инструменты борьбы с диабетом 2 типа. В поисках такого инструмента медики обратились к изучению кишечных бактерий.

Кишечные бактерии и диабет

Человеческий кишечник содержит миллиарды различных бактерий – некоторые полезны для нашего здоровья, а некоторые вредны. Ранее считалось, что они необходимы для правильного функционирования пищеварительного тракта, но по последним данным, кишечные бактерии влияют практически на все системы нашего организма.

Ранее уже было известно, что у людей, потребляющих в пищу бОльшее количество клетчатки, реже развивается диабет 2 типа. Диета, богатая растительными волокнами, помогает снизить уровень глюкозы натощак у тех, кто уже живет с диабетом. Однако у разных людей эффективность такой диеты отличается.

Недавно Липин Жао, профессор Университет штата Нью-Джерси имени Г. Рутгерса в Нью-Джерси, занялся изучением связи между клетчаткой, кишечными бактериями и диабетом. Он хотел понять, как богатая клетчаткой диета влияет на кишечную флору и уменьшает симптомы диабета, а когда этот механизм будет выяснен, научиться разрабатывать диету для людей с диабетом 2 типа. В начале марта результаты этого 6-летнего исследования были опубликованы в американском журнале Science.

Многие типы кишечных бактерий превращают углеводы в короткоцепочечные жирные кислоты, включая ацетат, бутират и пропионат. Эти жирные кислоты помогают питать клетки, которые выстилают кишечник, уменьшают воспаление в нем и регулируют голод.

Ранее ученые уже выявляли связь между пониженными уровнями короткоцепочечных жирных кислот и диабетом, среди прочих условий. Участники исследования профессора Жао были поделены на 2 группы и придерживались двух разных диет. Одна группа следовала стандартным диетическим рекомендациям, а другая – им же, но с включением большого количества диетической клетчатки, включая цельные злаки и традиционные китайские медицинские препараты.

Какие бактерии важны?

Через 12 недель диеты у участников группы, в которой упор делался на клетчатку, значительно снизился средний уровень глюкозы в крови за 3 месяца. У них также быстрее снизился уровень глюкозы натощак, и они потеряли больше лишних килограммов, чем люди в первой группе.

Затем доктор Жао с коллегами стали выяснять, какие именно типы бактерий оказали этот благотворный эффект. Из 141 штамма кишечных бактерий, способных производить короткоцепочечные жирные кислоты, лишь 15 растут при потреблении клеточных волокон. Так ученые пришли к выводу, что именно их рост связан с положительными изменениями в организмах пациентов.

«Наше исследование позволяет предположить, что растительные волокна, питающие эту группу кишечных бактерий, в конечном итоге могут стать основной частью рациона и лечения людей с диабетом 2 типа», — говорит доктор Жао.

Когда эти бактерии становились доминантными представителями флоры кишечника, они повышали уровни короткоцепочечных жирных кислот бутирата и ацетата. Эти соединения создают более кислую среду в кишечнике, что уменьшает количество нежелательных штаммов бактерий, а это, в свою очередь, приводит к увеличению производства инсулина и улучшению контроля за уровнем глюкозы в крови.

Читать еще:  Два новых теста, способны сделать диагностику и мониторинг сахарного диабета проще и доступнее

Эти новые данные закладывают основу для разработки инновационных диет, которые смогут помочь людям с диабетом управлять своим состоянием с помощью еды. Такой простой, но эффективный способ контроля болезни открывает замечательные перспективы в изменении качества жизни больных.

Что я могу сделать?

Ну а пока можно присмотреться к вашему собственному рациону обсудить со своим лечащим врачом, как вы могли бы дополнить его клетчаткой. К разрешенным для употребления при диабете и при этом богатым клетчаткой продуктам относятся, например: малина, белокочанная капуста в свежем виде, зелень, морковь в свежем виде, отварная тыква и брюссельская капуста, авокадо, гречневая крупа, овсянка. С ограничениями по количеству можно употреблять арахис, миндаль, фисташки (без соли и сахара, естественно), а также чечевицу и фасоль, ну и, разумеется, цельнозерновой хлеб из муки грубого помола и отруби.

Сахарный диабет и инфекции

Инфекционные заболевания при сахарном диабете (СД) наблюдаются гораздо чаще, чем у остальных людей, т. к. ослабленная иммунная система не может обеспечить эффективную защиту организма. Осложнения от инфекций были и остаются главными причинами смертности при диабете. Основные возбудители инфекционных заболеваний — это грибы, бактерии и вирусы.

Причины инфекций при диабете

Сахарный диабет повышает восприимчивость организма к инфицированию.

Причиной слабой противоинфекционной защиты при гипергликемии являются негативные изменения в функциональности лимфоцитов и моноцитов, а также полиморфноядерных лейкоцитов. Происходит сбой в процессах защиты — естественного фагоцитоза, хемотаксиса, внутриклеточного киллинга и миграции. Другая причина — это частое развитие осложнений при диабете. Сосудистые осложнения, диабетическая полинейропатия, нарушение углеводного обмена обеспечивают диабетикам повышенную восприимчивость к инфекциям с определенной локализаций. Некоторые возбудители при СД обладают уникальным механизмом вирулентности, усиливающимся именно при гипергликемии.

Виды инфекционных заболеваний

Некоторые инфекционные болезни не являются осложнением СД, но существуют и такие заболевания, которые характерны только для диабетиков. Категории заболеваний при диабете показаны в таблице:

    При первых проявлениях заражения нужно обратится к врачу, так как шансов избежать негативных последствий на начальной стадии больше.

повышение температуры;

  • кашель, боль при глотании, насморк, озноб или чувство жара;
  • высыпания на коже;
  • незаживающий порез или рана;
  • тошнота, рвота, расстройство желудка;
  • болевой синдром;
  • зуд;
  • проблемы с мочеиспусканием.
  • Большинство инфекционных заболеваний при диабете успешно лечатся на ранней стадии развития.

    Группы возбудителей инфекций при сахарном диабете

    Грибковые

    Возбудителями инфекции являются патогенные микроскопические грибы. Наиболее общераспространенным видом является грибок Кандида. Попадая в организм, грибок селится на слизистых оболочках, внутренних органах, коже, и ногтях. Ослабление иммунной защиты у больных СД и повышенный сахар создают плодотворную почву для размножения Кандиды и других грибковых представителей. Чаще всего встречаются такие заболевания:

    • Паховая эпидермофития чаще появляется у мужчин с сахарным диабетом. Она дает о себе знать красными зудящими высыпаниями в паху или на половых органах. Возбудитель — грибок Трихофитон.
    • Стригущий лишай. Очаги поражения — лицо, тело, волосяной покров и ногти. Распознать лишай можно по характерным шелушащимся пятнам. Заразен при контакте. Ослабленный иммунитет увеличивает риск заражения в несколько раз.
    • Грибок ногтей. Возбудитель — паразитический плесневой грибок семейства дерматофитов. Грибок паразитирует на ногте, изменяя его строение и внешнюю форму. Отсутствие лечения у диабетиков приводит к гангрене и ампутации.
    • Мукороз. Тяжелейшее заболевание, вызванное грибками рода Шнгориэ или Мисог, размножающимися в легких. Большая вероятность летального исхода.

    Вернуться к оглавлению

    Бактериальные

    Бактериальные инфекции обычно начинаются при попадании в организм одноклеточных микроорганизмов (бактерий). Присоединение бактериальных инфекций к общему заболеванию приводит к тяжелой декомпенсации диабета, поэтому увеличивается потребность в инсулине. Бактерии вызывают следующие заболевания

      У диабетиков часто возникает такое бактериальное заболевание как ячмень.

    Ячмень. Это острый гнойный абсцесс волосяной луковицы ресницы. Возбудитель — золотистый стафилококк. Симптомы: болезненные ощущения на веке, расфокусировка зрения, слезоточивость. При диабете ячмени — частое явление, т. к. сахар в крови служит прекрасной питательной средой для размножения стафилококка.

  • Фурункулы. Плотные болезненные узлы, локализуются в местах с повышенной влажностью кожи или там, где кожа подвержена частому трению — шея, лицо, подмышки, ягодицы. Диабет осложняет заболевание частыми рецидивами, которые лечить гораздо сложнее. Фурункулез вызывается стрептококком или стафилококком.
  • Фолликулит. Воспалительный инфекционный процесс в верхних отделах волосяного фолликула, проявляется болезненными, гнойными прыщиками с волосинкой посередине.
  • Карбункул. Острый гнойный абсцесс близкорасположенных волосяных фолликул, с образованием кожного некротического очага. Основная причина появления карбункулов — проникновение в организм стафилококка, стрептококка или кишечной палочки.
  • Вернуться к оглавлению

    Вирусоподобные

    Вирусные инфекции представляют обширную группу заболеваний, которые вызываются различного типа вирусами. Вирусы подразделяются на следующие виды:

    • респираторные;
    • кишечные;
    • арбовирусы;
    • возбудители гепатитов А, В, С, В, Д, Е, F, G;
    • ВИЧ;
    • вирус папилломы человека;
    • герпесвирусы.

    Некоторые виды вируса пребывают длительное время в организме, но проявляют себя только при снижении иммунитета. При поддержании сахара в норме и правильном образе жизни, размножение вирусов при диабете успешно приостанавливается, но бесконтрольность приводит хронизации процесса и развитию тяжелых осложнений, которые иногда приводят к инвалидности или смерти.

    Сахарный диабет 2 типа — просто о сложном

    Сахарный диабет 2 типа (инсулиннезависимый диабет) обычно развивается у людей в достаточно зрелом возрасте. В отличие от диабета 1 типа количество инсулина, вырабатываемого поджелудочной железой, не всегда снижено. Оно может быть в норме либо даже выше. Почему же тогда развивается диабет? Потому что клетки организма перестают реагировать на инсулин, и глюкоза не проникает в них, а накапливается в крови.

    Причины диабета 2 типа

    Надо сказать, что практически никто не застрахован от этого заболевания. С ним не рождаются, сахарный диабет 2-го типа — это заболевание приобретённое.

    Итак, этиология сахарного диабета 2 типа:

    • Развитие инсулинорезистентности (невосприимчивости клеток к инсулину),
    • Недостаток инсулина в крови.

    Долгое время учёные не могли понять, почему клетки, нормально воспринимавшие инсулин, перестают на него реагировать. Дело в том, что на поверхности клеток находятся инсулиновые рецепторы, именно они и обеспечивают восприимчивость клеток к этому гормону. Но шлаки и токсины, находящиеся в крови, постепенно разрушают эти рецепторы. Результат — инсулинорезистентность клеток, накопление глюкозы в крови, и все неприятные последствия, которые могут быть с этим связаны.

    Недостаточное выделение инсулина клетками поджелудочной железы чаще всего происходит из-за проблем с печенью. Когда печень вырабатывает недостаточно «качественную» желчь, возникает воспаление поджелудочной железы (панкреатит). Если воспаление становится хроническим, то бета-клетки (производители инсулина) погибают.

    Не обязательно иметь медицинское образование, для понимания того, что сахарный диабет 2 типа — это болезнь неправильного образа жизни, результат засорения организма. Самая частая его причина — избыточный вес (80% диабетиков 2 типа страдают ожирением).

    Симптомы

    Данное заболевание развивается медленно, достаточно долгое время имеет лишь второстепенные симптомы, связанные с накоплением глюкозы в крови:

    • Жажда,
    • Сухость во рту,
    • Учащённое мочеиспускание,
    • Набор веса,
    • Кожный зуд.

    Стадии сахарного диабета 2 типа выделяются в зависимости от количества определяемого в крови сахара:

    • Стадия компенсации диагностируется, когда определяют не более 6,66 ммоль/л сахара натощак.
    • Стадия субкомпенсации — 7,8-11 ммоль/л.
    • Стадия декомпенсации — более 11 ммоль/л.

    Конечно, с переходом в каждую следующую стадию организм становится слабее, ведь излишки глюкозы разрушают его. На стадиях субкомпенсации и декомпенсации развиваются осложнения. Чем опасен диабет 2 типа? Именно своими осложнениями.

    Осложнения при сахарном диабете 2 типа

    • Заболевания кожи,
    • Ретинопатия (потеря зрения),
    • Почечная недостаточность,
    • Нарушение кровообращения, из-за чего повышается риск инсульта, страдают нижние конечности (нарушение кровообращения в ногах может даже вызвать гангрену).
    • Повышение риска инфаркта миокарда.

    Именно осложнения и вызывают наиболее серьёзные последствия. Они опасны своей постепенностью, медленным, порой незаметным разрушением сосудов, нервных окончаний. Конечно, могут быть и острые последствия сахарного диабета 2 типа, которые обусловлены резкими колебаниями глюкозы в крови и могут стать причиной коматозного состояния. Но острые симптомы в данном случае бывают нечасто. Наиболее характерно плавное течение этого вида диабета.

    Медленное развитие заболевания часто приводит к тому, что пациент обращается к врачу, когда уже произошли необратимые изменения в организме. Например, разрушение глюкозой мелких сосудов почек приводит к нефропатии, нарушению их функции, к тому, что они хуже фильтруют кровь и выводят с мочой и полезные вещества. Довольно долгое время нефропатия не даёт никаких симптомов, кроме появления белка в моче. А поскольку его количество поначалу мало, выявить проблему могут только специальные анализы.

    При длительном отсутствии лечения последствия могут быть так серьёзны, что человек теряет трудоспособность. Инвалидность при сахарном диабете 2 типа назначается при наличии функциональных нарушений, к которым приводят осложнения этого заболевания.

    Как диагностируется диабет 2 типа?

    Диагноз ставится на основании анализов крови и мочи. При нормальном состоянии глюкозы в моче быть не должно, а кровь должна содержать не более 5,5 ммоль/л. Кроме того, диагностика сахарного диабета 2 типа включает ряд специальных анализов мочи для выявления почечных нарушений, другие дополнительные обследования, дающие представления о наличии или отсутствии осложнений.

    Как лечить диабет 2 типа?

    Основное лечение — это лекарственные гипогликемические препараты. Эти лекарства при диабете 2 типа помогают поддерживать нормальный уровень сахара в крови и препятствуют развитию осложнений.

    Обязательными компонентами лечения будут также диета и физические упражнения. На ранних стадиях, когда ещё не произошли слишком серьёзные изменения в клетках и поджелудочной железе, во многих случаях бывает достаточно правильно питаться и иметь регулярную физическую нагрузку. В процессе выполнения физических упражнений сжигаются излишки глюкозы, происходит укрепление сердечно-сосудистой системы и контроль веса. Диета же — это основа лечения любого диабета, да и не только диабета.

    «Обязанности» больного сахарным диабетом 2 типа:

    • Самостоятельный контроль содержания сахара.
    • Соблюдение низкокалорийной диеты. Жира — как можно меньше, побольше растительных волокон.
    • Регулярные физические упражнения.
    • Тщательное соблюдение гигиены, соблюдение профилактических мер по отношению к простудным заболеваниям.
    • При необходимости приём лекарств.
    • Регулярное посещение врача.
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector