Исследователи под руководством Хироши Оно (Hiroshi Ohno) из Центра интегративных медицинских наук RIKEN (RIKEN Center for Integrative Medical Sciences, IMS) в Японии обнаружили тип кишечных бактерий, которые могут помочь улучшить резистентность к инсулину и, таким образом, защитить от развития ожирения и диабета 2 типа. Исследование, опубликованное в научном журнале Nature, включало генетический и метаболический анализ фекальных микробиомов человека, а затем подтверждающие эксперименты на мышах с ожирением.
Что такое инсулинорезистентность?
Инсулин – это гормон, выделяемый поджелудочной железой в ответ на уровень сахара в крови. Обычно он помогает доставить сахар в мышцы и печень, чтобы они могли использовать энергию. Когда у кого-то развивается резистентность к инсулину, это означает, что инсулин не может выполнять свою работу, и в результате в крови остается больше сахара, а поджелудочная железа продолжает вырабатывать больше инсулина. Инсулинорезистентность может привести к ожирению, преддиабету и полномасштабному диабету 2 типа.
В нашем кишечнике обитают триллионы бактерий, многие из которых расщепляют углеводы, которые мы едим, хотя в противном случае они остались бы непереваренными. Хотя многие предполагают, что это явление связано с ожирением и преддиабетом, факты остаются неясными, поскольку существует очень много различных бактерий и имеется недостаточно данных о метаболизме.
Новизна исследования
Ученые устранили этот недостаток в своем комплексном исследовании и в процессе обнаружили тип бактерий, которые могут помочь снизить резистентность к инсулину.
Во-первых, они исследовали столько метаболитов, сколько смогли обнаружить в фекалиях более 300 взрослых, проходящих регулярные медицинские осмотры. Исследователи сравнили этот метаболом с уровнями резистентности к инсулину, полученными у тех же людей.
«Мы обнаружили, что более высокая резистентность к инсулину связана с чрезмерным содержанием углеводов в фекалиях, особенно моносахаридов, таких как глюкоза, фруктоза, галактоза и манноза», — комментирует Хироши Оно.
Затем ученые охарактеризовали микробиоту кишечника участников исследования и ее связь с резистентностью к инсулину и углеводами в фекалиях. В кишечнике людей с более высокой инсулинорезистентностью содержалось больше бактерий таксономического отряда Lachnospiraceae, чем бактерий других отрядов. Кроме того, микробиомы, включающие Lachnospiraceae, были связаны с избытком углеводов в фекалиях.
Результаты исследования
Таким образом, микробиота кишечника, в которой доминируют Lachnospiraceae, была связана как с резистентностью к инсулину, так и с избыточным содержанием моносахаридов в кале. В то же время резистентность к инсулину и уровень моносахаридов были ниже у участников, чей кишечник содержал больше бактерий типа Bacteroidales, чем других типов.
Затем ученые решили изучить прямое влияние бактерий на метаболизм в культуре, а затем и на мышах. В культуре бактерии Bacteroidales потребляли те же виды моносахаридов, которые были обнаружены в фекалиях людей с высокой инсулинорезистентностью, при этом вид Alistipes indistinctus потреблял наибольшее разнообразие.
На мышах, страдающих ожирением, команда ученых изучила, как лечение различными бактериями влияет на уровень сахара в крови. Они обнаружили, что A. indistinctus снижает уровень сахара в крови, резистентность к инсулину и количество углеводов, доступных мышам.
Эти результаты были совместимы с данными пациентов-людей и имеют значение для диагностики и лечения.
Как объясняет Хироши Оно: «Из-за связи с резистентностью к инсулину присутствие кишечных бактерий Lachnospiraceae может быть хорошим биомаркером преддиабета. Аналогично, лечение пробиотиками, содержащими A. indistinctus, может улучшить непереносимость глюкозы у людей с преддиабетом».
Хотя большинство безрецептурных пробиотиков в настоящее время не содержат бактерий, выявленных в этом исследовании, Оно призывает к осторожности, если они станут доступными.
«Эти результаты необходимо проверить в клинических испытаниях на людях, прежде чем мы сможем рекомендовать какой-либо пробиотик для лечения резистентности к инсулину», – заключает автор исследования.
Авторы другого исследования связали инсулинорезистентность с ускоренным старением клеток и с детской бедностью.