Кишечные бактерии оказались лекарством от диабета второго типа

Опубликованное в журнале Nature исследование учёных из японского Центра интегративных медицинских наук раскрыло особенности взаимосвязи кишечных бактерий и уровня инсулина, а также развития инсулинорезистентности. Данные были получены в результате масштабного анализа бактериального состава, взятого у 300 взрослых людей. Кроме того, учёные провели серию экспериментов на лабораторных мышах для подтверждения своих выводов.

Как известно, важнейшую роль в энергетических обменных процессах играет гормон инсулин, вырабатываемый поджелудочной железой. Под его управлением углеводы расщепляются до простых сахаров и доставляются в печень и в мышечные клетки, где используются как источник энергии. При чрезмерном потреблении углеводов развивается резистентность клеток к инсулину: они перестают реагировать на гормон, из-за чего неиспользованный сахар преобразуется в белый жир и откладывается в жировых депо. С течением времени у человека развивается диабет второго типа со всей присущей этому заболеванию симптоматикой.

Японские учёные решили проверить, нет ли связи между бактериальным составом кишечной микрофлоры и резистентностью организма к инсулину. До сих пор подобные исследования никто не проводил, поэтому достоверные сведения об участии бактерий и их метаболитов в процессах расщепления углеводов в распоряжении микробиологов отсутствовали.

Чтобы накопить исходную информацию, учёные собрали каловые смывы у 300 взрослых людей, согласившихся участвовать в исследовании. Кроме того, все участники были обследованы, чтобы выявить людей с признаками инсулинорезистентности. Затем была проделана гигантская работа по обнаружению всех видов бактерий в каждом взятом образце, а также по выявлению и классификации их метаболитов. Следующим шагом стала систематизация полученных данных и выявление соответствий между инсулиновым статусом человека и отклонениями в составе его микробиома.

Как оказалось, чем более низким был уровень чувствительности организма к инсулину, тем больше сахаров содержалось в его каловых массах. Наиболее заметным было это соответствие по простым сахарам – глюкозе, фруктозе, маннозе и галактозе. Изучение бактериального состава показало, что у людей с высоким уровнем инсулинорезистентности в кишечнике преобладали бактерии Lachnospiraceae, причём их количественные показатели находились в прямой зависимости от степени резистентности к инсулину и от количества сахаров в фекалиях. У участников с низким уровнем сахаров и нормальным инсулиновым обменом преобладали бактерии Bacteroidales. Изучение живых кишечных бактерий in vitro позволило установить, что наиболее «всеядными» по отношению к сахарам разных видов были бактерии Alistipes indistinctus.

Завершающим этапом научной работы стали эксперименты на лабораторных мышах с ожирением. Грызунам имплантировали в кишечник различные бактериальные культуры, найденные у людей. И наблюдали за изменениями их состояния. Оказалось, что после пересадки культуры Alistipes indistinctus у мышей понижался уровень сахара в крови, а также нормализовалась чувствительность клеток к инсулину.

На основании полученных данных учёные сделали вывод: бактерии Lachnospiraceae могут использоваться как биомаркеры диабета второго типа, а Alistipes indistinctus после клинических исследований, возможно, будут использоваться для лечения пациентов с инсулинорезистентностью и диабетом второго типа.