糖尿病的發(fā)病機制與腸道菌群有何關(guān)系？

腸道菌群是宿主免疫系統(tǒng)與共生菌和致病菌之間相互作用的主要部位。

目前糖尿病的發(fā)病機制尚未完全闡明，涉及復(fù)雜的遺傳和環(huán)境因素，然而已有的機制并不能完全闡明糖尿病的產(chǎn)生機制。

近年來的研究中，腸道菌群受到全球糖尿病研究者的關(guān)注，調(diào)控菌群可有效改善和預(yù)防糖尿病的發(fā)生發(fā)展。與正常人的腸道菌群相比，糖尿病患者的腸道菌群生物多樣性改變，其結(jié)構(gòu)、數(shù)量、種類都發(fā)生了變化。腸道菌群通過調(diào)節(jié)腸道運動、腸道屏障穩(wěn)態(tài)防止?jié)撛谟泻?xì)菌對組織、營養(yǎng)吸收和脂肪分布造成損害。

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腸道菌群在糖尿病發(fā)病機制中的作用

2019年，一篇發(fā)表在韓國胃腸病學(xué)雜志上的文章，綜述了腸道菌群在糖尿病發(fā)病機制中的作用。

• 腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生：腸道菌群失調(diào)改變腸道通透性和能量穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致高血糖；

  
  

• 腸道菌群代謝物參與糖尿病的發(fā)生：腸道菌群產(chǎn)生丁酸可刺激腸細(xì)胞的再生以修復(fù)腸粘膜，啟動正常的腸細(xì)胞分化和凋亡；醋酸鹽可以增加總膽固醇含量；丙酸鹽可增加血液中的葡萄糖，降低醋酸鹽引起的高膽固醇血癥的反應(yīng)。

腸道菌群和糖尿病的發(fā)病存在著緊密關(guān)聯(lián)，被認(rèn)為是代謝疾病發(fā)病的驅(qū)動力，腸道菌群失調(diào)是導(dǎo)致糖尿病的一個重要因素。

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Ⅱ型糖尿病患者腸道菌群組成的改變

2020年發(fā)表于腸道微生物雜志上的文章，總結(jié)了Ⅱ型糖尿病患者腸道菌群組成的改變。

• 變形菌門豐度增加，梭菌屬、優(yōu)桿菌屬、乳桿菌屬菌群豐度上升；

• 糞擬桿菌、大腸桿菌、C. hathewayi、C. ramosum、C. symbiosum、Eggerthella lenta等條件致病菌豐度增加。

圖1.腸道菌群導(dǎo)致Ⅱ型糖尿病發(fā)生的機制

總體而言，這些腸道菌群的變化和Ⅱ型糖尿病相關(guān)，腸道菌群的變化是Ⅱ型糖尿病的一個特征，致病菌的增加和腸道菌群多樣性的降低，減弱腸粘膜屏障的功能，導(dǎo)致胰島素抵抗的發(fā)生，最終導(dǎo)致Ⅱ型糖尿病。

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腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生

2021年Arpita等人發(fā)表在生命科學(xué)雜志上的最新文章，概述了腸道菌群的“生態(tài)平衡”及腸道菌群失調(diào)與糖尿病的關(guān)系。

圖1.腸道菌群的失調(diào)導(dǎo)致疾病的發(fā)生

• 腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致胰島素抵抗的開始和持續(xù)；

  
  

• 腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致腸道菌群有毒代謝物的積累；

  
  

• 腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致糖尿病發(fā)生前的肥胖。

基因突變、肥胖和缺乏體育鍛煉是導(dǎo)致糖尿病的可能因素，然而，還有一個導(dǎo)致糖尿病發(fā)生的主要因素，就是腸道菌群失調(diào)。腸道菌群的失調(diào)對腸道屏障的完整性和宿主代謝功能（如對胰島素的敏感性和對血糖的調(diào)節(jié)能力）影響可能是導(dǎo)致糖尿病產(chǎn)生的根本原因。

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腸道菌群代謝物與糖尿病密切相關(guān)

2019年，浙江大學(xué)教授發(fā)表了一篇綜述，從腸道菌群代謝產(chǎn)物的角度，詳細(xì)闡述了腸道菌群如何參與糖尿病的發(fā)生發(fā)展。

圖1.腸道菌群代謝產(chǎn)物介導(dǎo)糖尿病產(chǎn)生的信號通路

• 腸道菌群代謝產(chǎn)生的短鏈脂肪酸（SCFAs）通過肝細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞，調(diào)節(jié)胰島素和瘦素的分泌，參與血糖調(diào)節(jié)；

  
  

• 腸道菌群代謝產(chǎn)生的脂多糖（LPS）通過激活脂肪細(xì)胞上的NF-κB信號通路，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)發(fā)生，加重胰島素抵抗；

  
  

• 腸道菌群代謝最終產(chǎn)生的三甲胺氮氧化物增加膽固醇的積聚，導(dǎo)致肝臟胰島素抵抗；

  
  

• 腸道菌群代謝產(chǎn)生的芳香族氨基酸引發(fā)腎小球細(xì)胞毒性，導(dǎo)致糖尿病性腎病。

腸道菌群參與食物的消化吸收，通過發(fā)酵食物產(chǎn)生短鏈脂肪酸等代謝產(chǎn)物，而這些代謝產(chǎn)物可以通過肝細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞導(dǎo)致糖尿病。

小結(jié)

腸道菌群現(xiàn)在被認(rèn)為是人體最大的免疫器官，它通過影響宿主的不同功能參與調(diào)節(jié)多種生理途徑。由于腸道菌群是個復(fù)雜而動態(tài)的系統(tǒng)，且過去缺乏合適的分析手段，因此腸道菌群在疾病中的研究較少。隨著研究的不斷深入，腸道菌群在糖尿病、肥胖、代謝綜合征等代謝性疾病中的重要性越來越明確。

腸道菌群在糖尿病的發(fā)病機制中的研究，為糖尿病的治療和潛在干預(yù)策略提供了新的見解和可靠的信息，通過腸道菌群改善包括糖尿病在內(nèi)的代謝性疾病有著巨大的潛力。