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肠道菌群分泌的丁酸会改善胰岛素响应,而丙酸会增加2型糖尿病风险
肠道菌群分泌的丁酸会改善胰岛素响应,而丙酸会增加2型糖尿病风险
2/20/2019 2:59:14 AM | 浏览:474 | 评论:0

现在发现的肠道微生物与疾病的关系可谓数不胜数,、、等各种常见的疾病都与它相关,不仅如此,前不久我们还刚报道了。

这让奇点糕不尽感叹,人体到底谁说了算?!

不过,之前大部分研究都只是证明肠道微生物与疾病可能有关,并不能说明就是肠道微生物导致了这些疾病。

可是就在今天,科学家终于敲下了肠道微生物与一种常见疾病——糖尿病之间关系的实锤。

荷兰格罗宁根大学的Cisca Wijmenga和英国牛津大学的Mark McCarthyl领导的一个联合团队发现肠道微生物产生的丁酸,能改善人体的胰岛素响应;而另一种产物丙酸的异常,则会提高2型糖尿病的发病风险。相关研究发表在著名学术期刊Nature Genetics上[1]。

肠道菌群分泌的丁酸会改善胰岛素响应,而丙酸会增加2型糖尿病风险

本文通讯作者Cisca Wijmenga 博士

人体微生物的数量甚至超过了人体本身细胞的数量,如此庞大的菌群必然会对身体产生千丝万缕的影响。而大部分菌群又都存在于肠道中,因此,肠道微生物一直是近年来研究的热点。

不过,现在对肠道微生物的研究普遍存在一些问题。

一方面,很多研究都做的不够深入,很多情况下都只发现了一些相关性的证据(如菌群变动与疾病相关等),缺少细致的因果关系,这样就很难应用于临床[2]。

另一方面,还有不少研究是在动物身上完成的,例如,科学家就在动物中发现,肠道微生物促进2型糖尿病发展的原因[3]。这些研究可能找到因果关系,但很难说就一定适用于人体。

肠道菌群分泌的丁酸会改善胰岛素响应,而丙酸会增加2型糖尿病风险

虽然人们发现,肠道菌群与2型糖尿病各种相关。可是目前还缺少在人体中,肠道微生物与2型糖尿病之间关系的直接证据。这也让通过干预肠道微生物,防止糖尿病的努力裹步不前。

不过,人们一直在努力朝这个目标前进。

之前有研究表明,由肠道微生物发酵产生的短链脂肪酸会影响血糖的水平[4]。但是,对于各种不同的短链脂肪酸(如乙酸、丙酸、丁酸等)到底发挥了怎样的作用,目前还不清楚。

为了搞清这个问题,研究者们收集了荷兰952名志愿者的数据,包括:全基因组数据、肠道宏基因组(指肠道中全部微生物的基因组)数据、粪便中短链脂肪酸的含量,以及他们的临床数据进行分析。其中,临床数据包括各种人体参数及血糖指标。

他们试图找到肠道微生物组——代谢产物组——人体指标(包括血糖指标)之间的具体联系。

从这些数据中,研究人员着重分析了245种微生物特征,包括2种粪便中的短链脂肪酸水平、57种独特的微生物分类单元以及186条微生物的信号通路。

肠道菌群分泌的丁酸会改善胰岛素响应,而丙酸会增加2型糖尿病风险

他们通过一种叫双向孟德尔随机化设计的方法,来寻找微生物特征与血糖特征之间的因果关系。并用反变量加权方法进行检验,以鉴定出最佳的可能。

经过分析,研究人员发现在口服葡萄糖耐量试验中,4-氨基丁酸的降解与胰岛素分泌的上升有关。

4-氨基丁酸的降解产物正是丁酸。而在这些人的样本中,4-氨基丁酸降解通路活跃的菌(Eubacterium rectale和Roseburia intestinalis正是著名的丁酸产生菌。

这说明丁酸很可能在摄入葡萄糖后,促进β细胞分泌胰岛素,调节血糖。

肠道菌群分泌的丁酸会改善胰岛素响应,而丙酸会增加2型糖尿病风险

丁酸促进胰岛素响应

这个观点得到了一个独立的临床研究的证明。

一项对35名健康个体中的肠道菌群干预试验表明,通过补充益生菌降低产生丁酸盐的细菌的水平,会对葡萄糖代谢产生不利影响。

并且,研究人员还发现肠道菌群生产的另外一种短链脂肪酸——丙酸,会增加糖尿病的风险。粪便中丙酸含量越高,2型糖尿病风险越高。而对英国一个数据库里的数据进行检索,也印证了这个结果,粪便里丙酸水平升高与2型糖尿病的风险升高有关。

这说明丙酸可以作为预测2型糖尿病的风险因素。而且,人们可以从丙酸出发,寻找2型糖尿病产生的机制。

这个研究首次在人体中找到了,肠道菌群与胰岛素抵抗以及2型糖尿病之间的因果关系。即:丁酸可以促进餐后胰岛素分泌;而粪便中丙酸含量的增加,会提高2型糖尿病的风险。

当然,作者也表示,丙酸与糖尿病风险之间的因果关系,需要进一步的研究。现在还是要谨慎对待。

此外,虽然这个队列是目前在人群研究中最大的队列,但是仍然不足以弄清所有肠道微生物的特征。因此,后面需要更大、更全面的人群研究。

不过,无论如何,这个研究为后来的研究者们指明了方向。向人们展示了通过干预肠道微生物(如生产丁酸)治疗调节血糖,以及通过肠道微生物预测和及早防治2型糖尿病的广阔前景。

编辑神叨叨

丁酸在很多研究中(包括本研究)证明是一种有益的产物,不过也有报道称丁酸产量过高的话,也是有害的,因此要辩证地看。

未来是不是要研究下大脑微生物,看我们是不是真的被微生物控制的~

如果想及时获取第一手科研资讯,那你绝对不能错过瞬息~

参考资料:

[1] Serena Sanna et al. Causalrelationships among the gut microbiome, short-chain fatty acids and metabolicdiseases. Nature, 2019, Doi:org/10.1038/s41588-019-0350-x

[2] Brunkwall L, Orho-Me. 2 diabetes:fromcurrent human evidence to future possibilities[J]. Diabetologia, 2017, 60(6):943-951.

[3] Kreznar J H, Keller M P, Traeger L L,et al. Host Genotype and Gut Microbiome Modulate Insulin Secretion andDiet-Induced Metabolic Phenotypes[J]. Cell Reports, 2017, 18(7):1739-1750.

[4] Zhao L, Zhang F, Ding X, et al. Gutbacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes[J].Science, 2018, 359(6380):1151-1156.

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