饮食常识Manual

开运食物科学:东北农业大学许晓曦教化等:糖尿病与宿主肠谈菌群的关联及饮食介导的菌群调控效力讨论发扬

2024-01-04 15:47:15
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  糖尿病是胰岛素渗出缺乏(和/或行使报复)激发的代谢性疾病。糖尿病的爆发、发达与饮食布局和格式亲昵闭联。肠道微生物动作罗致饮食因素出现相应代谢物的转换载体,其构成布局的动态均衡与糖尿病的爆发、发达亲昵闭联。科学饮食可增多菌群的多样性、创设优良的肠道境况并加固肠道屏蔽,引发机体本身护卫机造低重糖尿病爆发率及其恶化。已有不少临床讨论结果说明,区别类型糖尿病的肠道菌群布局特点以及与其他检测目标拥有直接的闭联性。

  东北农业大学食物学院的萍、徐珒昭、许晓曦*等通过总结、清理糖尿病患者的肠道微生态特点,满盈叙述饮食介导肠道菌群及其代谢产品通过调治肠免疫抵达防患和调控糖尿病的道理及方式至闭主要,同时可能领导患者通过科学饮食有用缓解并延缓糖尿病并发症,也为糖尿病的趁早浮现和干扰指明宗旨。

  糖尿病患者往往会映现肠道微生物群系稳态失衡、屏蔽受损、免疫性能降落等局面,吃紧者会诱发如中风、冠状动脉窒息、视网膜病变,以及肝脏、肾脏等构造器官性能减退、衰竭等并发症。是否可以通过其肠稳态革新及少少菌群代谢产品的转移举行糖尿病的预判还需深刻讨论。

  区别类型糖尿病患者的基因、生涯境况、饮食习气各异,以致其肠道微生物特点也存正在显明区别。肠道微生物符号性特点可动作糖尿病诊断的表征之一。

  肠道微生物组与糖尿病正在病理心理学方面有着亲昵闭系,菌群布局的革新可能影响1型糖尿病(T1D)患者的糖代谢与脂肪代谢。T1D重要由遗传身分惹起,是由易感个人细胞免疫介导的胰腺细胞自我损害惹起胰岛素缺乏导致的本身免疫性疾病。大片面T1D患者是禀赋性,即从出生首先肠道有益菌就低于寻常程度,其肠道微生物群的短链脂肪酸(SCFAs)生物合成、支链氨基酸阐明代谢以及细菌发酵才力相对较弱。T1D患者肠道菌群特点阐扬出α多样性明显低重,粪杆菌属(Faecalibacterium)、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)、芽孢杆菌属(Bacillus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)等相对丰采低重,拟杆菌属(Bacteroides)、布劳特氏菌属(Blautia)、链球菌属(Streptococcusgenera)等相对丰采明显升高,瘤胃球菌(Ruminococcus)、韦荣球菌属(Veillonella)等正在区别文件中结果存正在区别性,普雷沃菌属(Prevotella copri)、惰性真杆菌及Alistipes inops富集。正在门程度上T1D患者和康健人群也存正在区别,两者上风菌门辨别是拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。T1D患者肠道内细菌代谢活性削弱,相应的表渗出胰腺卵白质程度较低,正在T1D患者体内浮现其血糖局限性目标糖化血红卵白程度与普雷沃氏菌科丰采呈负闭联,肠杆菌目丰采与均匀血糖指数呈正闭联。

  2型糖尿病(T2DM)患者类型占总糖尿病患者的90%,目前已浮现瘤胃球菌丰采与T2DM呈正闭联,而出现丁酸盐细菌(如毛螺菌属、布劳特氏菌属)的丰采与T2DM呈负闭联。肠道内拟杆菌属(Bacteroides)和双歧杆菌属(Bifidobacterium)是糖尿病讨论中最常见的有益菌属,较多讨论结果证明双歧杆菌正在糖尿病患者体内比例明显削减,拟杆菌属丰采则与T2DM无显明闭联性。阿克曼菌属(Akkermansia)动作一种新浮现的对宿主代谢有益的共生菌群成员,其丰采与T2DM呈明显负闭联,也是以被动作糖尿病患者肠道符号菌。幼鼠肠道菌群失调,如疣微菌正在门、纲、目等程度增多,拟杆菌正在科、属、种程度削减,普氏菌正在科、属程度削减会推进其T2DM的发达。讨论进一步浮现,少少肠道菌群超越相对不乱的阈值局限会增多血清LPS、连卵白程度,使肠道屏蔽性能受损,推进T2DM的恶化,而正在对T2DM幼鼠举行粪菌移植后,其肠道屏蔽性能巩固,血清LPS、LPS连接卵白和促炎细胞因子程度均呈低重趋向。

  怀胎期妊妇心理转移显明,是糖尿病易动人群,诱发怀胎糖尿病(GDM)内部出处是遗传身分,其确定个人易感性,表部出处则是饮食非法则惹起机体炎症,GDM是一种异质性代谢庞杂疾病,患者容易爆发高血压和产后出血等隐患,对子息康健也会有必然影响。糖尿病易以致肠道稳态爆发较大转移,大大批患者GDM肠道菌群α多样性低重,放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)丰采呈上升、拟杆菌门丰采广博呈降落趋向。水痘克雷伯菌、产碱杆菌属(Alcaligenes)等丰采增多,而甲烷短杆菌(Methanobacilerium)、另枝菌属(Alistipes)丰采相对低重。个中要求致病菌产碱杆菌属动作潜正在的病原体或者会诱发肺炎、腹膜炎以至结直肠癌等,区别功夫GDM患者肠道菌群转移区别很大,可是仍能看出GDM的爆发与少少菌群存正在闭联性。

  某些糖尿病的症状介于T1D和T2DM之间且区别于两者,囊括莫迪型糖尿病(MODY2)、成人避居本身免疫性糖尿病(LADA),以及胰腺表渗出疾病、矮妖归纳征A型胰岛素屈服、药物惹起的皮质激素格表开运、劝化青少年一型、免疫介导性一型等糖尿病。LADA患者则吃紧缺乏SCFAs出现细菌,肠道微生物群布局与T1D患者更一样。

  微生物群代谢产品及衍生物通过肠道上皮细胞进入机体,直接或间接影响炎症调治、肠道通透性转移以及糖脂代谢而阐述主要调控效力,调控道途汇总如图1所示。肠道通透性确定了某些菌群代谢产品通过特定分子通道而被罗致。

  肠道微生物出席机体的脂肪代谢历程,结肠中微生物可将未全体消化的碳水化合物改革为SCFAs。SCFAs 中丁酸的益菌效应尤为越过,产丁酸菌重要囊括梭菌科(Clostridiaceae)、消化链球菌科(Peptostreptococcaceae)、巴氏杆菌科(Pasteurellaceae)等。普雷沃菌、双歧杆菌、粪杆菌属、罗斯氏菌属等也可能增多肠道中SCFAs程度。SCFAs可能通过激活G卵白偶联受体(GPR)43和GPR109A,低重炎症程度并动作脂质和葡萄糖的合成原料而抵达防患和不乱糖尿病的方针。气氛污染及不良饮食对机体康健变成的倒霉影响显露正在肠道菌群失稳,产黑普氏菌(Prevotella melaninogenica)等出现的LPS可压抑幼鼠微粒体甘油三酯移动卵白的表达,使脂代谢格表及SCFAs含量低重,同时肠道益生菌的削减也会影响机体对脂类的代谢,如介导炎症因子、脂肪因子和IgA免疫应答爆发转移,诱导肥胖、胰岛素屈服和糖尿病的爆发。炊事对肠道菌群布局出现必然影响开运,而肠道菌群转移也影响宿主对食品及能量的摄取,乳杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属等益生菌可明显低重糖尿病患者的空心血糖、甘油三酯及胰岛素程度。其它,阿克曼菌属可增多脂肪构造中2-油酰基甘油、2-棕榈酰甘油、2-酰基甘油的程度,从而推进脂肪酸氧化和脂肪细胞分歧。多种益生菌越发是产丁酸菌会出席脂肪代谢历程,而通过炊事增多产丁酸菌数目可有用改正肠道微生态庞杂,调控炎症,缓解糖尿病。

  糖尿病可诱发机体促炎细胞因子、趋化因子和炎症卵白程度升高。LPS可推进抗炎细胞因子和趋化因子表达惹起代谢性内毒素血症和初级别炎症,肠道菌群衍生物琥珀酸也可推进解偶联卵白1表达,增多脂肪能量花消;肠黏膜爆发炎症和肠屏蔽毁伤时,菌群出现的内毒素、细菌因素和代谢物易位进入轮回体系,弱幼肝脏断根力,推进代谢炎症爆发;白细胞介素(IL)-22是能克复胰岛素敏锐性和气解糖尿病的抗炎细胞因子,讨叙述明T1D模子幼鼠中肠黏膜受损,肠道屏蔽性能革新,诱导IL-22表达的分节丝状菌丰采削减,使IL-22表达明显低重。多种乳酸菌可低重IL-1β、单核细胞趋化卵白-1、细胞间黏附分子-1、IL-8、CD36卵白和C反映卵白等炎症卵白程度表达。罗氏菌属和普拉梭菌均为产丁酸菌,通过压抑核因子κB的活性而低重炎症。干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)会低重促炎细胞因子II型作对素的出现。

  肠道屏蔽通透性增多是T2DM的一个特点,肠道通透性增多导致肠道微生物代谢物易位进入血液容易惹起代谢性内毒素血症。糖尿病患者肠黏膜屏蔽性能损害以及血糖升高导致胞间相联完全性低重,使肠道上皮细胞渗出性增多,影响抗原的罗致,最终诱发全身病理性免疫反映。以往讨论阐明确肠道微生物对肠道通透性的主要效力,拟杆菌属可上调结肠中精密相联卵白基因的表达,低重肠道通透性,从而削减LPS的出现,改正内毒素血症。阿克曼菌可通过激活上皮中的腺苷酸活化卵白激酶改正肠道精密相联,该菌的表膜卵白Amuc-1100可巩固精密相联卵白的表达,还能压抑肠道中的素1型受体表达,低重肠道通透性和全身LPS程度。由普拉梭菌和罗氏菌属出现的丁酸盐可能通过血清素转运体低重肠道通透性。肠道微生物动作生物屏蔽的主要片面,可阻遏糖尿病的恶化和并发症的出现。

  糖尿病患者肠促胰素效应受损,进餐后GLP-1浓度的升高幅度减幼。动作机体代谢的闭头调治因子,GLP-1可刺激胰岛素渗出,升高心率、护卫心脏、低重中风危机,还可效力于大脑以压抑进食和护卫神经,GLP-1受体可诊治T2DM和肥胖,Tirzepatide是一种囊括GLP-1受体的双重,可明显低重糖化血红卵白、空心血糖浓度及体质料,并提拔糖化血红卵白达标率饮食,且安适性优良。肠道是GLP-1的重要渗出器官,胰岛和胃也可通过渗出GLP-1阐述调控血糖的效力,但远端肠道是调控GLP-1渗出的闭头位点。碳水化合物、脂肪和卵白质的摄入可刺激幼肠L细胞渗出GLP-1,压抑胰高血糖素渗出、胃排空和食欲饮食,增多饱腹感和出席血汗管行为等。除此以表,肠道菌群的代谢产品可影响GLP-1的出现,阿克曼菌出现的P9卵白通过与细胞间黏附分子2连接而诱导GLP-1的渗出,从而改正幼鼠的糖稳态及肥胖。该菌还可通过低重β-鹅脱氧胆酸、推进胰岛素渗出和糖原合成从而压抑糖异生效力。

  迄今为止糖尿病仍无法根治,现有的重要诊治方式为饮食调节、加紧运动开运、口服药物以及打针胰岛素。而少少闭于行使益生菌干扰(口服益生菌造剂及粪菌移植术)对糖尿病诊治的临床试验及动物实践讨论都阐明确基于微生态诊治糖尿病拥有优良的成果。

  糖尿病古代诊治方式重要为药物诊治,二甲双胍拥有显明的降糖成果,是诊治T2DM的主要药物,可明显低重糖尿病患者体质料和低密度脂卵白胆固醇。其它再有少少拥有控糖或削减糖摄入的药物,如罗格列酮和阿卡波糖、胰岛素打针类的诺和灵3R(笔芯)等。这些药物可使糖尿病患者血糖程度克复寻常,并有用缩短尿糖达标岁月,但摄入药物过多会惹起皮质激素格表等新题目。目前少少拥有改正葡萄糖稳态等糖尿病症状的中草药因素被浮现,如黄连素可压抑NOD样受体热卵白布局域闭联卵白3的活化并削减促炎因子开释、低重胰岛素屈服,姜黄素可撑持肠道屏蔽性能,人参皂苷对改正胆碱能及抗氧化体系并低重血糖也拥有主动效力。与西药比拟,中草药因素对人体的副效力相对较幼,可是收效相对较慢且须要多重因素派合效力。其它,更多讨论显示中药因素阐述效力与肠道菌群存正在主要干系。

  康健机体中各项因素均依旧着动态均衡,人体内境况动态均衡的转移阐扬为疾病的爆发发达,肠道菌群的动态转移对应机体体系组件的革新,是以通过肠道菌群预测、防患和调控疾病成为他日医学讨论范围的新趋向。理解肠道菌群的高维分子数据可能对发病体系构变因素举行描画和监测。比拟古代的依据直线因果相闭规矩诊治,用体系论的道理和方式处置医知识题成果更为有用。人工的菌群干扰,如粪菌移植、服用益生菌造剂或者运用益生元介导肠道菌群渐渐成为调控糖尿病的新格式。

  粪菌移植是一种将康健人体粪便中的性能菌群移植到患者胃肠道内,杀青肠道疾病诊治的新技艺。将康健幼鼠的肠道菌群移动到T2DM幼鼠可能明显升高糖尿病幼鼠的肠道菌群多样性以及低重受体幼鼠的胰岛素敏锐性,粪菌移植革新了糖尿病幼鼠的肠道菌群布局,并改正糖脂代谢、增多胰岛面积和β细胞比例。目前,粪菌移植技艺以其模范化、人道化特质正在闭联范围取得平常的应用。粪菌移植可明显推进T2DM患者菌群的定植,且粪菌移植连接生涯格式干扰还可削减总胆固醇及低密度脂卵白胆固醇程度,低重肝脏硬度,多酚连接粪菌移植也可出现降血脂效力,黄连中提取的植物生物碱幼檗碱协同益生菌可能升高肝脏低密度脂卵白摄取和脂肪褐变。

  填充益生菌、益生元或合生造剂或可改正糖尿病患者的肠道菌群失调、推进胰岛素渗出、削减胰岛素屈服从而调控糖尿病历程。双歧杆菌可通过与胆固醇连接、阻断宿主肠道罗致或革新宿主胆汁酸信号转导改正血脂格表,杀青T2DM危机局限。菊粉可通过改正T1D幼鼠肠道菌群构成转移而克复胰腺寻常性能,并明显升高胰岛素敏锐性,克复机体自己对血糖的局限并削减食品和水分摄入。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-卵白激酶B(AKT)-哺乳动物雷帕霉素靶卵白信号通道是经典的胰岛素信号反应通道。

  新颖医学及养分学渐渐浮现并验证了通过改正肠道菌群、靶向菌群调治、精准养分等技术可有用抗衡糖尿病。科学的性子化饮食可防患及改良肠道炎症激发的机体糖代谢庞杂、免疫力降落、永远高血糖状况、胰岛素屈服等症状(图2)。

  科学配伍饮食可能撑持肠道微生物稳态、创设优良的肠道境况以及加固肠道屏蔽,行使机体本身护卫机造低重糖尿病爆发几率和发达。植物炊事中含有充裕的自然性能性化合物及炊事纤维饮食,有利于推进肠道益生菌群的定植并阐述其功能,影响菌群布局并升高SCFAs含量从而驱动机体的免疫代谢。合理的进食岁月也可通过肠道微生态的革新阐述防患和改正T2DM血糖调控的效力。

  以往素食饮食动作宗教古代以及可缓解肥胖、改正代谢被多人所承担和认知。个中植物性食品因素如VC、类胡萝卜素及其复合生物符号物可能低重血糖和尿糖渗出量、血浆总胆固醇、甘油三酯和极低密度脂卵白胆固醇浓度等,且摄入量与T2DM发病率呈负闭联,可见素食饮食可能低重疾病危机,是对糖尿病患者合用性较高的一种饮食形式。植物性食品中多酚、多糖、聚糖等因素拥有肠道益生效力。多酚囊括黄酮和酚酸,黄酮类化合物拥有平常的生物学效力,如调治酶活性、压抑细胞增殖、抗氧化和抗炎特色。素食饮食干扰明显革新肠道菌群的构成,增多碳水化合物降解菌,如双歧杆菌属、乳杆菌属,革新SCFAs程度。目前讨论较多的DASH饮食和地中海饮食均属于半素食饮食,DASH饮食可明显低重代谢归纳征患者裁减压、降压药需求及身体质料指数,并革新肠道菌群构成及性能,如影响SCFAs出现等。

  近年来益生菌物业爆炸式发达,且良多发酵类食物物业也呈急迅增加趋向。以往诸多讨论已说明,某些益生菌可明显低重患者的糖化血红卵白、空心血糖和空心胰岛素的程度以及胰岛素屈服指数,且多菌株和高剂量的益生菌填充剂对血糖稳态更有益。而GDM患者填充含有嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、两歧双歧杆菌、发酵乳杆菌的益生菌产物可改正其过氧化物酶体增殖物激活受体γ、转化发展因子β和血管内皮发展因子的表达,以及血糖局限、血脂状况、炎症符号物和氧化应激。对先驱糖尿病成年患者辨别填充包蕴冻干的乳杆菌属及双歧杆菌属菌株的多菌种益生菌饮食、基于菊粉的合生造剂,浮现其可明显改正糖代谢闭联参数,不乱血糖稳态。进一步讨论浮现,益生菌还可改正高密度脂卵白胆固醇程度,但疗效存正在必然的个人区别。目前文件中闭于益生菌的品种、剂量以及功能等第纷歧而同,可是根基以为乳酸菌和双歧杆菌是用于低重临床前和人群试验的空心血糖和胰岛素程度最平常操纵的益生菌。

  除饮食布局和因素对糖尿病拥有必然调治功能表,近期的讨论浮现禁食也可通过能量与糖分限定调控肠道微生态而改正机体代谢。间歇性禁食可惹起细菌比例符合性转移,从而完毕细胞和构造器官正在进食和禁食时间的源物质正在葡萄糖和脂肪酸/酮体间转换。常见的间歇性禁食形式有隔日禁食和限时进食。限时进食是通过调治日夜节律体系影响体质料局限和生化参数,并通过影响瘦素渗出改正饱腹感调控体系;而隔日禁食正在推进体质料局限激素调治的同时,还须要正在禁食日削减能量摄入。二者均可明显减轻体质料、改正代谢并调治肠道菌群,通过革新厚壁菌门/拟杆菌门比例和增多有益菌属(如乳杆菌属和阿克曼菌)丰采而压抑体质料增加。间歇性禁食是一种相对承担度更高的饮食干扰要领,可本色性重塑肠道微生物组,产丁酸的毛螺菌科丰采显明上调。革新能量摄入的岁月对成人T2DM肥胖患者不光拥有低重体质料、血糖,改正胰岛素屈服等效力,改正血汗管方面的题目,如明显低重甘油三脂、总胆固醇、低密度脂卵白含量。目前又浮现一种新型的间歇性禁食方式,即早限时进食(只正在8:00—16:00时间进食),结果显示,与比较进食比拟,早限时进食可改正全身胰岛素敏锐性并增多餐后骨骼肌对葡萄糖和支链氨基酸养分素的摄取。

  目前,西方饮食、疾餐饮食(表卖)等不康健的饮食格式通过介导肠道微生物布局革新成为糖尿病发病的高危机诱因。高动物脂肪和卵白质及低植物纤维饮食诱导宿主卵白酶爆发卵白水解,天生含硫氨基酸和芬芳族氨基酸,这些氨基酸与代谢性疾病相闭的格表菌群爆发硫酸盐还原反映、脱氨基反映、脱羧反映等多种纷乱反映,天生硫化氢、氨、胺、氢气、二氧化碳、甲烷、有机酸、苯乙酸、对甲酚、苯丙酸、吲哚丙酸、LPS等代谢物,使肠上皮细胞黏液渗出削减,乙醛及肠腔内pH值增多,支链脂肪酸和TMAO等无益物质增多,惹起血糖上升饮食、胰岛素渗出降落。西式饮食使机体有益细菌(履约氏乳杆菌和格氏乳杆菌)削减和致病菌(如Romboutsia ilealis)增加,增多疾病危机。填充这两种乳杆菌可升高血液中还原型谷胱甘肽程度,改正肝脏的线粒体形状和性能,削减肝脏脂质、改正体系性糖代谢。动物实践讨论显示,某些肠道菌发酵炊事纤维出现的SCFAs(越发是乙酸盐)使鼠柠檬酸杆菌的初期定植受到压抑,而鼠柠檬酸杆菌滞留劝化推进了幼鼠肠道低度炎症和胰岛素屈服。高脂饮食会惹起幼鼠肠道黏膜炎症,并导致上皮细胞线粒体活性降落,从而变成呼吸链电子受体(氧气和硝酸盐)的增多。

  现有讨论已说明,饮食因素越简单,糖尿病患病概率越高,超加工食品的摄入会增多25%的T2DM患病危机。肥胖者体内脂肪越多,其胰岛素屈服和糖代谢格表更显明,T2DM危机越大。高脂肪食品的摄入会革新菌群布局,富含植物多糖的饮食与普雷沃氏菌的主导肠型闭联,而高脂高糖饮食与拟杆菌属的主导肠型闭联。微生物群革新还会增多对食品过敏的易感性,有讨论对幼鼠举行12 周的高脂饮食喂饲诱导幼鼠肥胖,阐明过敏反映与肠道效应细胞反映失调、肠道通透性增多和肠道生态失调相闭,肠乳酸杆菌的丰采与大鼠脂肪质料和体质料呈负闭联,高脂饮食使肠乳酸杆菌大幅削减、致病菌丰采增多,其代谢产品导致内毒素血症爆发并诱导出现炎症。

  食品的摄入品种、摄入量、摄入格式、摄入岁月等均会惹起机体囊括肠道菌群稳态爆发转移,不康健的生涯格式(熬夜、抽烟、喝酒等)、心灵状况(着急、抑郁等)及不良饮食(高脂、高糖、高盐、低炊事纤维、少希奇绿叶蔬菜等)是糖尿病出现的主因。

  以体系医学为代表的新颖医学及养分学继承了中国古代医学“食为药”的理念,将自然食品(或药食同源食材)动作防患及诊治疾病的一种异常性子化格式,正渐渐被医护使命家和一般多人所认知和承担。可依照糖尿病患者的肠道微生态和康健人群之间的明显区别趁早对糖尿病举行筛查,进而依照个人本身特质(菌群特点、遗传基因等),科学地、一视同仁地拟订康健饮食形式(如DASH饮食、间歇性饮食、地中海饮食和益生菌饮食),而且依旧法则的生涯格式更利于升高机体自愈才力,屈服糖尿病危机,而采用粪菌移植或服用益生菌及益生元造剂可更为急迅地调治肠道微生态,削减胰岛素屈服并有用防患糖尿病并发症的爆发。开运食物科学:东北农业大学许晓曦教化等:糖尿病与宿主肠谈菌群的关联及饮食介导的菌群调控效力讨论发扬

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