Μπορούν τα βακτήρια του εντέρου να επιδρούν στο σάκχαρο και στην εμφάνιση διαβήτη;




Πριν από δέκα χρόνια, η ερώτηση για το αν η μικροχλωρίδα του εντέρου μπορεί να επιδρά στην υγεία μας πιθανόν να θεωρούνταν παράλογη. Σήμερα, ωστόσο γνωρίζουμε ότι τα βακτήρια, που ζουν στο έντερο μας, μπορούν να επηρεάσουν ποικιλοτρόπως στον οργανισμό μας.

Την τελευταία δεκαετία, οι επιστήμονες κατόρθωσαν να μετρήσουν και να χαρτογραφήσουν τα γονίδια της μικροχλωρίδας του γαστρεντερικού μας, εκτιμώντας ότι η ανθρώπινη εντερική οδός αποικίζεται από πλήθος μικροοργανισμών με βιομάζα περίπου 1,5 kg και περίπου 500 φορές περισσότερα γονίδια από τα ανθρώπινα. Μάλιστα, η αναλογία και η ποικιλομορφία των μικροβίων διαφέρει από άτομο σε άτομο, ενώ αρχίζει να δημιουργείται αμέσως μετά τον τοκετό μέχρι τα 2 έτη, όπου πλέον είναι όμοια αυτής του ενήλικου ατόμου. Επιπλέον, οι μικροοργανισμοί αυτοί παράγουν ουσίες που εισερχόμενες στο αίμα, επηρεάζουν την υγεία μας. (1)

Η έρευνα των προηγούμενων ετών είχε επικεντρωθεί κυρίως στην ευεργετική επίδραση της εντερικής μικροχλωρίδας σε διαδικασίες, όπως η πέψη , η σύνθεση βιταμινών ή η ενίσχυση του ανοσοποιητικού. Ωστόσο, νέα στοιχεία υποδεικνύουν ότι η μικροχλωρίδα του εντέρου επηρεάζει σημαντικές λειτουργίες στη ρύθμιση του μεταβολισμού, διαδραματίζοντας θεμελιώδη ρόλο σε παθήσεις όπως η παχυσαρκία, ο διαβήτης και οι καρδιαγγειακές παθήσεις. (2)

Ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2 είναι μια νόσος, με σημαντικό γενετικό υπόβαθρο, η οποία χαρακτηρίζεται από υπεργλυκαιμία εξαιτίας της ανεπαρκούς παραγωγής ινσουλίνης για να καλύψει την περιφερική και την ηπατική αντίσταση σε αυτή. Πρόσφατα δεδομένα υποδεικνύουν ότι το μικροβιακό φορτίου του εντέρου εμπλέκεται στην ανάπτυξη του σακχαρώδους διαβήτη, επηρεάζοντας τις μεταβολικές διεργασίες του μεταβολισμού της γλυκόζης και των λιπαρών οξέων, μέσω πολλών μηχανισμών, όπως η παραγωγή λιπαρών οξέων βραχείας αλύσου, η αμοιβαία διαμόρφωση έκφρασης των γονιδίων και η μικροβιακή απέκκριση ουσιών –μεταφορέων. (3)

Οι ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 εμφανίζουν μικρότερη ποικιλομορφία των μικροβίων του εντέρου με σημαντική μικροβιακή δυσβίωση. Συγκεκριμένα ανευρίσκονται μειωμένα τα βακτηρίδια που παράγουν βουτυρικό οξύ και αυξημένα τα πιθανά παθογόνα, όπως Bacteroides caccae, Clostridia and Escherichia coli σε σύγκριση με μεταβολικά υγιή άτομα. (1)

Το εργαλείο για τον «χειρισμό» των μικροβίων στο έντερο είναι η κατανόηση των μηχανισμών που ρυθμίζουν τη σύνθεση της ποικιλομορφίας τους. Αρκετοί παράγοντες διαμορφώνουν την μικροχλωρίδα του εντέρου κατά τη βρεφική ηλικία μέχρι την ενήλικο ζωή, ενώ αναγνωρίζεται όλο και περισσότερο η συνεισφορά της χρήσης αντιβιοτικών και της διατροφικής σύνθεσης. (4) Οι μηχανισμοί μέσω των οποίων ο διαφορετικός τρόπος διατροφής προάγει την εξέλιξη από την αντίσταση στην ινσουλίνη προς μια προ-διαβητική κατάσταση περιλαμβάνουν σύνθετα μονοπάτια, στους οποίους συμμετέχει καθοριστικά ο μικροβιακός μεταβολισμός.

Η διατροφή επηρεάζει την αλλοίωση του μικροβιώματος  του εντέρου και είναι αλληλένδετη με την παχυσαρκία, την αντίσταση στην ινσουλίνη και τον διαβήτη τύπου 2. Τα διαφορετικά διαιτητικά συστατικά, η συνολική πρόσληψη ενέργειας και η μακροθρεπτική σύνθεση της δίαιτας, διαμορφώνουν επίσης τη μικροβιακή ισορροπία και θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν θεραπευτικά, αν και  το πεδίο αυτό απαιτεί περαιτέρω έρευνα. Ωστόσο, οι μακρόχρονες ατομικές διαιτητικές προτιμήσεις φαίνεται να είναι αυτές που επηρεάζουν καθοριστικά τη δομή της μικροχλωρίδας. (5)

Για παράδειγμα, μια διατροφή δυτικού τύπου, με αυξημένη κατανάλωση junk food, υψηλή πρόσληψη λιπαρών και μειωμένη κατανάλωση διαιτητικών ινών, συνδέεται με αυξημένη αντίσταση στην ινσουλίνη. Αντιθέτως, η αυξημένη κατανάλωση φυτικών ινών, ειδικά μέσω δημητριακών ολικής αλέσεως ή / και υδατανθράκων με χαμηλό γλυκαιμικό δείκτη, είναι επωφελής, αυξάνοντας την παραγωγή λιπαρών οξέων βραχείας αλύσου στο κόλον, που βελτιώνει τον μεταβολισμό των λιπαρών, μειώνει την ηπατική παραγωγή γλυκόζης συμβάλλοντας στον κορεσμό. Επίσης, σε μια διατροφή με βάση τα ζωικά τρόφιμα αυξάνεται ο αριθμός των μικροοργανισμών που αντέχουν στη χολή (Alistipes, Bilophila και Bacteroides) και μειώνεται ο αριθμός των Firmicutes, που μεταβολίζουν τους διαιτητικούς φυτικούς πολυσακχαρίτες, ενώ το μικροβίωμα των ανθρώπων που καταναλώνουν περισσότερες φυτικές ίνες και υδατάνθρακες κυριαρχείται από το γένος Prevotella. (1)

 Μετά την ενθάρρυνση από τα αποτελέσματα σε πειραματόζωα ζώα, αρκετές βραχυχρόνιες τυχαιοποιημένες ελεγχόμενες δοκιμές έδειξαν το πλεονέκτημα της χρήσης πρεβιοτικών ινών και προβιοτικών βακτηρίων σαν μια πιθανή στρατηγική στην πρόληψη και τη θεραπεία του διαβήτη, μέσω της αύξησης της ευαισθησίας στην ινσουλίνη, της μείωσης σε φλεγμονώδεις δείκτες, της αύξησης των μεταγευματικών ιντεγκρινών που επιδρούν στην  βελτίωση της ανοχής στην γλυκόζης.  
 Τα προβιοτικά είναι ζωντανοί μικροοργανισμοί, οι οποίοι, όταν λαμβάνονται σε επαρκείς ποσότητες, μπορούν να ασκήσουν συγκεκριμένα οφέλη στην υγεία μας, ενώ οι πρεβιοτικές ίνες είναι συστατικά της διατροφής που χρησιμοποιούνται ως πηγή ενέργειας για τα βακτήρια του εντέρου μας. Σε πολλές διαφορετικές μελέτες έχει αποδειχθεί ότι η χορήγηση προβιοτικών με στελέχη των Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. lactis, Bifidobacterium bifidum, B. Infantis κ.α. μειώνουν τα επίπεδα ινσουλίνης, την αντίσταση στην ινσουλίνη, τη γλυκόζη νηστείας και το επίπεδο της γλυκοζιωμένης αιμοσφαιρίνης (HbA1c) σε σύγκριση με το εικονικό φάρμακο. Η αποτελεσματικότητα αυτή έχει συνδεθεί με μεταβολή στο εντερικό περιβάλλον, με μείωση της διαπερατότητας του εντέρου, με την αποτροπή της μετατόπισης των βακτηριακών ουσιών στη συστηματική κυκλοφορία, με αυξημένη έκκριση ινκρετινών, καθώς και με την αυξημένη παραγωγή λιπαρών οξέων βραχέας αλύσου. (1) Επιπλέον, η χορήγηση σχετίζεται με αντιοξειδωτικά, αντιφλεγμονώδη και ανοσορυθμιστικά αποτελέσματα, που αναφέρεται ότι εμπλέκονται στον ρυθμιστικό μηχανισμό, προλαμβάνοντας την εξέλιξη του διαβήτη μέσω της μείωσης στην διήθηση του λιπώδους ιστού από ενεργοποιημένα μακροφάγα και με μείωση της λιποτοξικότητας τον σκελετικό μυ, ο οποίος αποτελεί σημαντικό παράγοντα ινσουλινοαντίστασης. (1) Ακόμα, η χορήγηση προβιοτικών, εκτός από την βελτίωση στον γλυκαιμικό έλεγχο, φαίνεται να βελτιώνει επίσης ορισμένους παράγοντες κινδύνου όπως το οξειδωτικό στρες και την δυσλιπιδαιμία σε διαβητικούς ασθενείς. (1)

Οι αντιδιαβητικές επιδράσεις των προβιοτικών, όπως του στελέχους L. casei CCFM419, γενετικώς τροποποιημένο για να παράγει ινγκρετίνη (GLP-1), έχουν εκτεταμένα μελετηθεί και αποδειχθεί σε μελέτες σε ζώα με βελτιωμένη ανοχή στην γλυκόζη και αποτελέσματα συγκρίσιμα της θεραπείας με πιογλιταζόνη, στις τιμές της γλυκόζης, στο επίπεδο ινσουλίνης νηστείας και στην ευαισθησία στην ινσουλίνη (HOMA-IR).  Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η χορήγηση από το στόμα του L. casei CCFM419 θα μπορούσε να καθυστερήσει την έναρξη της υπεργλυκαιμίας και να βελτιώσει την εξασθενημένη ανοχή στη γλυκόζη. (1)

Ανάλογα ενθαρρυντικά αποτελέσματα υπάρχουν για την χορήγηση προβιοτικού γιαουρτιού ή ζυμωμένου γάλακτος.  Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι τα άτομα που ανταποκρίθηκαν με βελτιωμένη ευαισθησία στην ινσουλίνη παρουσίασαν υψηλότερη μικροβιακή ποικιλομορφία κατά την έναρξη. (1)

Τέλος, μελέτη έδειξε ότι και η μετφορμίνη, η θεραπεία πρώτης γραμμής για το σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2, σε αντίθεση με τον περιορισμό θερμίδων, είχε ισχυρό αντίκτυπο στη μικροβιακή σύνθεση σε άτομα με νεοδιαγνωσμένο διαβήτη. Οι μεταβολές αυτές, συνοδεύονταν από βελτίωση των τιμών της γλυκοζιωμένης αιμοσφαιρίνης ( HbA1c )και της γλυκόζης νηστείας, υποδηλώνοντας ότι η αντιδιαβητική επίδραση της μετφορμίνης οφείλεται εν μέρει και σε τροποποίηση της σύνθεσης της μικροβιακής χλωρίδας στον διαβητικό ασθενή. (1)

Η ανακάλυψη των διαφορών στη σύνθεση του μικροβιώματος στην παχυσαρκία και στο σακχαρώδη διαβήτη ήταν ένα κρίσιμο βήμα. Η πιθανή ασυμφωνία μεταξύ των αποτελεσμάτων των μελετών ερμηνεύεται από το γεγονός ότι οι περισσότερες κλινικές δοκιμές χαρακτηρίζονται από σημαντική ετερογένεια και επομένως αυτό θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στις μελλοντικές μελέτες. Ενώ οι μέχρι τώρα μελέτες και τα βραχυπρόθεσμα πειράματα, κυρίως σε πειραματόζωα, παρείχαν σημαντικές πληροφορίες για τον ρόλο του μικροβιώματος στο μεταβολικό σύνδρομο, απαιτούνται πρόσθετες προσεγγίσεις για να εκτιμηθεί η φύση της σύνθετης αλληλεπίδρασης στην ρύθμιση του μεταβολισμού και στην περιφερική και ηπατική αντίσταση στην ινσουλίνη, καθώς και για να διαπιστωθεί κατά πόσον οι μεταβολές στη σύνθεση της μικροχλωρίδας στο σακχαρώδη διαβήτη είναι συνέπεια μεταβολής στην κινητικότητα του εντέρου, της διατροφής, της φαρμακευτικής αγωγής ή της βακτηριακής υπερανάπτυξης.
Βιβλιογραφία:
1.       Silke Crommen and Marie-Christine Simon Review Microbial Regulation of Glucose Metabolism and Insulin Resistance Genes 2018, 9(1), 10; doi:10.3390/genes9010010
2.       Pothuraju R1, Sharma RK2.Interplay of Gut microbiota, Probiotics in obesity: A review. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2018 Jan 30. doi: 10.2174/1871530318666180131092203. [Epub ahead of print]
3.       Ramesh Pothuraju*, Raj Kumar Sharma. Interplay of Gut Microbiota, Probiotics in Obesity: A Review Journal Name: Endocrine, Metabolic & Immune Disorders - Drug Targets Volume 18 , 2018 DOI : 10.2174/1871530318666180131092203
4.       Obesity, Diabetes, and Gut Microbiota The hygiene hypothesis expanded? Giovanni Musso, MD, Roberto Gambino, PHD, and Maurizio Cassader, PHD Diabetes Care. 2010 Oct; 33(10): 2277–2284.doi:  10.2337/dc10-0556PMCID: PMC2945175
5.       Herbert Tilg, Alexander R Moschen Microbiota and diabetes: an evolving relationship Recent advances in basic science