Оценка микробиоты у больных сахарным диабетом 2-го типа и неалкогольной жировой болезнью печени
Шинкин М.В., Звенигородская Л.А., Бирюкова Е.В., Михеева О.М., Сильверстова С.Ю. Оценка микробиоты у больных сахарным диабетом 2-го типа и неалкогольной жировой болезнью печени. FOCUS Эндокринология. 2021; 3: 10–15. DOI: 10.47407/ef2021.2.3.0029
Shinkin M.V., Zvenigorodskaya L.A., Biryukova E.V., Mikheeva O.M., Silvestrova S.Yu. Evaluation of the microbiota in patients with type 2 diabetes mellitus and non-alcoholic fatty liver disease. FOCUS Endocrinology. 2021; 3: 10–15. DOI: 10.47407/ef2021.2.3.0029
Сахарный диабет (СД) является основой полиморбидности. Данное заболевание ассоциируется с различными осложнениями, прежде всего микро- и макрососудистыми, что нередко становится причиной инвалидизации и смерти больных. СД ассоциируется с повышенным рис-ком развития некоторых видов рака. СД также обусловливает тяжелое течение и прогрессирование неалкогольной жировой болезни печени, которая остается недооцененной клинической проблемой. Данная патология, как правило, диагностируется при выраженных клинико-функциональных нарушениях и развитии неалкогольного стеатогепатита и цирроза печени. Дефицит желчных кислот может приводить к синдрому избыточного бактериального роста, эндотоксин-опосредованному хроническому воспалению. Нарушение метаболической активности желчных кислот также играет важную роль в патогенезе неалкогольной жировой болезни печени, которая является основной причиной неэффективности лечения многих метаболических болезней, в том числе СД 2-го типа. Кишечный микробиом может взаимодействовать с пищевыми компонентами, влияя на чувствительность организма к инсулину, кишечную проницаемость, глюкозу и жировой обмен. Ожирение и СД 2-го типа часто характеризуются изменением микрофлоры кишечника, воспалением и нарушением кишечного барьера. Так, у пациентов с СД 2-го типа наблюдается возрастание количества сульфатредуцирующих бактерий и снижение численности Аkkermansia muciniphila – бактерий слизистой, которые участвуют в барьерной функции кишечника. Уменьшение количества бутират-продуцирующих бактерий может быть причиной нарушения метаболизма глюкозы.
Ключевые слова: сахарный диабет 2-го типа, микробиота, короткоцепочечные жирные кислоты, неалкогольная жировая болезнь печени.
Ключевые слова: сахарный диабет 2-го типа, микробиота, короткоцепочечные жирные кислоты, неалкогольная жировая болезнь печени.
1. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным са-харным диабетом. Под редакцией И.И. Дедова, М.В. Шестаковой, А.Ю. Майорова. 9-й выпуск (дополненный). Сахарный диабет. 2019; 22 (S1): 1–212. DOI: 10.14341/DM221S1
[Standards of specialized diabetes care. Edited by I.I. Dedov, M.V. Shes-takova, A.Yu. Mayorov. 9th Edition (revised). Diabetes mellitus. 2019; 22 (S1): 1–212. DOI: 10.14341/DM221S1 (in Russian)].
2. International Diabetes Federation. Diabetes Atlas. 9th ed., 2019.
3. Giovannucci E, Harlan DM, Archer MC et al. Diabetes and cancer: a consen-sus report. Diabetes Care 2010; 33 (7): 1674–685.
4. Garber AJ, Abrahamson MJ, Barzilay JI et al. Consensus Statement by the American Association of Clinical Endocrinologists and American College of Endocrinology on the Comprehensive Type 2 Diabetes Management Algo-rithm – 2017 Executive Summary. Endocr Pract 2017; 23 (2): 207–38.
5. American Diabetes Association. Standards of medical care in diabetes –2017. Diabetes Care 2017; 40 (Suppl. 1): S1–135.
6. Данковцева Е.Н., Затейщиков Д.А. Биомаркеры в кардиологии: Липо-протеинассоциированная фосфолипаза А2. Фарматека. 2007; 15: 22–8.
[Dankovtseva E.N., Zateishchikov D.A. Biomarkery v kardiologii: Lipopro-teinassotsiirovannaia fosfolipaza A2. Farmateka. 2007; 15: 22–8 (in Rus-sian)].
7. Xiu-hong L, Ming-tong X, Jv-ying T et al. Effect of intensive insulin treatment on plasma levels of lipoprotein-associated phospholipase A 2 and secretory phospholipase A 2 in patients with newly diagnosed type 2 diabetes. Lipids Health Disease 2016; 15 (1). DOI:10.1186/s12944-016-0368-3
8. Minjoo K, Gayoung S, Miso K et al. Replacing carbohydrate with protein and fat in prediabetes or type-2 diabetes: greater effect on metabolites in PBMC than plasma. Nutr Metabol 2016; 13: 3. DOI: 10.1186/s12986-016-0063-4
9. Acevedo M, Varleta P, Kramer V et al. Comparison of Lipoprotein-Associated Phospholipase A2 and High Sensitive C-Reactive Protein as Determinants of Metabolic Syndrome in Subjects without Coronary Heart Disease: In Search of the Best Predictor. Int J Endocrinol 2015; 2015: 934681. DOI: 10.1155/2015/934681
10. Canning P, Bridget-Ann K, Prise V et al. Lipoprotein-associated phospholi-pase A 2 (Lp-PLA 2) as a therapeutic target to prevent retinal vasoperme-ability during diabetes. Proc Natl Acad Sci USA 2016; 113 (26): 7213–8. DOI: 10.1073/pnas.1514213113
11. Ардатская М.Д., Бельмер С.В., Добрица В.П. и др. Дисбиоз (дисбакте-риоз) кишечника: современное состояние проблемы, комплексная ди-агностика и лечебная коррекция. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2015; 5: 13–50.
[Ardatskaia M.D., Bel'mer S.V., Dobritsa V.P. et al. Disbioz (disbakterioz) kishechnika: sovremennoe sostoianie problemy, kompleksnaia diagnostika i lechebnaia korrektsiia. Eksperimental'naia i klinicheskaia gastroen-terologiia. 2015; 5: 13–50 (in Russian)].
12. Роль микробиоты в развитии сахарного диабета 2-го типа и ожире-ния, а также возможные пути коррекции. Эффективная фармакоте-рапия. Эндокринология. 2019; 15 (22): 64–70.
[Rol' mikrobioty v razvitii sakharnogo diabeta 2-go tipa i ozhireniia, a takzhe vozmozhnye puti korrektsii. Effektivnaia farmakoterapiia. Endokri-nologiia. 2019; 15 (22): 64–70 (in Russian)].
13. Martínez I, Muller CE, Walter J. Long-term temporal analysis of the human fecal microbiota revealed a stable core of dominant bacterial species. PLoS One 2013; 8 (7). ID e69621.
14. Turnbaugh PJ, Hamady M, Yatsunenko T et al. A core gut microbiome in obese and lean twins. Nature 2009; 457 (7228): 480–4.
15. Qin J, Li R, Raes J et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature 2010; 464 (7285): 59–65.
16. Rey FE, Faith JJ, Bain J et al. Dissecting the in vivo metabolic potential of two human gut acetogens. J Biol Chem 2010; 285 (29): 22082–90.
17. Hartstra AV, Bouter KE, Bäckhed F, Nieuwdorp M. Insights into the role of the microbiome in obesity and type 2 diabetes. Diabetes Care 2015; 38 (1): 159–65.
18. Kahn SE, Cooper ME, Del Prato S. Pathophysiology and treatment of type 2 diabetes: perspectives on the past, present, and future. Lancet 2014; 383 (9922): 1068–83.
19. Delzenne NM, Cani PD, Everard A et al. Gut microorganisms as promising targets for the management of type 2 diabetes. Diabetologia 2015; 58 (10): 2206–17.
20. Grasset E, Puel A, Charpentier J et al. A specific gut microbiota dysbiosis of type 2 diabetic mice induces glp-1 resistance through an enteric no-depen-dent and gut-brain axis mechanism. Cell Metab 2017; 26 (1): 278.
21. Kahn SE, Cooper ME, Del Prato S. Pathophysiology and treatment of type 2 diabetes: perspectives on the past, present, and future. Lancet 2014; 383 (9922): 1068–83.
22. Allin KH, Nielsen T, Pedersen O. Mechanisms in endocrinology: gut micro-biota in patients with type 2 diabetes mellitus. Eur J Endocrinol 2015; 172 (4): R167–R177.
23. Gao Z, Yin J, Zhang J et al. Butyrate improves insulin sensitivity and in-creases energy expenditure in mice. Diabetes 2009; 58 (6): 1509–17.
24. Lin HV, Frassetto A, Edward J et al. Butyrate and propionate protect against diet-induced obesity and regulate gut hormones via free fatty acid receptor
3- independent mechanisms. PLoS One 2012; 7 (4): e35240.
25. Besten DG, Bleeker A, Gerding A et al. Short-chain fatty acids protect against high-fat diet-induced obesity via a PPARgamma-dependent switch from lipogenesis to fat oxidation. Diabetes 2015; 68 (4): 2398–408.
26. Масляная кислота и инулин в клинической практике: теоретические аспекты и возможности клинического применения. Под ред. М.Д. Ар-датской. М.: Прима-принт, 2016.
[Maslianaia kislota i inulin v klinicheskoi praktike: teoreticheskie aspekty i vozmozhnosti klinicheskogo primeneniia. Ed. M.D. Ardatskaia. Moscow: Prima-print, 2016 (in Russian)].
27. Guilloteau P, Martin L, Eeckhaut V et al. From the gut to the peripheral tis-sues: the multiple effects of butyrate. Nutr Res Rev 2010; 23 (2): 366–84.
28. Li W-Z, Stirling K, Yang J-J, Zhang L. Gut microbiota and diabetes: From corre-lation to causality and mechanism. World J Diabetes 2020; 11 (7): 293–308.
29. Kimura I, Ozawa K, Inoue D et al. The gut microbiota suppresses insulin-me-diated fat accumulation via the short-chain fatty acid receptor GPR43. Nat Commun 2013; 4. ID 1829.
30. Звенигородская Л.А., Шинкин М.В., Мкртумян А.М. и др. Роль печени и микрофлоры желудочно-кишечного тракта в патогенезе сахарного диабета 2-го типа и ожирения. Эффективная фармакотерапия. 2020; 16 (36): 32–42. DOI: 10.33978/2307-3586-2020-16-36-32-42
[Zvenigorodskaia L.A., Shinkin M.V., Mkrtumian A.M. et al. Rol' pecheni i mikroflory zheludochno-kishechnogo trakta v patogeneze sakharnogo dia-beta 2-go tipa i ozhireniia. Effektivnaia farmakoterapiia. 2020; 16 (36): 32–42. DOI 10.33978/2307-3586-2020-16-36-32-42 (in Russian)].
31. Eckburg PB, Bik EM, Bernstein CN et al. Diversity of the human intestinal microbial flora. Science 2005; 308 (5728): 1635–8.
32. Tamanai-Shacoori Z, Smida I, Bousarghin L et al. Roseburia spp.: a marker of health? Future Microbiol 2017; 12: 157–70.
33. Звенигородская Л.А., Хомерики С.Г., Лычкова А.Э. Перспективные ме-тоды лечения дислипидемии у больных с НАЖБП. Клиническая фар-макология. 2019; 163 (3): 81–8.
[Zvenigorodskaia L.A., Khomeriki S.G., Lychkova A.E. Perspektivnye metody lecheniia dislipidemii u bol'nykh s NAZhBP. Klinicheskaia farmakologiia. 2019; 163 (3): 81–8 (in Russian)].
34. Venneman NG, van Erpecum KJ. Pathogenesis of gallstones. Gastroenterol Clin North Am 2010; 39 (2): 171–83.
35. Овсянникова О.Н., Звенигородская Л.А., Ильченко А.А. и др. Медикаментоз-ная коррекция атерогенных дислипидемий у пожилых с ИБС и холесте-розом желчного пузыря. Клиническая геронтология. 2006; 12 (1): 12–5. [Ovsiannikova O.N., Zvenigorodskaia L.A., Il'chenko A.A. et al. Medikamentoznaia korrektsiia aterogennykh dislipidemii u pozhilykh s IBS i kholesterozom zhelchnogo puzyria. Klinicheskaia gerontologiia. 2006; 12 (1): 12–5 (in Russian)].
[Standards of specialized diabetes care. Edited by I.I. Dedov, M.V. Shes-takova, A.Yu. Mayorov. 9th Edition (revised). Diabetes mellitus. 2019; 22 (S1): 1–212. DOI: 10.14341/DM221S1 (in Russian)].
2. International Diabetes Federation. Diabetes Atlas. 9th ed., 2019.
3. Giovannucci E, Harlan DM, Archer MC et al. Diabetes and cancer: a consen-sus report. Diabetes Care 2010; 33 (7): 1674–685.
4. Garber AJ, Abrahamson MJ, Barzilay JI et al. Consensus Statement by the American Association of Clinical Endocrinologists and American College of Endocrinology on the Comprehensive Type 2 Diabetes Management Algo-rithm – 2017 Executive Summary. Endocr Pract 2017; 23 (2): 207–38.
5. American Diabetes Association. Standards of medical care in diabetes –2017. Diabetes Care 2017; 40 (Suppl. 1): S1–135.
6. Данковцева Е.Н., Затейщиков Д.А. Биомаркеры в кардиологии: Липо-протеинассоциированная фосфолипаза А2. Фарматека. 2007; 15: 22–8.
[Dankovtseva E.N., Zateishchikov D.A. Biomarkery v kardiologii: Lipopro-teinassotsiirovannaia fosfolipaza A2. Farmateka. 2007; 15: 22–8 (in Rus-sian)].
7. Xiu-hong L, Ming-tong X, Jv-ying T et al. Effect of intensive insulin treatment on plasma levels of lipoprotein-associated phospholipase A 2 and secretory phospholipase A 2 in patients with newly diagnosed type 2 diabetes. Lipids Health Disease 2016; 15 (1). DOI:10.1186/s12944-016-0368-3
8. Minjoo K, Gayoung S, Miso K et al. Replacing carbohydrate with protein and fat in prediabetes or type-2 diabetes: greater effect on metabolites in PBMC than plasma. Nutr Metabol 2016; 13: 3. DOI: 10.1186/s12986-016-0063-4
9. Acevedo M, Varleta P, Kramer V et al. Comparison of Lipoprotein-Associated Phospholipase A2 and High Sensitive C-Reactive Protein as Determinants of Metabolic Syndrome in Subjects without Coronary Heart Disease: In Search of the Best Predictor. Int J Endocrinol 2015; 2015: 934681. DOI: 10.1155/2015/934681
10. Canning P, Bridget-Ann K, Prise V et al. Lipoprotein-associated phospholi-pase A 2 (Lp-PLA 2) as a therapeutic target to prevent retinal vasoperme-ability during diabetes. Proc Natl Acad Sci USA 2016; 113 (26): 7213–8. DOI: 10.1073/pnas.1514213113
11. Ардатская М.Д., Бельмер С.В., Добрица В.П. и др. Дисбиоз (дисбакте-риоз) кишечника: современное состояние проблемы, комплексная ди-агностика и лечебная коррекция. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2015; 5: 13–50.
[Ardatskaia M.D., Bel'mer S.V., Dobritsa V.P. et al. Disbioz (disbakterioz) kishechnika: sovremennoe sostoianie problemy, kompleksnaia diagnostika i lechebnaia korrektsiia. Eksperimental'naia i klinicheskaia gastroen-terologiia. 2015; 5: 13–50 (in Russian)].
12. Роль микробиоты в развитии сахарного диабета 2-го типа и ожире-ния, а также возможные пути коррекции. Эффективная фармакоте-рапия. Эндокринология. 2019; 15 (22): 64–70.
[Rol' mikrobioty v razvitii sakharnogo diabeta 2-go tipa i ozhireniia, a takzhe vozmozhnye puti korrektsii. Effektivnaia farmakoterapiia. Endokri-nologiia. 2019; 15 (22): 64–70 (in Russian)].
13. Martínez I, Muller CE, Walter J. Long-term temporal analysis of the human fecal microbiota revealed a stable core of dominant bacterial species. PLoS One 2013; 8 (7). ID e69621.
14. Turnbaugh PJ, Hamady M, Yatsunenko T et al. A core gut microbiome in obese and lean twins. Nature 2009; 457 (7228): 480–4.
15. Qin J, Li R, Raes J et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature 2010; 464 (7285): 59–65.
16. Rey FE, Faith JJ, Bain J et al. Dissecting the in vivo metabolic potential of two human gut acetogens. J Biol Chem 2010; 285 (29): 22082–90.
17. Hartstra AV, Bouter KE, Bäckhed F, Nieuwdorp M. Insights into the role of the microbiome in obesity and type 2 diabetes. Diabetes Care 2015; 38 (1): 159–65.
18. Kahn SE, Cooper ME, Del Prato S. Pathophysiology and treatment of type 2 diabetes: perspectives on the past, present, and future. Lancet 2014; 383 (9922): 1068–83.
19. Delzenne NM, Cani PD, Everard A et al. Gut microorganisms as promising targets for the management of type 2 diabetes. Diabetologia 2015; 58 (10): 2206–17.
20. Grasset E, Puel A, Charpentier J et al. A specific gut microbiota dysbiosis of type 2 diabetic mice induces glp-1 resistance through an enteric no-depen-dent and gut-brain axis mechanism. Cell Metab 2017; 26 (1): 278.
21. Kahn SE, Cooper ME, Del Prato S. Pathophysiology and treatment of type 2 diabetes: perspectives on the past, present, and future. Lancet 2014; 383 (9922): 1068–83.
22. Allin KH, Nielsen T, Pedersen O. Mechanisms in endocrinology: gut micro-biota in patients with type 2 diabetes mellitus. Eur J Endocrinol 2015; 172 (4): R167–R177.
23. Gao Z, Yin J, Zhang J et al. Butyrate improves insulin sensitivity and in-creases energy expenditure in mice. Diabetes 2009; 58 (6): 1509–17.
24. Lin HV, Frassetto A, Edward J et al. Butyrate and propionate protect against diet-induced obesity and regulate gut hormones via free fatty acid receptor
3- independent mechanisms. PLoS One 2012; 7 (4): e35240.
25. Besten DG, Bleeker A, Gerding A et al. Short-chain fatty acids protect against high-fat diet-induced obesity via a PPARgamma-dependent switch from lipogenesis to fat oxidation. Diabetes 2015; 68 (4): 2398–408.
26. Масляная кислота и инулин в клинической практике: теоретические аспекты и возможности клинического применения. Под ред. М.Д. Ар-датской. М.: Прима-принт, 2016.
[Maslianaia kislota i inulin v klinicheskoi praktike: teoreticheskie aspekty i vozmozhnosti klinicheskogo primeneniia. Ed. M.D. Ardatskaia. Moscow: Prima-print, 2016 (in Russian)].
27. Guilloteau P, Martin L, Eeckhaut V et al. From the gut to the peripheral tis-sues: the multiple effects of butyrate. Nutr Res Rev 2010; 23 (2): 366–84.
28. Li W-Z, Stirling K, Yang J-J, Zhang L. Gut microbiota and diabetes: From corre-lation to causality and mechanism. World J Diabetes 2020; 11 (7): 293–308.
29. Kimura I, Ozawa K, Inoue D et al. The gut microbiota suppresses insulin-me-diated fat accumulation via the short-chain fatty acid receptor GPR43. Nat Commun 2013; 4. ID 1829.
30. Звенигородская Л.А., Шинкин М.В., Мкртумян А.М. и др. Роль печени и микрофлоры желудочно-кишечного тракта в патогенезе сахарного диабета 2-го типа и ожирения. Эффективная фармакотерапия. 2020; 16 (36): 32–42. DOI: 10.33978/2307-3586-2020-16-36-32-42
[Zvenigorodskaia L.A., Shinkin M.V., Mkrtumian A.M. et al. Rol' pecheni i mikroflory zheludochno-kishechnogo trakta v patogeneze sakharnogo dia-beta 2-go tipa i ozhireniia. Effektivnaia farmakoterapiia. 2020; 16 (36): 32–42. DOI 10.33978/2307-3586-2020-16-36-32-42 (in Russian)].
31. Eckburg PB, Bik EM, Bernstein CN et al. Diversity of the human intestinal microbial flora. Science 2005; 308 (5728): 1635–8.
32. Tamanai-Shacoori Z, Smida I, Bousarghin L et al. Roseburia spp.: a marker of health? Future Microbiol 2017; 12: 157–70.
33. Звенигородская Л.А., Хомерики С.Г., Лычкова А.Э. Перспективные ме-тоды лечения дислипидемии у больных с НАЖБП. Клиническая фар-макология. 2019; 163 (3): 81–8.
[Zvenigorodskaia L.A., Khomeriki S.G., Lychkova A.E. Perspektivnye metody lecheniia dislipidemii u bol'nykh s NAZhBP. Klinicheskaia farmakologiia. 2019; 163 (3): 81–8 (in Russian)].
34. Venneman NG, van Erpecum KJ. Pathogenesis of gallstones. Gastroenterol Clin North Am 2010; 39 (2): 171–83.
35. Овсянникова О.Н., Звенигородская Л.А., Ильченко А.А. и др. Медикаментоз-ная коррекция атерогенных дислипидемий у пожилых с ИБС и холесте-розом желчного пузыря. Клиническая геронтология. 2006; 12 (1): 12–5. [Ovsiannikova O.N., Zvenigorodskaia L.A., Il'chenko A.A. et al. Medikamentoznaia korrektsiia aterogennykh dislipidemii u pozhilykh s IBS i kholesterozom zhelchnogo puzyria. Klinicheskaia gerontologiia. 2006; 12 (1): 12–5 (in Russian)].