Перспективы фармакотерапии сахарного диабета с применением коррекции микробиоты желудочно-кишечного тракта
- Авторы: Нургалеева Е.А.1, Линецкая О.И.1, Левина Я.В.2, Нуруллина Т.Н.2, Рогова Н.В.2
-
Учреждения:
- Башкирский государственный медицинский университет
- Волгоградский государственный медицинский университет
- Выпуск: Том 20, № 2 (2023)
- Страницы: 157-160
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journals.rcsi.science/1994-9480/article/view/143354
- DOI: https://doi.org/10.19163/1994-9480-2023-20-2-157-160
- ID: 143354
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В статье предлагаются новые стратегии лечения сахарного диабета, ассоциированного с ожирением. Цель работы – изучить влияние высокоуглеводного типа питания на качественный и количественный состав микробиоты толстого кишечника и кала крыс и возможности коррекции микробиома пробиотическим препаратом «Нормобакт». По результатам работы микрофлора кишечника предложена как потенциальная эффективная терапевтическая мишень для улучшения результатов лечения сахарного диабета и ожирения.
Ключевые слова
Полный текст
Сахарный диабет (СД) – социально значимое заболевание с пандемическими темпами роста распространенности. По актуальным данным International Diabetes Federation количество пациентов с СД достигает 463 млн человек [1]. В Российской Федерации (РФ), как и во всем мире, продолжается рост распространенности и заболеваемости СД. Общая численность пациентов с СД в РФ, состоящих на диспансерном учете, на 01.01.2021 г., по данным Федерального регистра СД (ФРСД) [2], составляет 4 799 552 человека (3,23 % населения РФ), из них большая часть приходится на СД 2 – 92,5 % (4,43 млн человек).
Одним из серьезных сопутствующих состояний на фоне СД является ожирение. Ожирение можно рассматривать, с одной стороны, как фактор риска развития СД, с другой – как тяжелое самостоятельное заболевание, которое отягощает течение СД, приводя еще к большим показателям инвалидности и летальности среди таких пациентов. Высокая распространенность ожирения не только среди взрослого населения, но и среди подростков, является одной из важнейших проблем общественного здравоохранения в развитых и развивающихся странах [3]. По новейшим данным, ожирение и избыточная масса тела во всем мире ежегодно становятся причиной более 1,3 млн летальных исходов [4].
В настоящее время большой интерес в качестве одного из крупных звеньев патогенетических изменений при СД, ассоциированного с ожирением, вызывает наименее изученный – микробиота кишечника человека. По результатам крупного исследования MGWAS установлено, что у пациентов с СД и ожирением выявлены нарушения в количественном соотношении двух основных видов бактерий – Firmicutes и Bacteroidetes, которые преобладают в составе кишечной микробиоты здорового человека. В свою очередь изменение состава микрофлоры кишечника являются потенциальными триггерами ожирения [5], так формируется порочный круг. Известно, что микробиота может влиять на инсулинорезистентность [5], что открывает перспективы разработки новых стратегий лечения СД, ассоциированного с ожирением.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить влияние высокоуглеводного типа питания на состав микробиоты толстого кишечника и кала крыс и оценить возможности коррекции микробиоты пробиотическим препаратом «Нормобакт».
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
В эксперименте принимало участие 3 группы лабораторных крыс линии Вистар, в каждой группе содержалось по 10 крыс. В группе 1 получали пищу с высоким содержанием углеводов, группа 2 – на фоне такого же питания дополнительно получали препарат «Нормобакт», в состав которого входят штаммы живых бактерий Lactobacillus acidophilus LA-5 и Bifidobacter BB-12Y в соотношении 1 : 1, группа 3 (контрольная группа) – находились на сбалансированном типе питания. Исследование проводилось в течение 7 недель до достижения крысами препубертатного периода.
Бактериологические исследования фекалий и тканей толстого кишечника лабораторных животных выполнялись в соответствии с методическими указаниями [6], использовались селективные и дифференциально-диагностические питательные среды: Блаурокка, МРС-4, Сабуро, Вильсон-Блера, желточно-солевой агар (ЖСА). Инкубирование выполнялось при температуре 37 °С длительностью от 24–48 ч до 5 суток в зависимости от вида возбудителя. Идентификация микроорганизмов осуществлялась по морфологическим, культуральным, биохимическим свойствам. Количество микроорганизмов в 1 г фекалий и тканей толстого кишечника выражали в КОЕ и обозначали в десятичных логарифмах.
Исследования проводились в соответствии с тре- бованиями правил проведения работ с экспериментальными животными, с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/EEC) и Хельсинкской декларации. Исследование было одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России от 18.10.2017, протокол № 7.
Статистическая обработка проводилась с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0. Рассчитывались медиана (Me), межквартильные интервалы [25 %, 75 %]. Достоверность межгрупповых различий средних величин оценивали, используя U-критерий Манна – Уитни. Критической величиной уровня значимости считали 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В результате исследования микробиомы толстого кишечника крыс в группе 1 было зарегистрировано достоверно низкое содержание Bifidobacterium spp. (p = 0,0235) и достоверно высокое содержание Candida spp. (p = 0,0233). После коррекции препаратом «Нормобакт» достоверно возрастало содержание Bifidobacterium spp. и Lactobacillus spp. (p = 0,0006 и p = 0,0002 соответственно), а грибы рода Candida spp., Staphylococcus spp. и Clostridium spp в микробиоме не определялись (данные представлены в табл.1).
Таблица 1
Состояние микробиоценоза толстого кишечника крыс в экспериментальных и контрольной группах
Микробиота | Группа 1, Lg КОЕ/r | Группа 2, Lg КОЕ/r | Группа 3, Lg КОЕ/r |
Staphylococcus spp. | 2,47 ± 0,14 | 0 | 2,30 ± 0,21 |
Candida spp | 2,90 ± 0,95*^^ | 0^^ | 2,30 ± 0,26* |
Clostridium spp. | 2,00 ± 0,04 | 0 | 2,30 ± 0,22 |
Bifidobacterium spp. | 10,02 ± 0,99*^^^ | 11,00 ±0,52 ^^^ | 10,60 ± 0,41* |
Lactobacillus spp. | 5,33 ± 0,94^^^ | 6,95 ± 0,69 ^^^ | 10,60 ± 0,41 |
* р ≤ 0,05; ^ р ≤ 0,05; ^^ р ≤ 0,01; ^^^ р ≤ 0,001.
В результате исследования микробиоты кала крыс в группе 1 было также зарегистрировано достоверно высокое содержание Candida spp. (p = 0,0493) и достоверно низкое содержание Bifidobacterium spp. (p = 0,0233) и Lactobacillus spp. (p = 0,0376). После коррекции препаратом «Нормобакт» достоверно возрастало содержание Bifidobacterium spp. и Lactobacillus spp. (p = 0,0233 и p = 0,0001 соответственно), а грибы рода Candida spp. не определялись (табл. 2).
Таблица 2
Состояние микробиоты кала крыс в экспериментальных и контрольной группах
Микробиота | Группа 1, Lg КОЕ/r | Группа 2, Lg КОЕ/r | Группа 3, Lg КОЕ/r |
Staphylococcus spp. | 2,30 ± 0,04 | 0 | 2,30 ± 0,15 |
Candida spp | 3,79 ± 0,92*^^ | 0^^ | 3,32 ± 0,19* |
Clostridium spp. | 2,30 ± 0,25 | 0 | 2,47 ± 0,30 |
Bifidobacterium spp. | 10,60 ± 1,11^ | 11,00 ± 0,96 ^ | 11,00 ± 0,18 |
Lactobacillus spp. | 5,07 ± 1,04*^^ | 6,95 ± 0,58^^ | 7,60 ± 0,27* |
* р ≤ 0,05; ^ р ≤ 0,05; ^^ р ≤ 0,01.
Применение высокоуглеводной диеты способствовало дисбалансу со стороны микробиома, а именно – росту грибов рода Candida spp. и снижало численность Bifidobacterium spp. в толстом кишечнике и кале в сравнении с контрольной группой крыс, которые находились на сбалансированном питании.
Полученные результаты согласуются и с рядом проведенных исследований [7, 8, 9], которые доказывают дисбаланс микробиома на фоне высокого содержания углеводов в рационе. Для коррекции выявленных изменений, вызванных несбалансированным питанием, был использован препарат «Нормобакт», содержащий в своем составе Lactobacillus acidophilus LA-5 и Bifidobacterium BB-12Y. В результате коррекции в составе микробной популяции толстого кишечника и кала отмечалось достоверное увеличение численности Lactobacillus spp. и Bifidobacterium spp. при одновременном подавлении роста условно-патогенной микрофлоры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Имеются данные о взаимосвязи обменных нарушений и сопутствующем увеличении массы тела с большим количеством углеводов в рационе [10]. Коррекция микробиома, в том числе путем назначения компонентов персонализированных продуктов (пребиотиков, пробиотиков, парапробиотиков, постбиотиков, аутопроби-отиков), может приводить к изменению видового разнообразия, метаболического профиля микробиома кишечника и регуляции обменных процессов [11]. Таким образом, микрофлора кишечника может стать потенциальной эффективной терапевтической мишенью для улучшения результатов лечения СД и ожирения.
Об авторах
Елена Александровна Нургалеева
Башкирский государственный медицинский университет
Email: nurgaleeva@bk.ru
доктор медицинских наук, профессор кафедры патологической физиологии
Россия, УфаОльга Игоревна Линецкая
Башкирский государственный медицинский университет
Email: olineckaya@list.ru
кандидат медицинских наук, ассистент кафедры детских болезней
Россия, УфаЯна Владимировна Левина
Волгоградский государственный медицинский университет
Email: yanalevin@mail.ru
кандидат медицинских наук, доцент кафедры клинической фармакологии и интенсивной терапии
Россия, ВолгоградТатьяна Николаевна Нуруллина
Волгоградский государственный медицинский университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: tata_razdrogina@mail.ru
кандидат медицинских наук, доцент кафедры клинической фармакологии и интенсивной терапии
Россия, ВолгоградНаталия Вячеславовна Рогова
Волгоградский государственный медицинский университет
Email: corfnv1709@hotmail.com
кандидат медицинских наук, профессор, профессор кафедры клинической фармакологии и интенсивной терапии
Россия, ВолгоградСписок литературы
- IDF Diabetes Atlas, 9th edition. Brussels: International Diabetes Federation; 2019. URL: https://www.diabetesatlas.org/en.
- Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К. и др. Эпидемиологические характеристики сахарного диабета в Российской Федерации: клинико-статистический анализ по данным Федерального регистра сахарного диабета на 01.01.2021. Сахарный диабет. 2021;24(3):204–221. doi: 10.14341/DM12759.
- Линецкая О.И., Нургалеева Е.А., Эткина Э.И. Динамика биохимических параметров крови крыс препубертатного возраста на фоне углеводного типа питания с дополнительной коррекцией микробиома желудочно-кишечного тракта биотиком. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2018;6(3):366–373. doi: 10.23888/HMJ201863366-373.
- World Health Organization. URL: https://www.Who.int.
- Hartstra A.V., Bouter K.E., Bäckhed F. et al Insights into the role of the microbiome in obesity and type 2 diabetes. Diabetes Care. 2015;38(1):159–165. doi: 10.2337/dc14-0769.
- Бактериологическая диагностика дисбактериоза кишечника: метод. рекомендации. Сост. Р.В. Эпштейн-Литвак, Ф.Л. Вильшанская. М., 1977. 20 с.
- Berg A.M., Kelly C.P., Farraye F.A. Clostridium difficile infection in the inflammatory bowel disease patient. Inflammatory Bowel Diseases. 2013;19(1):194–204. doi: 10.1002/ibd.22964.
- Ting S.Y., Ishola O.A., Ahmed M.A. et al. Metabolic adaptation via regulated enzyme degradation in the pathogenic yeast Candida albicans. Journal of Medical Mycology. 2017;27(1):98–108.
- De Filippo C., Cavalieri D., Di Paola M. et al. Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe and rural. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2010;107(33):14691–14696. doi: 10.1073/pnas. 1005963107.
- Маевская М.В., Маевский Р.М. Еда как образ жизни. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2016;26(5):104–115.
- Малаева Е.Г., Стома И.О. Возможности и перспективы модификации кишечного микробиома. Архивъ внутренней медицины. 2022;12(5):341–351. doi: 10.20514/ 2226-6704-2022-12-5-341-351.
