Összefüggéseket tártak fel a bélmikrobiom és a 2-es típusú cukorbetegség között

A 2-es típusú cukorbetegség (T2DM; type 2 diabetes mellitus) globális prevalenciája egyre növekszik, és patofiziológiájának megértése a korai egyszerű modellek helyett mára tizenegy útvonalra bővült, amelyekben a bélmikrobiomot most már kulcsfontosságú tényezőként ismerik el. A szekvenálási technológiák fejlődése kimutatta a bélmikrobiomnak az anyagcserére és a T2DM kialakulásának kockázatára gyakorolt hatását. Az iparosodás, a gyógyszerhasználat és a nyugati életmód egyaránt csökkentette a béltraktus mikrobiális diverzitását, ami valószínűleg kulcsfaktor a T2DM prevalenciájának növekedésében. A diverzitás csökkenését többek között olyan kulcsfontosságú baktériumfajok elvesztése jellemzi, ami később hozzájárulhat a krónikus gyulladás és a T2DM kialakulásához, bár az ok-okozati összefüggés precíz bizonyítása még mindig várat magára.

A most közölt review keretében a kutatók összegezték a bél homeosztázisára vonatkozó jelenlegi bizonyítékokat, a bélmikrobiomnak a cukorbetegség patogenezisében betöltött szerepét, kölcsönhatását a cukorbetegség kezelésére alkalmazott gyógyszerekkel, valamint a cukorbetegség lehetséges mikrobiom-központú terápiáit.

T2DM-ben szenvedő betegeknél a bélmikrobiom összetétele gyakran eltolódik a fakultatív anaerob baktériumok számának növekedése, a diverzitás csökkenése és a jótékony obligát anaerob baktériumok számának mérséklődése felé – ez az állapot diszbiózisként ismert. A diszbiózis azonban nem minden betegnél egységes, hanem jelentősen változik olyan tényezők következtében, mint az étrend, a gyógyszeres kezelés és az immunrendszer állapota, amelyek különböző módon járulhatnak hozzá a betegség progressziójához. A bél homeosztázisának fenntartása - amelyet egészséges mikrobiális közösség, erős bélgát (barrier) és megfelelő immunválasz jellemez - döntő fontosságú a metabolikus betegségek megelőzésében.

A bélben található mikrobák olyan kulcsfontosságú metabolitokat termelnek, mint a rövid szénláncú zsírsavak (SCFA-k) és az epesavak, amelyek létfontosságúak a gazdaszervezet egészsége szempontjából, és termelésük zavara összefügg a cukorbetegséggel. Ezért a diszbiózis kezelése és a bélhomeosztázis elősegítése többet jelent a mikrobiális összetétel megváltoztatásánál; holisztikus megközelítést igényel, amely figyelembe veszi a beteg étrendjét, életmódját és immunrendszerének állapotát. Bizonyítékok arra utalnak, hogy a T2DM-betegek bélmikrobiomja gyakran mutat elváltozást, de a T2DM a bélmikrobiom napi oszcillációjának zavaraival is összefügg, ami szintén hozzájárulhat az anyagcserezavarok kialakulásához. A székletmintákra való támaszkodás azonban a legtöbb vizsgálatban korlátokat jelent, mivel ezek a minták nem feltétlenül rögzítik teljes mértékben a mikrobiális sokféleséget a gyomor-bél traktus különböző régióiban., ezért a bél különböző régióiból vett minták elemzése elengedhetetlen ahhoz, hogy jobban megértsük ezeket a dinamikákat.

A bélmikrobiom változásai miatt kialakuló krónikus alacsony fokú gyulladás tovább befolyásolja a gazdaszervezet anyagcseréjét és elősegíti a kórokozók szaporodását. A bélben a mikrobák által termelt metabolitok jelentősen befolyásolják a szisztémás fiziológiát, különösen a májjal való kölcsönhatások révén. A bélmikrobiom 99%-át baktériumok alkotják, amelyek közül körülbelül 30-40 faj a legdominánsabb. A β-sejt-központú modellben a hiperglikémiát a cukorbetegség végső stádiumának tekintik, ami magyarázatot ad a diabétesz különböző szervi és szervrendszeri zavaraira, beleértve az inzulinrezisztenciát (IR) és a szisztémás gyulladást. A bélmikrobiom döntő szerepet játszik ezekben a folyamatokban, befolyásolva a β-sejtek működését, az anyagcserét és a gyulladást olyan kulcsfontosságú mikrobiális metabolitok termelésén keresztül, mint az SCFA-k és az elágazó láncú aminosavak (BCAA-k). Az emelkedett BCAA-k az IR-hez és a T2DM-hez kapcsolódnak, míg az epesavak és más mikrobiális termékek a glükóz- és lipidanyagcserét befolyásolják. A bélbaktériumokból származó lipopoliszacharidok által kiváltott gyulladás súlyosbítja az IR-t és a β-sejtek diszfunkcióját. Ezek a kölcsönhatások rávilágítanak a bélmikrobiomnak a cukorbetegséggel asszociált tényezők összetett hálózatában betöltött szerepére, ami a terápiás beavatkozások kulcsfontosságú célpontjává teszi. Az étrend megváltoztatásával járó kezelés, különösen a magas rosttartalmú étrend bevezetése módosíthatja a bélmikrobiomot, ami a gyulladás csökkentése és a mikrobiális diverzitás fokozása révén potenciálisan javíthatja a cukorbetegség metabolikus kimenetelét.

A bélmikrobiom nemcsak reagál a cukorbetegség kezelésében alkalmazott gyógyszerekre, hanem előre jelzi a gyógyszerek hatékonyságát és mellékhatásait is. A metformin például megváltoztatja a bél mikrobiális összetételét, gazdagítja a hasznos SCFA-kat, növeli az olyan hasznos baktériumok, mint az Akkermansia muciniphila számát, ami segíthet a glükóztolerancia javításában. Teszi mindezt a potenciálisan káros Escherichia fajok növekedése mellett, amelyek viszont gyomor-bélrendszeri panaszok kialakulását eredményezhetik. Más gyógyszerek, például az SGLT-2-gátlók szintén kölcsönhatásba lépnek a mikrobiommal, befolyásolva terápiás eredményeiket. Ezért a kutatók azt javasolják, hogy a bélmikrobiom jellemzőit már a személyre szabott antidiabetikus kezelések meghatározásakor figyelembe kell venni, mivel ezzel optimalizálható a gyógyszer hatása, és minimalizálhatók a mellékhatások is.

Tekintettel a bélmikrobiom T2DM-ben betöltött szerepére, az olyan terápiák, mint a prebiotikumok, probiotikumok, szinbiotikumok alkalmazása, vagy a széklettranszplantáció, szintén ígéretesnek tűnnek. Ezek a megközelítések sem mentesek azonban a kihívásoktól, mivel e terápiák hatékonysága az egyéni mikrobiom összetételétől és az alkalmazott specifikus törzsektől függően nagymértékben változhat.

Összefoglalva, a bélmikrobiom döntő szerepet játszik a T2DM patogenezisében, egyben lehetőséget kínál a személyre szabott kezelési stratégiák kialakításához. A jövőben a mikrobiom egyedi jellemzőinek azonosítása és a beavatkozások finomítása alapvető fontosságú lesz a cukorbetegség személyre szabott orvoslásában.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Gut microbiota plays a crucialrole in type 2 diabetes management

The centralrole of the gutmicrobiota in the pathophysiology and management of type 2 diabetes

Irodalmi hivatkozás:

The centralrole of the gutmicrobiota in the pathophysiology and management of type 2 diabetes. Baars, Daniel P. et al., Cell Host & Microbe, 32(8):1280–1300 (2024), DOI: 10.1016/j.chom.2024.07.017, https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(24)00276-2