Črevný mikrobióm z pohľadu diabetológa

Poruchy rovnováhy mikrobiómu čreva a diabetes mellitus majú síce primárne rôznu patogenézu, ale aj napriek tomu existuje platforma viacerých ich príbuzných sprievodných symptómov a patologických  komplikácií.

Pri diabete sa napr. v rámci gastrointestinálnej autonómnej neuropatie¹  vyskytujú funkčné poruchy ezofágu, atónia žalúdka, atónia žlčníka, diabetická hnačka s vodnatými stolicami s frekvenciou niekedy až 10-30 za 24 hodín² .  Na etiopatogenéze „ diabetických hnačiek“ sa predpokladá popri vegetatívnej neuropatii aj spoluúčasť dysmikróbie pri porušenej črevnej motilite a prípadne aj malabsorpcii žlčových kyselín³.  Naopak, môže sa tiež vyskytnúť atónia hrubého čreva s hypomotilitou a môže vzniknúť až megakolon⁴.

Črevný mikrobióm a jeho vplyv na metabolické funkcie a diabetes

Kardiovaskulárne komplikácie diabetu by boli predmetom rozsiahlej monografie. Avšak, aj pri kardiovaskulárnych ochoreniach  môže hrať rolu črevný mikrobióm⁵.

Mikrobióm má základný vplyv na systémovú imunitu, metabolizmus, a tým aj ďalšie orgánové systémy.  Zdravý črevný mikrobióm  vysokou mierou zodpovedá za celkové zdravie hostiteľa⁵.

Mikrobióm je zapojený do kritických regulačných metabolických dráh inzulínovej signalizácie a glukózovej homeostázy a zvýrazňuje  spojenie medzi diabetom 2. typu a črevným mikrobiómom^6,7.

Medicínske zdroje⁸ uvádzajú, že  je niekoľko mechanizmov, ktoré kladú mikrobióm  do vzťahu k začiatku inzulínovej rezistencie a diabetu 2. typu, vrátane zmien črevnej permeability, endotoxémie, interakcie so žlčovými kyselinami,  zmenami v proporcii hnedého adipózneho tkaniva a s účinkami spojenými s užívaním metformínu.

Účasť črevného mikrobiómu na metabolických funkciách

Črevný mikrobióm sa podieľa na palete rôznych metabolických funkcií ako:

– fermentácia a absorpcia nestrávených karbohydrátov,

– absorpcia elektrolytov a minerálov,

– modulácia črevnej motility,

– mikrobiálne zmeny v čreve, ktoré sa považujú za jednu z potenciálnych príčin obezity⁹.

Zloženie črevného mikrobiómu u diabetikov 2. typu

Aj podľa ďalšieho zdroja¹⁰ črevný mikrobióm ovplyvňuje vývoj a progresiu diabetu 2. typu.  Diabetici 1. aj 2 . typu majú odlišný mikrobióm  v porovnaní s nediabetikmi¹¹.

U diabetikov sa zistil znížený počet baktérií Roseburia a Faecalibacterium produkujúcich butyrát a naopak, zvýšený počet Escherichia , Prevotella a Lactobacillus¹¹ . Čínske zdroje¹² udávajú, že diabetici 2. typu mávajú signifikantne znížené Akkermansia a Bifidobacterium. Naopak, signifikantne bolo zvýšené Dorea , ktoré negatívne korelovalo s nadbytkom butyrát-produkujúcich baktérií.

Najnovšie štúdie¹⁰  pripúšťajú, že konkrétny typ a zloženie mikrobiómu by mohli čiastočne modulovať intenzitu efektu užívaného metformínu. Ale aj naopak, metformín môže mať účinok na mikrobióm¹⁰.

Vyskytli sa  aj názory ^11,13 , že úpravou črevnej mikrobiómovej dysbiózy možno napomôcť liečbe diabetu 2. typu. V tomto kontexte bolo odporúčané napr. aj užívanie probiotík^8,14 . Množstvo zistení¹⁴  poukazuje na to, že probiotiká redukujú zápalovú odpoveď a oxidatívny stres a znižujú expresivitu adhezívnych proteínov v črevnom epiteli, čím znižujú črevnú permeabilitu.

Diabetes 1. typu a črevný mikrobióm

Úloha črevnej mukózy, a tým aj mikrobiómu, sa spomína aj v súvise s diabetom 1. typu¹⁴ .

Táto je významným miestom invázie patogénov. Keď nie je poškodená, predstavuje prvú obrannú líniu proti antigénom.Črevný mikrobióm má schopnosť modulovať imunitnú odpoveď ¹⁴  a mohol by sa uplatňovať aj na tejto úrovni.  Sú štúdie, ktoré naznačujú možnú koreláciu medzi funkčne aberantným mikrobiómom, poruchami autoimunity a  diabetom 1. typu¹⁵. V skupine diabetikov 1. typu sa v čreve zistil vyšší podiel mucín-degradačných a butyrát-produkujúcich baktérií¹⁵ .

Z horeuvedeného zreteľne vyplýva, že časť rôznych sprievodných ťažkostí diabetika môže aspoň čiastočne súvisieť aj s črevným mikrobiómom,  na poruchy ktorého je diabetik zvlášť náchylný.

Spolupráca odborníkov je aj pri liečbe diabetu kľúčová

Diabetológ typicky spolupracuje s viacerými ďalšími špecialistami a zvlášť u pacientov so spomínanou symptomatológiou by bolo vhodné pridať aj pracovisko, kde sa robí analýza mikrobiómu čreva. V mnohých prípadoch by to nielenže mohlo vysvetliť aspoň časť pacientových ťažkostí,  ale mohlo by to viesť aj k efektívnym úpravám celkovej terapie.

Z uvedených prác sa zdá, že rozdiely vo vlastnostiach črevného mikrobiómu  u diabetikov oproti nediabetikom sú výrazné. Bolo by zaujímavé preskúmať tieto poznatky aj na populácii z nášho regiónu.

Literatúra:

1. Vozár J., Alexander K., Klimeš I.: Diabetes mellitus, Slovak Academic Press Bratislava, 1998; 286 str.
2. Strian F., Haslbeck M.: Autonome Neuropathie bei Diabetes mellitus, Springer Berlin, 1986 ; 361 str.
3. Bartoš V., Pelikánová T. a kol.: Praktická diabetologie, 2. rozšírené vyd., Maxdorf Jesenius, 2000; 473 str.
4. Krahulec B: Diabetická neuropatia. In: Diabetická nefropatia, retinopatia, neuropatia (Ponťuch P., Strmeň P, Krahulec B, Vozár J), Osveta, Martin, 1993; str. 96-132
5. Tang WHW, Takeshi K. et al: Gut microbiota in cardiovascular health and disease. Circ Res., 2017; 120(7): 1183-1196
6. Baothman OA, Zamzami MA et al. : The role of gut microbiota in the development of obesity and diabetes. Lipid Health Dis., 2016; 15(1):108
7. Gérard C, Vidal H.: Impact of gut microbiota on host glycemic control. Front Endocrinol., 2019; (10):29.
8. Munoz-Garach A., Diaz-Perdigones C. et al.: Gut microbiota and type 2 diabetes mellitus. Endocrinol Nutr. , 2016;  (10): 560-568
9. Ley R.E. Backhed F., Turnbaugh P. et al. Obesity alters gut microbial ecology. Proc. Natl Acad Sci USA, 2005; (102): 11070-11075
10. Zhang Q, Hu N: Effects of Metformin on the Gut Microbiota in Obesity and Type 2 Diabetes Mellitus. Dovepress, 2020; (13): 5003-5014
11. Hanieh-Sadat Ejtahed, Zahra Hoseini-Tavassol et al.:Main gut bacterial composition differs between patients with type 1 and type 2 diabetes and non-diabetic adults. Diabetes Metab Disord, 2020; (19): 265-271
12. Qian Li, Yujun Chang et al.: Implication of the gut microbiome composition of type 2 diabetic patients from northern China, Scientific Reports 10, 2020; Article number: 5450
13. Adeshirlarijaney A., Gewirtz  AT : Considering gut microbiota in treatment of type 2 diabetes mellitus. Gut Microbes, 2020;  (3): 253-264
14. Gomes AC, Bueno AA et al: Gut microbiota, probiotics and diabetes, Nutrition Journal, 2014; (13), Article number: 60
15. Brown CT, Davis-Richardson AG et al. : Gut microbiome metagenomics analysis suggets a functional model for the development of autoimmunity for type 1 diabetes. PloS One., 2011; 6(10):e25792