Type 2 -diabetes er faktisk en global pandemi, og antallet af diagnoser forventes at fortsætte med at stige i løbet af det næste årti. Den såkaldte 'vestlige kost' - høj i mættet fedt og raffineret sukker - er en af de primære faktorer. Men tarmbakterier har en vigtig rolle at spille i moduleringen af kostens virkninger. "
Andrey Morgun, Undersøg medleder, Lektor i farmaceutiske videnskaber, OSU College of Pharmacy
Tidligere kendt som voksenstartet diabetes, type 2 -diabetes er en kronisk tilstand, der påvirker den måde, kroppen metaboliserer glukose på, et sukker, der er en vigtig energikilde. For nogle patienter, det betyder, at deres krop modstår virkningerne af insulin - det hormon, der produceres af bugspytkirtlen, der åbner døren for, at sukker kan komme ind i cellerne. Andre patienter producerer ikke nok insulin til at opretholde normale glukoseniveauer.
I begge tilfælde, sukker ophobes i blodbanen, og hvis den ikke behandles, er effekten forringelse af mange større organer, nogle gange til invaliderende eller livstruende grader. En vigtig risikofaktor for type 2 -diabetes er overvægt, ofte et resultat af en vestlig kost i kombination med lav fysisk aktivitet.
Det humane tarmmikrobiom indeholder mere end 10 billioner mikrobielle celler fra omkring 1, 000 forskellige bakteriearter. Dysbiose, eller ubalance, i mikrobiomet er normalt forbundet med skadelige virkninger på en persons helbred.
"Nogle undersøgelser tyder på, at dysbiose skyldes komplekse ændringer som følge af interaktioner mellem hundredvis af forskellige mikrober, "sagde Natalia Shulzhenko, en lektor i biomedicinsk videnskab ved OSU's Carlson College of Veterinary Medicine og undersøgelsens anden medleder. "Imidlertid, vores undersøgelse og andre undersøgelser tyder på, at enkelte medlemmer af det mikrobielle samfund, ændret efter kost, kan have en betydelig indvirkning på værten. "
Shulzhenko og Morgun brugte en ny, datadrevet, systembiologisk tilgang kaldet transkingdom netværksanalyse for at studere vært-mikrobe interaktioner under en vestlig kost. Det gav dem mulighed for at undersøge, om individuelle medlemmer af mikrobioten spillede en rolle i metaboliske ændringer, kosten fremkalder hos en vært.
"Analysen pegede på specifikke mikrober, der potentielt ville påvirke den måde, en person metaboliserer glukose og lipider på, "Morgen sagde." Endnu vigtigere, det gav os mulighed for at konkludere om disse effekter er skadelige eller gavnlige for værten. Og vi fandt forbindelser mellem disse mikrober og fedme. "
Forskerne identificerede fire operationelle taksonomiske enheder, eller OTU'er, der syntes at påvirke glukosemetabolismen; OTU'er er et middel til at kategorisere bakterier baseret på gensekvenslighed.
De identificerede OTU'er svarede til fire bakteriearter:Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus gasseri, Romboutsia ilealis og Ruminococcus gnavus.
"De to første mikrober betragtes som potentielle 'forbedringer' til glukosemetabolisme, de to andre potentielle 'forværringer', '"Sagde Shulzhenko." Den overordnede indikation er, at enkelte typer mikrober og/eller deres interaktioner, og ikke dysbiose på fællesskabsplan, er nøglespillere i type 2 -diabetes. "
Forskerne fodrede mus svarende til en vestlig kost og supplerede derefter gnavernes indtag med forbedrings- og forværringsmikroberne. Lactobacillerne øgede mitokondriel sundhed i leveren, hvilket betyder forbedringer i, hvordan værten metaboliserer glukose og lipider, og musene, der modtog disse Lactobacilli, havde også et lavere fedtmasseindeks end dem, der kun fodrede med en vestlig kost.
Kontrol af museresultaterne mod data fra et tidligere menneskeligt studie, forskerne fandt sammenhænge mellem menneskelig kropsmasseindeks og overflod af de fire bakterier - flere af forbedringerne betød et bedre kropsmasseindeks, flere af de forværrede var forbundet med et mindre sundt BMI.
"Vi fandt R. ilealis til stede hos mere end 80% af overvægtige patienter, tyder på, at mikroben kan være en udbredt patobiont hos overvægtige, "Sagde Shulzhenko.
En patobiont er en organisme, der normalt har et symbiotisk forhold til sin vært, men kan blive sygdomsfremkaldende under visse omstændigheder.
"Alt i alt, vores observationer understøtter det, vi så i de vestlige diætfodrede mus, "sagde hun." Og ved at se på alle metabolitterne, vi fandt et par stykker, der forklarer en stor del af probiotiske effekter forårsaget af Lactobacilli -behandlinger. "
Lactobacillus er en mikrobiel slægt, der indeholder hundredvis af forskellige bakteriestammer. Dens repræsentanter er almindelige blandt probiotika og findes ofte i mange typer gærede fødevarer og mælkeprodukter, der er beriget med Lactobacillus, såsom yoghurt.
"Vores undersøgelse afslører potentielle probiotiske stammer til behandling af type 2 -diabetes og fedme samt indsigt i mekanismerne for deres virkning, "Morgen sagde." Det betyder en mulighed for at udvikle målrettede terapier frem for at forsøge at genoprette 'sund' mikrobiota generelt. "