Nur wenige Organismen im Darmmikrobiom spielen eine Schlüsselrolle bei Typ-2-Diabetes

Forscher der Oregon State University haben herausgefunden, dass einige Organismen im Darmmikrobiom eine Schlüsselrolle bei Typ-2-Diabetes spielen. die Tür zu möglichen probiotischen Behandlungen für eine schwere Stoffwechselerkrankung öffnen, von der etwa jeder zehnte Amerikaner betroffen ist.

Typ-2-Diabetes ist in der Tat eine globale Pandemie, und die Zahl der Diagnosen wird voraussichtlich in den nächsten zehn Jahren weiter steigen. Die sogenannte „westliche Ernährung“ – reich an gesättigten Fetten und raffiniertem Zucker – ist einer der Hauptfaktoren. Aber Darmbakterien spielen eine wichtige Rolle bei der Modulation der Auswirkungen der Ernährung."

Andrey Morgun, Studienkoordinator, Außerordentlicher Professor für Pharmazeutische Wissenschaften, OSU College of Pharmacy

Früher bekannt als Altersdiabetes, Typ-2-Diabetes ist eine chronische Erkrankung, die die Art und Weise beeinflusst, wie der Körper Glukose verstoffwechselt. ein Zucker, der eine wichtige Energiequelle ist. Für einige Patienten, Das bedeutet, dass ihr Körper der Wirkung von Insulin widersteht - dem Hormon, das von der Bauchspeicheldrüse produziert wird und die Tür für Zucker öffnet, um in die Zellen einzudringen. Andere Patienten produzieren nicht genug Insulin, um den normalen Glukosespiegel aufrechtzuerhalten.

In beiden Fällen, Zucker reichert sich im Blutkreislauf an und unbehandelt führt dies zu einer Beeinträchtigung vieler wichtiger Organe, manchmal bis hin zu behindernden oder lebensbedrohlichen Ausmaßen. Ein wesentlicher Risikofaktor für Typ-2-Diabetes ist Übergewicht, oft das Ergebnis einer westlichen Ernährung in Kombination mit geringer körperlicher Aktivität.

Das menschliche Darmmikrobiom enthält mehr als 10 Billionen mikrobielle Zellen aus etwa 1 000 verschiedene Bakterienarten. Dysbiose, oder Ungleichgewicht, im Mikrobiom wird häufig mit schädlichen Auswirkungen auf die Gesundheit einer Person in Verbindung gebracht.

"Einige Studien deuten darauf hin, dass Dysbiose durch komplexe Veränderungen verursacht wird, die aus der Interaktion von Hunderten verschiedener Mikroben resultieren. " sagte Natalia Schulschenko, ein außerordentlicher Professor für biomedizinische Wissenschaften am Carlson College of Veterinary Medicine der OSU und der andere Co-Leiter der Studie. "Jedoch, unsere Studie und andere Studien legen nahe, dass einzelne Mitglieder der mikrobiellen Gemeinschaft, durch die Ernährung verändert, einen erheblichen Einfluss auf den Gastgeber haben könnte."

Shulzhenko und Morgun benutzten ein neues, datengesteuert, ein systembiologischer Ansatz, der als Transkingdom-Netzwerkanalyse bezeichnet wird, um die Wirt-Mikroben-Interaktionen unter einer westlichen Ernährung zu untersuchen. So konnten sie untersuchen, ob einzelne Mitglieder der Mikrobiota an den Stoffwechselveränderungen beteiligt sind, die die Ernährung bei einem Wirt hervorruft.

"Die Analyse wies auf bestimmte Mikroben hin, die möglicherweise die Art und Weise beeinflussen würden, wie eine Person Glukose und Lipide metabolisiert. " sagte Morgun. "Noch wichtiger, es erlaubte uns, Rückschlüsse darauf zu ziehen, ob diese Auswirkungen für den Wirt schädlich oder nützlich sind. Und wir fanden Verbindungen zwischen diesen Mikroben und Fettleibigkeit."

Die Wissenschaftler identifizierten vier operative taxonomische Einheiten, oder OTUs, das schien den Glukosestoffwechsel zu beeinflussen; OTUs sind ein Mittel zur Kategorisierung von Bakterien basierend auf der Ähnlichkeit der Gensequenzen.

Die identifizierten OTUs entsprachen vier Bakterienarten:Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus gasseri, Romboutsia ilealis und Ruminococcus gnavus.

„Die ersten beiden Mikroben gelten als potenzielle ‚Verbesserer‘ des Glukosestoffwechsels. die anderen beiden potentiellen 'Verschlechter, '", sagte Schulschenko. "Der allgemeine Hinweis ist, dass einzelne Arten von Mikroben und/oder ihre Interaktionen, und keine Dysbiose auf Gemeindeebene, sind Schlüsselakteure bei Typ-2-Diabetes."

Die Forscher fütterten Mäuse mit dem Äquivalent einer westlichen Diät und ergänzten dann die Aufnahme der Nagetiere mit den verbessernden und verschlechternden Mikroben. Die Lactobazillen stärkten die mitochondriale Gesundheit in der Leber, das bedeutet Verbesserungen in der Art und Weise, wie der Wirt Glukose und Lipide metabolisiert, und die Mäuse, die diese Lactobacilli erhielten, hatten auch einen niedrigeren Fettmassenindex als diejenigen, die nur eine westliche Diät erhielten.

Vergleichen der Mausergebnisse mit Daten aus einer früheren Humanstudie, die Wissenschaftler fanden Korrelationen zwischen dem menschlichen Body-Mass-Index und der Häufigkeit der vier Bakterien - mehr der Verbesserer bedeuteten einen besseren Body-Mass-Index. mehr der Verschlechterungen waren mit einem weniger gesunden BMI verbunden.

„Wir haben festgestellt, dass R. ilealis bei mehr als 80 % der adipösen Patienten vorhanden ist. was darauf hindeutet, dass die Mikrobe ein weit verbreiteter Pathobiont bei übergewichtigen Menschen sein könnte, “ sagte Schulschenko.

Ein Pathobiont ist ein Organismus, der normalerweise eine Symbiose mit seinem Wirt eingeht, aber unter bestimmten Umständen krankheitserregend werden kann.

"Insgesamt, unsere Beobachtungen unterstützen das, was wir bei den mit der westlichen Diät gefütterten Mäusen gesehen haben. “ sagte sie. „Und wenn man sich alle Metaboliten ansieht, Wir haben einige gefunden, die einen großen Teil der probiotischen Wirkungen erklären, die durch Laktobazillen-Behandlungen verursacht werden."

Lactobacillus ist eine mikrobielle Gattung, die Hunderte verschiedener Bakterienstämme enthält. Seine Vertreter sind unter Probiotika weit verbreitet und finden sich häufig in vielen Arten von fermentierten Lebensmitteln und mit Lactobacillus angereicherten Milchprodukten. wie Joghurt.

„Unsere Studie zeigt potenzielle probiotische Stämme zur Behandlung von Typ-2-Diabetes und Adipositas sowie Einblicke in deren Wirkmechanismen“, ", sagte Morgun. "Das bedeutet eine Gelegenheit, gezielte Therapien zu entwickeln, anstatt zu versuchen, die 'gesunde' Mikrobiota im Allgemeinen wiederherzustellen."

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