Typ 2 -diabetes är faktiskt en global pandemi och antalet diagnoser förväntas fortsätta att öka under det kommande decenniet. Den så kallade "västerländska kosten" - rik på mättade fetter och raffinerat socker - är en av de främsta faktorerna. Men tarmbakterier har en viktig roll att spela för att modulera effekterna av kost. "
Andrey Morgun, Studera medledare, Docent i farmaceutiska vetenskaper, OSU College of Pharmacy
Tidigare känd som diabetes för vuxna, typ 2 -diabetes är ett kroniskt tillstånd som påverkar hur kroppen metaboliserar glukos, ett socker som är en viktig energikälla. För vissa patienter, det betyder att deras kropp motstår effekterna av insulin - hormonet som produceras av bukspottkörteln som öppnar dörren för socker att komma in i celler. Andra patienter producerar inte tillräckligt med insulin för att upprätthålla normala glukosnivåer.
I vilket fall, socker byggs upp i blodomloppet och om det lämnas obehandlat är effekten försämring av många stora organ, ibland till handikappande eller livshotande grader. En viktig riskfaktor för typ 2 -diabetes är övervikt, ofta ett resultat av en västerländsk kost i kombination med låg fysisk aktivitet.
Människans tarmmikrobiom har mer än 10 biljoner mikrobiella celler från cirka 1, 000 olika bakteriearter. Dysbios, eller obalans, i mikrobiomet är vanligtvis associerat med skadliga effekter på en persons hälsa.
"Vissa studier tyder på att dysbios orsakas av komplexa förändringar till följd av interaktioner mellan hundratals olika mikrober, "sa Natalia Shulzhenko, docent i biomedicinsk vetenskap vid OSU:s Carlson College of Veterinary Medicine och studiens andra medledare. "Dock, vår studie och andra studier tyder på att enskilda medlemmar i det mikrobiella samhället, förändrad av kost, kan ha en betydande inverkan på värden. "
Shulzhenko och Morgun använde en ny, data driven, systembiologiska tillvägagångssätt som kallas transkingdom nätverksanalys för att studera värd-mikrobe interaktioner under en västerländsk kost. Det gjorde det möjligt för dem att undersöka om enskilda medlemmar av mikrobioten spelade en roll i metaboliska förändringar som kosten inducerar hos en värd.
"Analysen pekade på specifika mikrober som potentiellt skulle påverka hur en person metaboliserar glukos och lipider, "Morgonen sa." Ännu viktigare, det gjorde det möjligt för oss att dra slutsatser om huruvida dessa effekter är skadliga eller fördelaktiga för värden. Och vi hittade kopplingar mellan dessa mikrober och fetma. "
Forskarna identifierade fyra operativa taxonomiska enheter, eller OTU:er, som tycktes påverka glukosmetabolismen; OTU är ett sätt att kategorisera bakterier baserat på gensekvenslikhet.
De identifierade OTU:erna motsvarade fyra bakteriearter:Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus gasseri, Romboutsia ilealis och Ruminococcus gnavus.
"De två första mikroberna anses vara potentiella" förbättrar "till glukosmetabolism, de andra två potentiella försämringarna, '"Sade Shulzhenko." Den övergripande indikationen är att enskilda typer av mikrober och/eller deras interaktioner, och inte dysbios på gemenskapsnivå, är nyckelspelare i typ 2 -diabetes. "
Forskarna matade möss motsvarande en västerländsk kost och kompletterade sedan gnagarnas intag med förbättrings- och försämringsmikroberna. Lactobacilli ökade mitokondriell hälsa i levern, vilket innebär förbättringar i hur värden metaboliserar glukos och lipider, och mössen som fick dessa Lactobacilli hade också ett lägre fettmassindex än de som endast fick en västerländsk kost.
Kontrollera musresultaten mot data från en tidigare mänsklig studie, forskarna fann korrelationer mellan människans kroppsmassindex och överflöd av de fyra bakterierna - fler av förbättrarna innebar ett bättre kroppsmassindex, fler av de förvärrade var kopplade till ett mindre hälsosamt BMI.
"Vi fann att R. ilealis var närvarande hos mer än 80% av överviktiga patienter, tyder på att mikroben kan vara en vanlig patobiont hos överviktiga, "Sade Shulzhenko.
En patobiont är en organism som normalt har ett symbiotiskt förhållande till sin värd men kan bli sjukdomsframkallande under vissa omständigheter.
"Sammanlagt, våra observationer stödjer det vi såg hos de västerländska kostmatade mössen, "sa hon." Och när jag tittade på alla metaboliter, vi hittade några som förklarar en stor del av probiotiska effekter orsakade av Lactobacilli -behandlingar. "
Lactobacillus är ett mikrobiellt släkte som innehåller hundratals olika bakteriestammar. Dess representanter är vanliga bland probiotika och finns ofta i många typer av fermenterade livsmedel och laktobacillusberikade mejeriprodukter, som yoghurt.
"Vår studie avslöjar potentiella probiotiska stammar för behandling av typ 2 -diabetes och fetma samt insikter i mekanismerna för deras verkan, "Morgonen sa." Det innebär en möjlighet att utveckla riktade terapier snarare än att försöka återställa "frisk" mikrobiota i allmänhet. "