腸道菌群與糖尿病和肥胖的關係

內分泌系統

內分泌系統由內分泌腺和分布於其它器官的內分泌細胞組成，調節機體的生長發育和各種代謝，維持內環境的穩定，並影響行為和控制生殖等。報道與腸道菌群相關的內分泌系統疾病主要有糖尿病、肥胖。

1. 糖尿病

糖尿病是以高血糖為特徵的代謝性疾病，分為I型糖尿病和II型糖尿病，其中I型糖尿病以胰島素絕對不足為特徵，II型糖尿病以胰島素抵抗、胰島素相對不足為特徵。研究表明，II型糖尿病患者腸道菌群內乳桿菌含量隨血糖值升高而明顯降低[20]。菌群刺激腸道所產生的細胞因子會影響機體對胰島素的敏感性和葡萄糖代謝效率[21，22]。糖尿病在出現臨床檢測指標陽性之前，往往有長期飲食不均衡現象，即糖及脂肪攝入增多、膳食纖維攝入相對不足，長期的飲食結構改變，會導致腸道菌群的失調，腸道菌群失調則會導致腸黏膜通透性改變、誘導腸道免疫及糖脂代謝的異常出現陽性臨床癥狀。在此時間窗內，腸道菌群中的優勢菌會出現變化，如雙歧桿菌和類桿菌減少，革蘭陰性菌相對增多[23]。

漢族T2DM患者腸道中產丁酸的細菌減少，硫還原菌增加，丁酸主要起到調節人體腸道微生態平衡的作用，而硫還原菌是一種腸道炎症的條件致病菌[25]。一項研究比較糖尿病前期，T2DM和非糖尿病三組人群的腸道菌群分布情況，發現糖尿病前期組中腸道假諾卡氏菌科（Pseudonocardiaceae）水平明顯高於其他兩組，而T2DM組中腸道柯林斯菌屬和腸桿菌科（Entarobacteriaceae）水平明顯高於其他兩組[26,27]。

短鏈脂肪酸（SCFA）是細菌發酵多糖產生的主要產物，包括乙酸、丙酸和丁酸，腸道菌群基因產生的一系列酶，催化底物而產生SCFA 相應的鹽，並被繼續分解產生氫氣和二氧化碳。腸道菌群可以SCFA影響宿主葡萄糖和能量的代謝。其詳細機制尚不清楚，它們可與在腸黏膜、免疫細胞、肝和脂肪廣泛表達的G蛋白偶聯受體41（GPR41）和GPR43結合，通過它們介導的信號系統誘導SCFA分泌高血糖素樣肽（GLP 1）和胃腸激素肽YY（PYY），已證明丁酸可經由cAMP依賴機制，促進結腸L細胞分泌GLP 1和PYY，抑制免疫細胞炎症的發展；丙酸可通過GPR41信號通路調控腸道糖異生，影響機體的糖代謝[28]。

研究發現，人或小鼠的糞便樣本中有大量的糞便miRNA，腸上皮細胞和Hopx陽性細胞是糞便miRNA的主要來源，其能夠參與宿主調控腸道微生物中。miRNA通過進入特定的腸道細菌如具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）和腸桿菌屬中，調節細菌基因的轉錄，影響細菌的生長[29]。這或許可以作為調節腸道菌群的一種靶向治療方向。

I型糖尿病患兒糞便中變形菌門-γ變形菌綱-巴斯德氏菌目(Pasteurellales)、變形菌門-α變形菌綱-柄桿菌目(Caulobacterales)、放線菌口-放線菌綱-微球菌目(Micrococcales)的丰度均低於健康對照組，而巴斯德氏菌目下的巴斯德氏菌科（pasteurellaceae)相較高於正常組，瘤胃菌科(Ruminococcaceae)下的Intestinimonas菌種低於正常組。另外，Blautia菌屬丰度與HbAlc、抗體個數、IA-2抗體滴度、IL-6水平呈正相關關係，Haemophilus菌屬於FBG、HbA1c、抗體個數呈負相關關係[24]。

2. 肥胖

早在2004年，科學家將多形擬桿菌VPI-5482接種至無菌小鼠腸道後，發現其體重增加了23%，並出現胰島素抵抗，說明擬桿菌屬有促進脂肪累積的作用；這可能與其抑制禁食誘導脂肪細胞因子（Fiaf）有關，高表達的Fiaf具有抑制脂蛋白脂肪酶（LPL）的活性，能夠減少脂肪積累、促進脂肪消耗[30]。趙立平教授團隊首次發現了陰溝腸桿菌（Enterobacter cloacae）是可引起肥胖的細菌，它在肥胖症患者腸道內數量明顯升高，甚至可達到1/3，通過特殊的營養配餐降低腸道內陰溝腸桿菌的數量後，肥胖患者體重也明顯下降。另外，將陰溝腸桿菌接種到無菌小鼠體內後，能夠誘導小鼠產生嚴重的肥胖症，同時產生了胰島素抵抗現象，這些小鼠腸道內Fial基因活性也明顯降低，提示陰溝腸桿菌誘導的肥胖可能與抑制小鼠腸道內Fial基因活性有關[31]。

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本文節選自：微生命

原題：腸道菌群與各大系統疾病的關係

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