Группа российских ученых, включая руководительницу лаборатории постгеномных исследований НИИ Физико-химической медицины и сотрудницу МФТИ Елену Кострюкову и аспирантку МФТИ Марию Вахитову обнаружила, что наличие определенных бактерий в кишечнике вкупе может быть связано с развитием диабета 2-го типа.
Диабет 2-го типа, он же инсулиннезависимый диабет, является серьезным нарушением обмена веществ. При этом заболевании клетки организма утрачивают способность реагировать на инсулин, гормон, управляющий усвоением глюкозы. Из-за невозможности взаимодействовать с инсулином клетки перестают усваивать глюкозу и начинают голодать даже при достаточном питании, высоком уровне глюкозы в крови и достаточном количестве инсулина (при сахарном диабете 1-го типа нарушается синтез инсулина и клетки сталкиваются с дефицитом глюкозы из-за отсутствия гормона).
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, в мире насчитывается около 285 миллионов больных диабетом 2-го типа. Распространенность болезни и тяжесть ее осложнений (например, у больных в 20 раз возрастает риск гангрены нижних конечностей) заставляет врачей и ученых искать как причины нарушений, так и новые способы борьбы с ними. В последнее время исследователи стали располагать серьезными аргументами в пользу того, что диабет может быть связан в том числе и с составом микробного сообщества внутри нашего кишечника, с кишечной микробиотой. Именно изменения микробиоты толстого кишечника изучали специалисты четырех российских научных центров, чья работа представлена в журнале Endocrinology Connections.
Ученые проанализировали состав кишечной микробиоты у 92 человек, включая 20 пациентов с сахарным диабетом и 48 здоровых людей без каких-то хронических болезней; еще у 24 наблюдались признаки нарушения обмена веществ, которые медики отнесли к предиабету — состоянию, способному привести к развитию диабета 2-го типа с течением времени. Уровень глюкозы, как важнейший индикатор обмена веществ, также был проконтролирован у участников исследования при помощи анализа крови.
Микробиотой кишечника называют совокупность всех живых микроорганизмов, обитающих в нем (включая даже некоторых одноклеточных грибов и архей). Еще часто можно услышать, что жители кишечника зовутся микрофлорой — это исторический термин, сложившийся во времена, когда бактерий считали растениями.
«Главными героями» этого исследования были бактерии. Чтобы определить, с какими именно бактериями исследователи имеют дело, они анализировали выделенную из образцов кала ДНК. Выделив ДНК, ученые секвенировали (считали и расшифровали последовательность нуклеотидных пар в ДНК) ген, кодирующий рибосомальную РНК, рРНК — важный компонент рибосом, микроскопических структур для синтеза белка. Ген, кодирующий эту структуру, есть у всех классов бактерий и существует база данных, позволяющая опознать бактерии по последовательности нуклеотидов в этом гене. Этот участок бактериальной ДНК — своего рода паспорт бактерии.
Сопоставив состав микробиома с диагнозом (диабет/предиабет/отсутствие нарушений) и диетой участвовавших в исследовании добровольцев, ученые сделали несколько выводов.
Прежде всего, исследователи смогли связать уровень непереносимости глюкозы с наличием трех специфических представителей микробиоты: бактерий родов Blautia, Serratia и Akkermansia. Все они есть и у здоровых людей, но при предиабете и диабете их доля значительно увеличивается.
Бифидобактерии под электронным микроскопом. Их длина — около 5 микрометров. Снимок: Julie6301 / Wikimedia
А вот повышение уровней бифидобактерий (их больше всего в кишечнике детей, питающихся материнским молоком и их принято считать одним из важнейших компонентов микробиоты) удалось связать высоким потреблением пищевых волокон, то есть клетчатки. Это перекликается с результатами более раннего исследования микробиоты кишечника городов и сел России, проведенного с участием той же группы ученых. Тогда исследователи выяснили, что у жителей сел Тувинской области бифидобактерий значительно больше, чем у жителей других регионов: предположительно, это связано с тем, что в диете сельского населения преобладают натуральные продукты, а доля «промышленной» пищи с пониженным содержанием клетчатки, напротив, невелика.
Полученные данные приближают ученых и медиков к пониманию сложных взаимных причинно-следственных связей между изменением доли определенных видов бактерий, нарушениями обмена веществ и диетой. Как указывают авторы исследования в обсуждении результатов, одним из возможных механизмов влияния микробов на диабет может быть провоцирование иммунной реакции — такая теория ранее высказывалась финскими специалистами.
