Вплив пробіотичного харчування при цукровому діабеті 2 типу

Автор(и)

  • G. D.  Fadieienko ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків, Україна
  • O. G.  Kurinna ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків, Україна

DOI:

https://doi.org/10.30978/UTJ2020-2-43

Ключові слова:

цукровий діабет 2 типу, пробіотичне харчування, мікробіота, пробіотики.

Анотація

Незважаючи на останні досягнення в діагностиці та лікуванні цукрового діабету (ЦД) та його головної нозологічної одиниці — ЦД 2 типу, на частку якого припадає 90 — 95 % випадків ЦД, захворюваність і розповсюдженість продовжують зростати, що зумовлено швидким економічним розвитком та урбанізацією, малорухомим способом життя і нездоровим харчуванням. З огляду на роль кишкової мікробіоти в розвитку ЦД 2 типу, модифікація мікробного складу кишкового вмісту може сприяти корекції порушень вуглеводного обміну, а також запобігти прогресуванню захворювання та розвитку подальших ускладнень, пов’язаних із ЦД 2 типу. Серед сучасних методів корекції кишкового мікробіому особливий інтерес привертає функціональне пробіотичне харчування, тобто додавання до раціону людини продуктів і сполук природного походження, які нормалізують функціонування організму в цілому та його окремих систем.
За результатами експериментальних робіт визначено потенційні механізми, за допомогою яких продукти пробіотичного харчування, зокрема пробіотики, впливають на патофізіологічні ланки ЦД 2 типу: підвищення проникності кишкової слизової оболонки, порушення обміну глюкози, зокрема через резистентність до інсуліну, дисфункцію жирової тканини, синтез та окиснення жирних кислот, а також процеси хронічного запалення через геномні, епігенетичні та молекулярні процеси. Дослідження клінічної ефективності препаратів пробіотичного харчування у більшості випадків продемонстрували обнадійливі результати. Хоча більшість клінічних випробувань мали адекватний дизайн і протоколи, вони не позбавлені деяких обмежень. Не визначено точно фізіологічні особливості взаємодії організму хворих на ЦД 2 типу із бактеріями — складовими продуктів пробіотичного харчування, комбінація та види рекомендованих пробіотиків, тривалість лікування, а також взаємодію пробіотиків із основною медикаментозною терапією, що обґрунтовує необхідність проведення додаткових досліджень для валідації отриманих даних.

Біографії авторів

G. D.  Fadieienko, ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків

Г. Д. Фадєєнко

O. G.  Kurinna, ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків

О. Г. Курінна

Посилання

Abbasi B, Ghiasvand R, Mirlohi M. Kidney Function improvement by soy milk containing Lactobacillus plantarum A7 in type 2 diabetic patients with nephropathy: a double-blinded randomized controlled trial. Iran J Kidney Dis. 2017;N 11:36-43.

Asemi Z, Bahmani S, Shakeri H et al. Effect of multispecies probiotic supplements on serum minerals, liver enzymes and blood pressure in patients with type 2 diabetes. International Journal of Diabetes in Developing Countries. 2015;35:5.

Asemi Z, Khorrami-Rad A, Alizadeh SA et al. Effects of synbiotic food consumption on metabolic status of diabetic patients: a double-blind randomized cross-over controlled clinical trial. Clin Nutr. 2014;33:198-203. doi: 10.1016/j.clnu.2013.05.015.

Asemi Z, Zare A, Shakeri H. et al. Effect of multispecies probiotic supplements on metabolic profiles, hs-CRP, and oxidative stress in patients with type 2 diabetes. Ann Nutr Metab. 2013;63:1-9. doi: 10.1159/000349922.

Bommer C, Sagalova V, Heesemann E et al. Global Economic Burden of Diabetes in Adults: Projections From 2015 to 2030. Diabetes Care. 2018;41:963-970. doi: 10.2337/dc17-1962.

Breyner N, Michon C, de Sousa M et al. Microbial anti-inflammatory molecule (MAM) from Faecalibacterium prausnitzii shows a protective effect on DNBS and DSS-induced colitis model in mice through inhibition of NF-kappaB pathway. Front Microbiol. 2017;N 8:114. doi: 10.3389/fmicb.2017.00114.

Cannon A, Handelsman Y, Cannon M et al. Burden of illness in type 2 diabetes mellitus. J Manag Care Spec Pharm. 2018;24:S5-S13. doi: 10.18553/jmcp.2018.24.9-a.s5.

Chang YC, Ching YH, Chiu CC et al. C. TLR2 and interleukin-10 are involved in Bacteroides fragilis-mediated prevention of DSS-induced colitis in gnotobiotic mice. PLoS One. 2017;e0180025. doi: 10.1371/journal.pone.0180025.

Chelakkot C, Choi Y, Kim DK et al. Akkermansia muciniphila-derived extracellular vesicles influence gut permeability through the regulation of tight junctions. Exp Mol Med. 2018;50:e450. doi: 10.1038/emm.2017.282.

Chen P, Zhang Q, Dang H et al. Antidiabetic effect of Lactobacillus casei CCFM0412 on mice with type 2 diabetes induced by a high-fat diet and streptozotocin. Nutrition. 2014;30:1061-1068. doi: 10.1016/j.nut.2014.03.022.

Dagdeviren S, Jung DY, Friedline RH et al. IL-10 prevents aging-associated inflammation and insulin resistance in skeletal muscle. Faseb J. 2017;31:701-710. doi: 10.1096/fj.201600832R.

Den Besten G, Bleeker A, Gerding A et al. Short-chain fatty acids protect against high-fat diet-induced obesity via a PPARgamma-dependent switch from lipogenesis to fat oxidation. Diabetes. 2015;64:2398-2408. doi: 10.2337/db14-1213.

Ebrahimi ZS, Nasli-Esfahani E, Nadjarzade A. et al. Effect of symbiotic supplementation on glycemic control, lipid profiles and microalbuminuria in patients with non-obese type 2 diabetes: a randomized, double-blind, clinical trial. J Diabetes Metab Disord. 2017;16:23. doi: 10.1186/s40200-017-0304-8.

Ejtahed HS, Mohtadi-Nia J, Homayouni-Rad A. et al. Effect of probiotic yogurt containing Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium lactis on lipid profile in individuals with type 2 diabetes mellitus. J Dairy Sci. 2011;94:3288-3294. doi: 10.3168/jds.2010-4128.

Ejtahed HS, Mohtadi-Nia J, Homayouni-Rad A. et al. Probiotic yogurt improves antioxidant status in type 2 diabetic patients. Nutrition. 2012;28:539-543. doi: 10.1016/j.nut.2011.08.013.

Everard A, Belzer C, Geurts L et al. Cross-talk between Akkermansia muciniphila and intestinal epithelium controls diet-induced obesity. Proc Natl Acad Sci USA. 2013;110:9066-9071. doi: 10.1073/pnas.1219451110.

Festi D, Schiumerini R, Eusebi LH et al. Gut microbiota and metabolic syndrome. World J Gastroenterol. 2014;20:16079-16094. doi: 10.3748/wjg.v20.i43.16079.

Firouzi S, Majid HA, Ismail A et al. Effect of multi-strain probiotics (multi-strain microbial cell preparation) on glycemic control and other diabetes-related outcomes in people with type 2 diabetes: a randomized controlled trial. Eur J Nutr. 2017;56:1535-1550. doi: 10.1007/s00394-016-1199-8.

Gerard C, Vidal H. Impact of gut microbiota on host glycemic control. Front Endocrinol (Lausanne). 2019;N 10:29. doi: 10.3389/fendo.2019.00029.

Gao Z, Yin J, Zhang J et al. Butyrate improves insulin sensitivity and increases energy expenditure in mice. Diabetes. 2009;58:1509-1517. doi: 10.2337/db08-1637.

Gomes JM.G., Costa JA, Alfenas RC.G. Metabolic endotoxemia and diabetes mellitus: A systematic review. Metabolism. 2017;68:133-144. doi: 10.1016/j.metabol.2016.12.009.

Gurung M, Li Z, You H et al. Role of gut microbiota in type 2 diabetes pathophysiology. EBioMedicine. 2020; 51:102590. doi: 10.1016/j.ebiom.2019.11.051.

Hendijani F, Akbari. V. Probiotic supplementation for management of cardiovascular risk factors in adults with type II diabetes: A systematic review and meta-analysis. Clin Nutr. 2018;37:532-541. doi: 10.1016/j.clnu.2017.02.015.

Hoffmann TW, Pham HP, Bridonneau C et al. Microorganisms linked to inflammatory bowel disease-associated dysbiosis differentially impact host physiology in gnotobiotic mice. Isme J. 2016;N 10:460-477. doi: 10.1038/ismej.2015.127.

Houmard JA. Intramuscular lipid oxidation and obesity. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2008;294:R1111-1116. doi: 10.1152/ajpregu.00396.2007.

Hsieh MC, Tsai WH, Jheng YP et al.The beneficial effects of Lactobacillus reuteri ADR-1 or ADR-3 consumption on type 2 diabetes mellitus: a randomized, double-blinded, placebo-controlled trial. Sci Rep. 2018;N 8:16791. doi: 10.1038/s41598-018-35014-1.

Inan M, Rasoulpour S, Yin L et al. The luminal short-chain fatty acid butyrate modulates NF-kappaB activity in a human colonic epithelial cell line. Gastroenterology. 2000;118:724-734. doi: 10.1016/s0016-5085 (00)70142-9.

Kang J, Yun SI, Park MH et al. Anti-obesity effect of Lactobacillus gasseri BNR17 in high-sucrose diet-induced obese mice. PLoS One. 2013;N 8. e54617. doi: 10.1371/journal.pone.0054617.

Kassaian N, Feizi A, Aminorroaya A et al The effects of probiotics and synbiotic supplementation on glucose and insulin metabolism in adults with prediabetes: a double-blind randomized clinical trial. Acta Diabetol. 2018;55:1019-1028. doi: 10.1007/s00592-018-1175-2.

Kassaian N, Feizi A, Aminorroaya A et al. Probiotic and synbiotic supplementation could improve metabolic syndrome in prediabetic adults: A randomized controlled trial. Diabetes Metab Syndr. 2019;13:2991-2996. doi: 10.1016/j.dsx.2018.07.016.

Kesika P, Sivamaruthi BS, Chaiyasut C. Do probiotics improve the health status of individuals with diabetes mellitus? A review on outcomes of clinical trials. Biomed Res Int. 2019;2019:1531567. doi: 10.1155/2019/1531567.

Khan MA.B., Hashim MJ, King JK et al. Epidemiology of Type 2 Diabetes — Global Burden of Disease and Forecasted Trends. J Epidemiol Glob Health. 2020;N 10:107-111. doi: 10.2991/jegh.k.191028.001.

Kim SH, Huh CS, Choi ID et al The anti-diabetic activity of Bifidobacterium lactis HY8101 in vitro and in vivo. J Appl Microbiol. 2014;117:834-845. doi: 10.1111/jam.12573.

Kinoshita M, Suzuki Y,. Saito Y. Butyrate reduces colonic paracellular permeability by enhancing PPARgamma activation. Biochem Biophys Res Commun. 2002;293:827-831. doi: 10.1016/s0006-291x(02)00294-2.

Kobyliak N, Falalyeyeva T, Mykhalchyshyn G et al.Effect of alive probiotic on insulin resistance in type 2 diabetes patients: Randomized clinical trial. Diabetes Metab Syndr. 2018;N 12:617-624. doi: 10.1016/j.dsx.2018.04.015.

Lee M, Oh KJ. Adipose tissue-derived signatures for obesity and type 2 diabetes: adipokines, batokines and microRNAs. Clin Med. 2019;N 8. doi: 10.3390/jcm8060854.

Li X, Wang E, Yin B et al. Effects of Lactobacillus casei CCFM419 on insulin resistance and gut microbiota in type 2 diabetic mice. Benef Microbes. 2017;N 8:421-432. doi: 10.3920/bm2016.0167.

Liu WC, Yang MC, Wu YY et al. Lactobacillus plantarum reverse diabetes-induced Fmo3 and ICAM expression in mice through enteric dysbiosis-related c-Jun NH2-terminal kinase pathways. PLoS One. 2018;13. e0196511. doi: 10.1371/journal.pone.0196511.

Miraghajani M, Zaghian N, Mirlohi M et al. The impact of probiotic soy milk consumption on oxidative stress among type 2 diabetic kidney disease patients: a randomized controlled clinical trial. J Ren Nutr. 2017; 27:317-324. doi: 10.1053/j.jrn.2017.04.004.

Mobini R, Tremaroli V, Stahlman M et al. Metabolic effects of Lactobacillus reuteri DSM 17938 in people with type 2 diabetes: A randomized controlled trial. Diabetes Obes Metab. 2017;19:579-589. doi: 10.1111/dom.12861.

Moroti C, Souza Magri LF, de Rezende Costa M et al. Effect of the consumption of a new symbiotic shake on glycemia and cholesterol levels in elderly people with type 2 diabetes mellitus. Lipids Health Dis. 2012;N 11:29. doi: 10.1186/1476-511x-11-29.

Nikbakht E, Khalesi S, Singh I. et al. Effect of probiotics and synbiotics on blood glucose: a systematic review and meta-analysis of controlled trials. Eur J Nutr. 2018;57:95-106. doi: 10.1007/s00394-016-1300-3.

Oguntibeju OO. Type 2 diabetes mellitus, oxidative stress and inflammation: examining the links. Int J Physiol Pathophysiol Pharmacol. 2019;N 11:45-63. doi:

Plovier HA, Everard A, Druart C et al.purified membrane protein from Akkermansia muciniphila or the pasteurized bacterium improves metabolism in obese and diabetic mice. Nat Med. 2017;23:107-113. doi: 10.1038/nm.4236.

Razmpoosh E, Javadi A,. Ejtahed HS et al.The effect of probiotic supplementation on glycemic control and lipid profile in patients with type 2 diabetes: A randomized placebo controlled trial. Diabetes Metab Syndr. 2019;13:175-182. doi: 10.1016/j.dsx.2018.08.008.

Rezaei M, Sanagoo A, Jouybari L et al. The effect of probiotic yogurt on blood glucose and cardiovascular biomarkers in patients with type ii diabetes: a randomized controlled trial. Evidence Based Care. 2017;N 6:9.

Sabico S, Al-Mashharawi A, Al-Daghri NM et al. Effects of a multi-strain probiotic supplement for 12 weeks in circulating endotoxin levels and cardiometabolic profiles of medication naive T2DM patients: a randomized clinical trial. J Transl Med. 2017;15:249. doi: 10.1186/s12967-017-1354-x.

Sabico S, Al-Mashharawi A, Al-Daghri NM et al. Effects of a 6-month multi-strain probiotics supplementation in endotoxemic, inflammatory and cardiometabolic status of T2DM patients: A randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Clin Nutr. 2019. Vol. 38:1561-1569. doi: 10.1016/j.clnu.2018.08.009.

Sato J, Kanazawa A, Azuma K et al. Probiotic reduces bacterial translocation in type 2 diabetes mellitus: A randomised controlled study. Sci Rep — 2017. N 7:12115. doi: 10.1038/s41598-017-12535-9.

Shen Z, Zhu C, Quan Y et al. Insights into Roseburia intestinalis which alleviates experimental colitis pathology by inducing anti-inflammatory responses. J Gastroenterol Hepatol. 2018; 33:1751-1760. doi: 10.1111/jgh.14144.

Singh S, Sharma RK, Malhotra S et al. Lactobacillus rhamnosus NCDC17 ameliorates type-2 diabetes by improving gut function, oxidative stress and inflammation in high-fat-diet fed and streptozotocintreated rats. Benef Microbes. 2017;N 8:243-255. doi: 10.3920/bm2016.0090.

Suarez-Zamorano N, Fabbiano S, Chevalier C et al. Microbiota depletion promotes browning of white adipose tissue and reduces obesity. Nat Med. 2015;21:1497-1501. doi: 10.1038/nm.3994.

Sun KY, Xu DH, Xie C et al. Lactobacillus paracasei modulates LPS-induced inflammatory cytokine release by monocyte-macrophages via the up-regulation of negative regulators of NF-kappaB signaling in a TLR2-dependent manner. Cytokine. 2017; 92:1-11. doi: 10.1016/j.cyto.2017.01.003.

Tajabadi-Ebrahimi MA, Sharifi N, Farrokhian A et al. Randomized controlled clinical trial investigating the effect of synbiotic administration on markers of insulin metabolism and lipid profiles in overweight type 2 diabetic patients with coronary heart disease. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2017;125:21-27. doi: 10.1055/s-0042-105441.

Tian P, Li B, He C. et al. Antidiabetic (type 2) effects of Lactobacillus G15 and Q14 in rats through regulation of intestinal permeability and microbiota. Food Funct. 2016;N 7:3789-3797. doi: 10.1039/c6fo00831c.

Tonucci LB, Olbrich KM, Dos Santos L et al. B. Clinical application of probiotics in type 2 diabetes mellitus: A randomized, double-blind, placebo-controlled study. Clin Nutr. 2017;36:85-92. doi: 10.1016/j.clnu.2015.11.011.

Trajkovski M, Hausser J, Soutschek J et al. MicroRNAs 103 and 107 regulate insulin sensitivity. Nature. 2011; 474:649-653. doi: 10.1038/nature10112.

Vallianou NG, Stratigou T, Tsagarakis S. Microbiome and diabetes: Where are we now?. Diabetes Res Clin Pract. 2018; 146:111-118. doi: 10.1016/j.diabres.2018.10.008.

Venkataraman R, Jose P, Jose J. Impact of probiotics on health-related quality of life in type II diabetes mellitus: a randomized single-blind, placebo-controlled study. Journal of Natural Science, Biology and Medicine. 2019; N 10:5.

Virtue AT, McCright SJ, Wright JM et al. The gut microbiota regulates white adipose tissue inflammation and obesity via a family of microRNAs. Sci Transl Med. 2019;N 11. doi: 10.1126/scitranslmed.aav1892.

Wang G, Li X, Zhao J. et al. Lactobacillus casei CCFM419 attenuates type 2 diabetes via a gut microbiota dependent mechanism. Food Funct. 2017;N 8:3155-3164. doi: 10.1039/c7fo00593h.

Yan F, Polk DB. Probiotics: progress toward novel therapies for intestinal diseases. Curr Opin Gastroenterol. 2010; 26:95-101. doi: 10.1097/MOG.0b013e328335239a.

Yang JY, Lee YS, Kim Y et al. Gut commensal Bacteroides acidifaciens prevents obesity and improves insulin sensitivity in mice. Mucosal Immunol. 2017;N 10:104-116. doi: 10.1038/mi.2016.42.

Yoshida N, Emoto T, Yamashita T et al. Bacteroides vulgatus and Bacteroides dorei reduce gut microbial lipopolysaccharide production and inhibit atherosclerosis. Circulation. 2018;138:2486-2498. doi: 10.1161/circulationaha.118.033714.

Zhang L, Qin Q, Liu M et al. Akkermansia muciniphila can reduce the damage of gluco/lipotoxicity, oxidative stress and inflammation, and normalize intestine microbiota in streptozotocin-induced diabetic rats. Pathog Dis. 2018; 76. doi: 10.1093/femspd/fty028.

Zhang Y, Guo X, Guo J et al. Lactobacillus casei reduces susceptibility to type 2 diabetes via microbiota-mediated body chloride ion influx. Sci Rep. 2014;N 4:5654. doi: 10.1038/srep05654.

Zhu C, Song K, Shen Z et al. Roseburia intestinalis inhibits interleukin-17 excretion and promotes regulatory T cells differentiation in colitis. Mol Med Rep. 2018;17:7567-7574. doi: 10.3892/mmr.2018.8833.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-03-03

Номер

Розділ

Огляди