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

Вплив пробіотичного харчування при цукровому діабеті 2 типу

G. D.  Fadieienko, O. G.  Kurinna

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.

Ключові слова


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

Повний текст:

PDF

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.




© Український терапевтичний журнал, 2020
© ПП «ІНПОЛ ЛТМ», 2020