FE: голодание способствует лечению диабета 1 типа, изменяя микробиом

Фото из открытых источников

Неделя контролируемого голодания временно меняет микробиом кишечника людей с диабетом 1 типа, делая его похожим на микробиом здоровых людей, а также улучшая уровень холестерина и вес, не вызывая опасных побочных эффектов.*

Сахарный диабет 1 типа (СД1) — хроническое заболевание, которым страдают девять миллионов человек во всем мире. Оно характеризуется дефицитом инсулина — гормона, снижающего уровень глюкозы, который вырабатывается бета-клетками поджелудочной железы. В новом отчете, опубликованном в журнале Frontiers in Endocrinology, исследовалась роль длительного лечебного голодания в качестве дополнительного метода лечения СД1.

Сахарный диабет 1 типа лечится пожизненной инсулинотерапией для восстановления функции бета-клеток в сочетании с тщательной диетой. У этих пациентов высок риск развития множества других заболеваний, включая сердечно-сосудистые.

Сахарный диабет 1 типа (СД1) – сложное заболевание, в основе которого лежат генетические и средовые факторы. За последние три десятилетия он стал более распространённым в западных странах, что свидетельствует о возросшей роли факторов окружающей среды в его развитии. У этих пациентов состав и функции микробиома кишечника отличаются от состава и функций микробиома у здоровых лиц контрольной группы как до, так и после начала заболевания.

Помимо повышенной проницаемости кишечника при сахарном диабете 1 типа, эти различия могут быть обусловлены общими факторами риска аутоиммунных заболеваний (таких как сахарный диабет 1 типа) и дисбактериоза кишечника. К ним относятся способ рождения, питание, инфекции, воздействие антибиотиков и психологический стресс.

Все эти факторы приводят к потере полезных кишечных бактерий и их метаболитов. Например, такие метаболиты, как короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) и иммуномодулирующие метаболиты, способствуют здоровью кишечника, поддерживая баланс регуляторных Т-клеток и провоспалительных Th17-клеток. Они также сохраняют целостность эпителиального барьера кишечника, предотвращая попадание токсинов и патогенов в организм и кровь.

Подобные негативные взаимодействия в раннем возрасте могут предрасполагать к колонизации патогенами, что приводит к воспалению кишечника. Другие кишечные микробы могут вызывать аутоиммунные реакции, экспрессируя антигенные участки, очень похожие на аутоантигены, что известно как «молекулярная мимикрия». Например, Parabacteroides distasonis содержит последовательность, сходную с важным эпитопом инсулина. Её наличие связано с более высокой частотой развития сахарного диабета 1 типа у мышей и детей.

Помимо инсулина, подходы к лечению сахарного диабета 1 типа направлены на замедление разрушения бета-клеток с помощью иммуномодуляторов и биологических препаратов. Они дорогостоящие, имеют значительные побочные эффекты и необходимы пожизненно, как и инсулин.

Терапевтическое голодание – это диетологический подход, который улучшает симптомы множества аутоиммунных заболеваний и изменяет профиль микробиома кишечника у здоровых людей. В данном исследовании рассматривался вопрос о том, наблюдаются ли подобные изменения у пациентов с сахарным диабетом 1 типа. Исследования поста, включая месячный пост в Рамадан, соблюдаемый мусульманами, или семидневный пост под наблюдением, показали его безопасность, по крайней мере, для отдельных пациентов с сахарным диабетом 1 типа. Ограничение метаболического топлива может быстро ослабить аутоиммунный ответ, что подтверждает биологическую обоснованность этой гипотезы.

В исследованиях на мышах повторные циклы голодания снижают риск аутоиммунных заболеваний и усиливают регенерацию бета-клеток и пролиферацию Treg. В исследованиях на мышах голодание также влияет на микробиом кишечника. Например, оно приводит к выработке β-гидроксибутирата, важной молекулы, являющейся источником энергии во время голодания. Это истощает бифидобактерии, снижая активность Th17 в кишечнике.

У некоторых видов наблюдается изменение численности, связанное с голоданием. Возможно, ограничение питательных веществ в рационе способствует размножению кишечной микрофлоры с более разнообразным метаболическим портфелем, что позволяет ей переключиться на питательные вещества, получаемые от хозяина.

В текущем пилотном исследовании приняли участие 19 пациентов с сахарным диабетом 1 типа и десять человек контрольной группы, преимущественно женского пола. Средний индекс массы тела (ИМТ) составил 27,7 кг/м² и 26,2 кг/м² соответственно.

Длительные периоды голодания резко изменили структуру и состав микробиома кишечника у пациентов с сахарным диабетом 1 типа, сравняв их с показателями контрольной группы. Сразу после окончания периода голодания микробиом кишечника был близок к таковому у лиц без диабета, однако долгосрочных изменений не наблюдалось. Диабетический кетоацидоз при голодании у пациентов с сахарным диабетом 1 типа не наблюдался.

Количество некоторых видов Lachnospiraceae, связанных с клетчаткой, снизилось, в то время как количество Lachnospiraceae, разрушающих муцин/гликозаминогликаны, и некоторых видов Oscillospiraceae увеличилось во время голодания. Они являются одними из крупнейших производителей бутирата короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), процветают на богатой клетчаткой диете и, как правило, расщепляют клетчатку. В результате эти виды могут не развиваться в периоды дефицита клетчатки, например, во время голодания.

Режим голодания в данном исследовании включал около 200 ккал/день, состоявший из соков и бульонов, что обеспечивало очень мало пищевых волокон. Это может помочь объяснить, почему количество таксонов, адаптированных к клетчатке, сократилось, а количество таксонов, разрушающих муцин, увеличилось.

Однако не все представители этих семейств изменяются одинаково. Другие таксоны, расщепляющие муцин и гликозаминогликаны, увеличивают свою активность в ответ на голодание, как показывают различные исследования. Это указывает на переход к использованию источников энергии, получаемых из организма хозяина, включая β-гидроксибутират.

Эти таксономические изменения коррелировали с изменениями артериального давления и уровня холестерина, связанными с голоданием. Индекс массы тела (ИМТ) и соотношение «плохого» и «хорошего» холестерина (липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) соответственно) улучшились в период голодания и последующего наблюдения. Это изменение было аналогично ранее зарегистрированному у пациентов без диабета.

В контрольной группе послеголодные паттерны отражали таковые при сахарном диабете 1 типа, но не достигали статистической значимости, вероятно, из-за небольшого размера выборки.

При сравнении с небольшой группой из десяти пациентов с рассеянным склерозом, которые неоднократно придерживались длительного голодания, во многих областях картины микробиома кишечника наблюдалось совпадение, как и в группах без аутоиммунитета.

Это предполагает, что влияние голодания на микробиом не зависит от состояния здоровья хозяина и типа заболевания, хотя для подтверждения этого необходимы более масштабные исследования. Микробиом кишечника реагирует на голодание консервативно, вероятно, потому, что кишечные микробы вынуждены использовать различные метаболические пути для использования питательных веществ, полученных от хозяина.

В то время как количество таксонов, расщепляющих пищевые источники энергии, снижается во время голодания, те, которые могут переключиться на использование других энергетических субстратов, процветают. «Это говорит о том, что, помимо использования β-гидроксибутирата для собственного питания, кишечная микробиота может играть важную роль в увеличении выработки кетонов хозяином в периоды голодания».

Определенные таксоны, количество которых увеличивается во время голодания, могут вызывать иммунную толерантность к стимулам окружающей среды, что, возможно, способствует уменьшению воспаления при голодании.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний