Роль микробиоты желудочно-кишечного тракта в развитии гестационного сахарного диабета

Микробиота желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) регулирует многие процессы, происходящие в кишечнике, воздействуя на его иммунную и эндокринную функции, всасывание веществ. Существует гипотеза о том, что дисбактериоз кишечника играет роль в патогенезе гестационного сахарного диабета (ГСД). Проведен обзор данных литературы ведущих мировых референтных баз (MEDLINE, EMBASE, Cochrane), посвященных вопросу изменения микробиоты и микробиома у женщин с ГСД. В результате анализа полученных данных обнаружены многочисленные корреляционные связи между конкретными таксонами бактерий и изменениями процесса обмена веществ в организме во время беременности. Возможным механизмом развития ГСД является возникновение воспаления в стенке кишечника на фоне дисбиоза ЖКТ, которое приводит к нарушению барьерной функции энтероцитов, увеличению их проницаемости и эндотоксемии. Это ведет к гиперэкспрессии провоспалительных цитокинов и повышению инсулинорезистентности. Методом коррекции нарушенной микрофлоры ЖКТ является прием пробиотиков. Показано, что прием пробиотиков способствует уменьшению реакций субклинического воспаления, восстановлению баланса всасываемых веществ. Возможно, данный способ может быть актуальным и для терапии гипергликемических состояний во время беременности.

Гестационный сахарный диабет (ГСД) – заболевание, характеризующееся нарушением толерантности к глюкозе, впервые возникшее во время беременности и не соответствующее критериям манифестного диабета [1]. По данным Международной Федерации Диабета 2015 г., каждый седьмой ребенок рождается от матери, больной ГСД [2]. У женщин с ГСД повышен риск возникновения перинатальных осложнений, таких как преэклампсия (ПЭ), макросомия плода, дистоция плечиков плода, гипергликемия новорожденных [3].

Влияние микробного состава желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) на здоровье человека становится все более очевидным. Показано, что пациенты с метаболическими нарушениями, такими как ожирение и сахарный диабет (СД) 2 типа, отличаются по составу микробиоты фекалий от здоровых людей [4, 5]. В экспериментальной модели на животных установлено, что снижение числа бифидобактерий приводит к увеличению продукции липополисахаридов, эндотоксемии, ожирению и инсулинорезистентности [6]. Prevotella copri и Bacteroides vulgatus являются основными видами микроорганизмов, которые определяют связь между биосинтезом аминокислот с разветвленной цепью, инсулинорезистентностью и нарушением толерантности к глюкозе [7].

Исследования микробиоты кишечника здоровых женщин выявили значительные изменения ее состава в зависимости от триместра беременности [8, 9]. Koren и соавт. установили, что с I по III триместр беременности снижается количество бактерий, продуцирующих бутират, и возрастает число бифидобактерий, протеобактерий и молочнокислых бактерий [8]. Работы, основанные на секвенировании 16S рРНК, выявили взаимосвязи между составом микробиома кишечника и метаболическим гормональным фоном у беременных с избыточной массой тела и ожирением на ранних сроках гестации [10]. Исследования свидетельствуют о том, что беременность связана с большими изменениями в микробиоте ЖКТ, которая играет важную роль в развитии субклинического воспаления и способствует возникновению ГСД [11].

Микробиота желудочно-кишечного тракта и ее влияние на организм человека

Человеческий организм является носителем уникальной микробной популяции, в которую входят бактерии, археи, грибы и вирусы. Состав микробиоты на каждом участке тела формируется, исходя из изменений условий окружающей среды, таких как уровень кислотно-основного состояния, насыщенность кислородом, наличие питательных веществ, влажность, температура. От перечисленных условий зависит взаимодействие различных популяций микроорганизмов и организма хозяина [12]. Микробные сообщества оказывают большое воздействие на здоровье организма путем вмешательства в его обменные процессы, иммунную систему и выработку гормонов [13]. Большинство микробов находятся в кишечнике, содержащем более сотни видов бактерий. Преобладающими являются бактерии типа Firmicutes и рода Bacteroides [14]. Кроме того, ротовая полость, кожа, влагалище являются важными нишами для определенных микробных сообществ, стимулирующих иммунную систему к защите от потенциальных патогенов [15].

Микробиота ЖКТ состоит из 500–1000 анаэробных видов бактерий, относящихся к нескольким семействам бактерий, плотность и разнообразие которых увеличиваются от проксимального к дистальному отделу ЖКТ [16]. Микробиота ЖКТ участвует в извлечении энергии и продукции короткоцепочечных жирных кислот (ЖК) из непереваренных углеводов [17, 18], биосинтезе витаминов [19], поддержании барьерной, эндокринной и иммунной функций кишечника [20–22]. Таким образом, микробиом ЖКТ рассматривается как «орган», контролирующий многие процессы в организме человека [23].

Существует гипотеза, что дисбактериоз играет ключевую роль в патогенезе многих острых и хронических состояний, включая метаболические заболевания, такие как ожирение, инсулинорезистентность, СД 1 и 2 типов. Выявлено несколько механизмов, связывающих дисбиоз с нарушенным метаболизмом: повышенная проницаемость стенок кишечника, увеличение абсорбции липополисахаридов (ЛПС), аномальная продукция короткоцепочечных ЖК, аберрантное превращение первичных желчных кислот во вторичные желчные кислоты, повышение эндотоксемии [24, 25]. Все эти изменения приводят к активации воспалительного и аутоиммунного путей, мимикрии аутоантигенов, стимуляции эндоканнабиноидной системы, нарушению секреции пептидов ЖКТ, нарушению сигнальной функции инсулина, увеличению энергопродукции и отложению жиров в организме [26, 27].

Методы исследования микробиоты желудочно-кишечного тракта

Методы исследования бактериальных сообществ ЖКТ включают в себя культуральный метод, посредством которого можно культивировать некоторые бактерии, полимеразную цепную реакцию (ПЦР) и наиболее часто используемый метод NGS (секвенирование нового поколения). С помощью NGS производят выделение 16S субъединицы рРНК. Таким образом, выделяется не весь геном, а лишь те его регионы, по которым возможно установить родовую или видовую принадлежность микроорганизмов. Данный метод дает информацию о разнообразии различных микроорганизмов, как внутри одного вида бактерий (α-р...

Оноприйчук А.Р., Капустин Р.В., Аржанова О.Н.