Τα μικρόβια του εντέρου μπορούν να ρυθμίζουν τις εξωκρινείς και ενδοκρινικές λειτουργίες του παγκρέατος και την παραγωγή ορμονών του γαστρεντερικού σωλήνα. Η κατανόηση του τι συμβαίνει μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη πιθανών θεραπειών για τον διαβήτη τύπου 2 και άλλες ασθένειες.
Τα ευρήματα αρχικά έγιναν σε ποντίκια και επιβεβαιώθηκαν σε ανθρώπους. Η μελέτη διεξήχθη από μια ομάδα ερευνητών από το Joslin Diabetes Center και το Πανεπιστήμιο του Μάαστριχτ, και δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Diabetes.
Τα ευρήματα ανοίγουν ένα νέο δρόμο για την καλύτερη κατανόηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ των μικροβίων του εντέρου και του παγκρέατος, δήλωσε ο Επίκουρος Καθηγητής Βιολογίας στο Κολέγιο της Βοστώνης Emrah Altindis, συγγραφέας της μελέτη. Μακροπρόθεσμα, αυτά τα ευρήματα έχουν τη δυνατότητα να βοηθήσουν στην ανάπτυξη θεραπειών με βάση τη μικροχλωρίδα του εντέρου για την ομαλοποίηση της λειτουργίας του παγκρέατος σε παχύσαρκους ασθενείς με διαβήτη τύπου 2.
«Τα αποτελέσματά μας είναι νέα και πολύ συναρπαστικά», είπε ο Altindis. «Από όσο γνωρίζουμε, αυτή είναι η πρώτη μελέτη που δείχνει ότι τα μικρόβια του εντέρου παίζουν αυτόν τον σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της λειτουργίας του παγκρέατος, του μεγέθους και της έκκρισης των ορμονών του εντέρου σε ποντίκια».
Η ερευνητική ομάδα επιβεβαίωσε τα αποτελέσματα σε ανθρώπους υιοθετώντας την προσέγγιση για τη θεραπεία μιας ομάδας παχύσαρκων ανδρών.
Περισσότεροι από 37 εκατομμύρια Αμερικανοί έχουν διαβήτη και πάνω από το 40% του πληθυσμού των ΗΠΑ ταξινομούνται ως παχύσαρκοι, σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων των ΗΠΑ. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η σύνθεση της μικροχλωρίδας του εντέρου αλλάζει όταν υπάρχει διαβήτης και παχυσαρκία, ωστόσο, ο ρόλος αυτών των αλλοιωμένων μικροβιωμάτων του εντέρου στις λειτουργίες του ξενιστή -που κυμαίνονται από την έκκριση ορμονών έως τις μεταβολικές λειτουργίες- παραμένει ασαφής.
Οι ερευνητές εξέτασαν το ρόλο των μικροβίων του εντέρου στη λειτουργία του παγκρέατος χρησιμοποιώντας μοντέλα ποντικών παχυσαρκίας και διαβήτη. Το πάγκρεας ήταν το κεντρικό σημείο εστίασης επειδή το όργανο εκκρίνει ορμόνες που ρυθμίζουν το μεταβολισμό του ξενιστή -ινσουλίνη και γλυκαγόνη- καθώς και ένζυμα για την πέψη των τροφών. Η λειτουργία του παγκρέατος είναι μειωμένη όταν υπάρχει διαβήτης.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο κοινώς χρησιμοποιούμενα αντιβιοτικά -βανκομυκίνη και μετρονιδαζόλη- για να «αναδιαμορφώσουν» τη μικροχλωρίδα του εντέρου σε ποντίκια που είχαν τραφεί με μια δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά ενώ η ομάδα ελέγχου ταΐστηκε με μια ισορροπημένη διατροφή. Ως αποτέλεσμα, της δίαιτας των πολλών λιπαρών, τα ποντίκια έγιναν παχύσαρκα και ανθεκτικά στην ινσουλίνη όπως εκατομμύρια ασθενείς με διαβήτη τύπου 2.
Όλα τα ποντίκια που ακολούθησαν δίαιτα πλούσια σε λιπαρά έγιναν παχύσαρκα, σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου. Μια υποομάδα παχύσαρκων ποντικών υποβλήθηκε σε θεραπεία με αντιβιοτικά -βανκομυκίνη ή μετρονιδαζόλη- τα οποία αναδιαμόρφωσαν τη μικροχλωρίδα του εντέρου. Ενώ αυτή η υποομάδα παρέμεινε παχύσαρκη, τα ποντίκια εμφάνισαν περισσότερη ευαισθησία στην ινσουλίνη. Τα ποντίκια αυτά, με την ανασχεδιασμένη μικροχλωρίδα του εντέρου, ήταν λιγότερο διαβητικά και πιο ανεκτικά στη γλυκόζη σε σύγκριση με τα παχύσαρκα ποντίκια που δεν έλαβαν τα αντιβιοτικά. Ομοίως, η θεραπεία με αντιβιοτικά έκανε τα αδύνατα ποντίκια ακόμη πιο ευαίσθητα στην ινσουλίνη.
«Αυτή η συνέπεια στα αποτελέσματά μας τόσο σε αδύνατα όσο και σε παχύσαρκα ποντίκια υποδηλώνει ότι οι επιδράσεις στο μεταβολισμό του ξενιστή είναι ανεξάρτητες από τη διατροφή ή/και τη μάζα λίπους, αλλά σχετίζονται άμεσα με την αλλαγμένη σύνθεση της μικροχλωρίδας του εντέρου», είπε ο Altindis.
Επιπλέον, η δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά αύξησε το μέγεθος του παγκρέατος στα παχύσαρκα ποντίκια, αλλά μετά από θεραπεία με αντιβιοτικά, το μέγεθος του παγκρέατος επέστρεψε στο φυσιολογικό, αναφέρει η ομάδα. Συγκεκριμένα, τα παγκρεατικά ένζυμα που είναι απαραίτητα για την πέψη αλλοιώθηκαν από τη δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά αλλά επέστρεψαν σε φυσιολογικά επίπεδα ή άλλαξαν μετά από θεραπεία με αντιβιοτικά.
Αυτή η αλλαγή των παγκρεατικών ενζύμων ήταν ειδική για τα παχύσαρκα ποντίκια και δεν παρατηρήθηκε στα άπαχα ποντίκια, υποδεικνύοντας ότι τα άπαχα ποντίκια δεν είχαν παρόμοιες αλλαγές στη λειτουργία του παγκρέατος με τα αντιβιοτικά, είπε ο Altindis. Το εύρημα επιβεβαίωσε περαιτέρω τις βλαβερές συνέπειες μιας δίαιτας υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά στη λειτουργία του παγκρέατος.
Μεταξύ των παχύσαρκων ποντικών που έλαβαν θεραπεία με αντιβιοτικά, η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι οι ορμόνες του εντέρου που παράγονται από το γαστρεντερικό σύστημα -οι οποίες είναι βασικές για τη ρύθμιση του μεταβολισμού- επέστρεψαν σε φυσιολογικά επίπεδα συγκρίσιμα με εκείνα των άπαχων ποντικών.
Προκειμένου να ελέγξουν ότι οι επιδράσεις στις ορμόνες του εντέρου καθοδηγούνται 100% από τη μικροχλωρίδα του εντέρου, οι ερευνητές στράφηκαν σε ένα μοντέλο ποντικού χωρίς μικρόβια. «Όταν μεταφέραμε τη μικροχλωρίδα του εντέρου των ποντικών που έλαβαν αντιβιοτικά στα έντερα ποντικών χωρίς μικρόβια, είδαμε όλα τα αποτελέσματα που παρατηρήθηκαν στα ποντίκια-δότες αποδεικνύοντας ότι τα μικρόβια του εντέρου είναι υπεύθυνα για αυτές τις επιδράσεις στις ορμόνες του εντέρου και ότι ρυθμίζουν άμεσα τις διαδικασίες παραγωγής ορμονών του εντέρου του ξενιστή», είπε ο Altindis.
Για να δουν εάν οι παρατηρήσεις ίσχυαν σε ανθρώπους, οι ερευνητές μελέτησαν δείγματα κοπράνων που ελήφθησαν από ανθεκτικούς στην ινσουλίνη, παχύσαρκους άνδρες που είχαν λάβει θεραπεία με βανκομυκίνη για μία εβδομάδα. «Δείξαμε ότι μια εβδομάδα θεραπείας με βανκομυκίνη ήταν αρκετή για να αλλάξει τα επίπεδα των παγκρεατικών ενζύμων τους, ένα πολύ παρόμοιο αποτέλεσμα με τα ευρήματά μας στα ποντίκια», είπε ο Altindis. «Εργαζόμαστε σε μελέτες παρακολούθησης για να κατανοήσουμε καλύτερα τους υποκείμενους μηχανισμούς και να εντοπίσουμε συγκεκριμένα βακτηριακά είδη που οδηγούν σε αυτές τις αλλοιώσεις».
Πηγή: Khyati Girdhar et al, Gut Microbiota Regulate Pancreatic Growth, Exocrine Function and Gut Hormones, Diabetes (2022). DOI: 10.2337/db21-0382.
