Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Myszy z mikrobiomem przetrzebionym przez antybiotykoterapię (ang. antibiotic-induced microbiome depletion, AIMD) mają niższy poziom glukozy i lepszą wrażliwość na insulinę. Wyniki uzyskane przez naukowców z Instytutu Salka rzucają nowe światło na rolę mikrobiomu w cukrzycy. Powinny też dać lepszy wgląd w skutki uboczne obserwowane u pacjentów leczonych dużymi dawkami antybiotyków.

Badanie jest bardzo ekscytujące, bo sytuacja, jaką wytworzyliśmy u myszy, jest bardzo podobna do ludzi, którzy przeszli terapię licznymi antybiotykami. Teraz, gdy wiemy o oddziaływaniach [antybiotykoterapii] na metabolizm glukozy, możemy poszukać składowych mikrobiomu, które zwykle go kształtują - opowiada prof. Satchidananda Panda.

By usunąć przed interwencją bakterie, wielu naukowców prowadzących eksperymenty mikrobiomowe na myszach stosuje antybiotyki [o szerokim spektrum działania]. My pokazaliśmy, że taki zabieg ma olbrzymi wpływ na metabolizm zwierząt. Z tego powodu niektóre skutki metaboliczne można przypisać przetrzebieniu mikroflory, a nie samej interwencji - dodaje prof. Amir Zarrinpar z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego.

Autorzy publikacji z pisma Nature Communications nie zamierzali się przyglądać, jak "wybicie" mikrobiomu przez antybiotyk oddziałuje na poziom glukozy. Zamierzali analizować metaboliczne rytmy okołodobowe po przetrzebieniu mikroflory przez lek (warto dodać, że takie eksperymenty prowadzi się często na zwierzętach wyhodowanych w sterylnych warunkach).

Ponieważ nie mieliśmy dostępu do myszy pozbawionych kontaktu z mikroorganizmami, tzw. myszy aksenicznych [ang. germ free mice, GF], postanowiliśmy zniszczyć mikrobiom za pomocą popularnych antybiotyków [w tym neomycyny czy wankomycyny]. Problem - nieposiadanie właściwych myszy - stał się ostatecznie czymś bardzo pozytywnym, bo pozwolił nam dokonać tego niespodziewanego odkrycia - opowiada Panda.

Po podaniu leków zaobserwowano oczekiwany spadek różnorodności mikrobiomu jelitowego (gatunków reprezentujących typy Firmicutes i Bacteroidetes). Gdy przyjrzano się metabolizmowi, okazało się, że myszy są w stanie usunąć glukozę z krwi o wiele szybciej niż sądzono.

Dalsze badania pokazały, że tkanka jelita grubego pochłaniała dodatkową glukozę. Odkrycie to pasowało do ustalenia, że myszy miały znacznie powiększone jelito grube.

Generalnie AIMD obniżało wyjściowe poziomy glukozy w surowicy, poprawiało wrażliwość na insulinę, a także zmniejszało wzrosty poziomu cukru w czasie testów na tolerancję. Zmiany te zachodziły w warunkach zmniejszonego poziomu krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (ang. short-chain fatty acids, SCFAs), a zwłaszcza maślanów, oraz puli wtórnych kwasów żółciowych w świetle jelita (wtórne kwasy żółciowe są produkowane przez bytujące w jelicie cienkim bakterie, które odszczepiają od pierwotnych kwasów tłuszczowych glicynę, taurynę i grupy -OH).

U myszy AIMD zmieniała się ekspresja genów w jelicie ślepym oraz jelitowa sygnalizacja związaną z glukagonopodobnym peptydem 1 (ang. glucagon-like peptide 1, GLP-1). Wiele wskazuje na to, że znaczące remodelowanie tkanki i ograniczona dostępność SCFAs przestawiają metabolizm kolonocytów, czyli komórek nabłonka jelitowego, na wykorzystanie glukozy.

Pogłębione badania wykazały, że dla odmiany wątroba reaguje na AIMD jak na głodówkę, zwiększając ekspresję genów glukoneogenezy i zmniejszając ekspresję genów glikolizy.

Choć może się tak wydawać, nie sugerujemy, że cukrzycę typu 2. powinno się leczyć antybiotykami - podsumowuje Panda.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak wspomóc organizm, gdy prowadzi się mało aktywny tryb życia? Głowią się nad tym specjaliści z różnych dziedzin, a ostatnio coraz częściej przedstawiciele branży medyczno-żywieniowej. Batony prebiotyczne dla wykonujących pracę siedzącą i bułki błonnikowe, które pomagają osobom ze stłuszczeniem wątroby, to propozycje naukowców z Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego (PUM). Co ważne, będzie je można osobiście przetestować, bo wkrótce powinny się znaleźć na sklepowych półkach.
      Zespół prof. Ewy Stachowskiej poszukuje metod wsparcia mikrobiomu jelitowego. Gdy mikrobiom lepiej funkcjonuje, lepiej działa układ pokarmowy. Może to także wpłynąć na poprawę nastroju.
      Postanowiliśmy zrobić coś dla osób, które mają problemy z zaparciami, a tym samym problemy z masą ciała. W oparciu o naszą recepturę lokalny wytwórca pieczywa, pan Jan Tabiński, przygotował batony, które zawierają tylko zdrowe elementy [np. rozpuszczalny błonnik roślinny o dużym stopniu lepkości] - powiedziała prof. Stachowska w wywiadzie udzielonym Polskiej Agencji Prasowej.
      Batony opracowano z myślą o ludziach z pracą siedzącą, np. urzędnikach czy kierowcach. Poprawa pracy jelit pojawia się naprawdę szybko, bo już po pierwszych tygodniach. Nawet teraz pacjenci mówią, że efekt się utrzymuje, mimo iż minęło 6-7 miesięcy od czasu, gdy codziennie jedli batony. Idea jest taka, aby ktoś kupił sobie zapas batonów na tydzień, odczuł efekt – a jeśli go nie ma, wydłużył ten okres do dwóch tygodni, a później znów odstawił je i zjadał po jednym batonie co dwa dni.
      Kolejnym plusem sięgania po batony jest spadek wagi. Podczas testów ludziom nie chciało się tak bardzo jeść, a dzięki temu po ok. 3 tygodniach wskazania wagi były o ok. 1 kg mniejsze.
      Na razie dostępny jest jeden smak, piernikowy, ale naukowcy podkreślają, że chcą też popracować nad innymi wersjami. Naturalne przyprawy mają działanie przeciwutleniające, a to dodatkowo wspiera mikroflorę jelitową.
      Bułki błonnikowe dla osób ze stłuszczeniem wątroby, które często cierpią na otyłość, mają z kolei smak żytniego pieczywa na zakwasie. One także zostały stworzone we współpracy z lokalnym producentem.
      Ludzie są przyzwyczajeni, lubią i chcą jeść dobrej jakości pieczywo. Trzeba więc było zaprojektować to tak, aby było wygodne.
      Choć naukowcy z PUM-u koncentrowali się na zmianie mikrobiomu jelitowego, skutkiem spożywania bułek była również utrata masy ciała.
      Efekt nas absolutnie zaskoczył. Nie spodziewaliśmy się, żeby funkcja wątroby poprawiła się szybciej niż po pół roku. Badanie stopnia stłuszczenia po dwóch miesiącach wskazało jednak, że poprawiły się parametry zwłóknienia i stłuszczenia wątroby.
      Co ważne, poprawiło się wytwarzanie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, które m.in. obniżają stężenie cholesterolu LDL i trójglicerydów we krwi czy zmniejszają pH okrężnicy, ograniczając patogenną florę jelitową.
      Bułki, ochrzczone uniwersyteckimi, będą objęte licencją. Twórcom zależy, by można je było kupić w jak największej liczbie piekarni. Zgodnie z zapowiedziami, batony także trafią na sklepowe półki. W lutym zadebiutują na arenie światowej, bo na Międzynarodowej Wystawie Własności Intelektualnej, Wynalazków i Innowacji IPITEx w Bangkoku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Koreańscy naukowcy opracowali inteligentne fotoniczne soczewki kontaktowe do diagnozowania/monitorowania cukrzycy i leczenia retinopatii cukrzycowej.
      Prof. Sei Kwang Hahn i jego doktorant Geon-Hui Lee z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Pohangu opisali swój wynalazek na łamach Nature Reviews Materials. Powstał on we współpracy z Zhenanem Bao i Davidem Myungiem z Uniwersytetu Stanforda.
      Zespół opracował inteligentne soczewki kontaktowe ze zintegrowanymi mikrodiodami LED oraz fotodetektorem. Za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni mogą one mierzyć poziom glukozy w naczyniach spojówek.
      Na dalszym etapie badań akademicy testowali soczewki u królików z retinopatią cukrzycową. Przez miesiąc prowadzono cykliczne naświetlanie. Okazało się, że skutkowało to ograniczeniem angiogenezy, czyli powstawania nowych naczyń. Ma to ogromne znaczenie dla leczenia chorób przebiegających z patologiczną angiogenezą siatkówki, w tym retinopatii cukrzycowej.
      Koreańczycy podkreślają, że nowe urządzenie nie tylko pozwala diabetykom monitorować poziom glukozy w czasie rzeczywistym, ale i umożliwia terapię retinopatii cukrzycowej będącej powikłaniem cukrzycy.
      We współpracy ze Stanford Medicine zamierzamy skomercjalizować soczewki oraz inne opracowane przez nas ubieralne urządzenia - podsumowuje prof. Hahn.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Spożywanie piure ziemniaczanego podczas wydłużonego wysiłku, np. maratonów czy wyścigów rowerowych, podtrzymuje odpowiedni poziom glukozy we krwi tak samo dobrze, jak dostępne w handlu żele węglowodanowe.
      Badania pokazały, że spożywanie skoncentrowanych żeli węglowodanowych podczas wydłużonego wysiłku sprzyja dostępności węglowodanów w czasie ćwiczeń i poprawia osiągi. Celem naszego studium było rozszerzenie i zróżnicowanie opcji dostępnych dla sportowców, a także odroczenie zmęczenia smakiem - podkreśla prof. Nicholas Burd z Uniwersytetu Illinois.
      Ziemniaki są obiecującą alternatywą dla sportowców, bo stanowią tanie i gęste odżywczo [...] źródło węglowodanów. Ponadto to opcja wytrawna, a żele węglowodanowe są bardzo słodkie - dodają autorzy publikacji z Journal of Applied Physiology.
      Naukowcy zebrali grupę 12 ochotników. Wszyscy byli zdrowi i lubili uprawiać sport (średnio przejeżdżali na rowerze 267 km tygodniowo). Wszyscy trenowali od lat. Średnie szczytowe pochłaniane tlenu (VO2peak) wynosiło 60,7 ± 9,0 ml/kg/min. Podczas eksperymentów badani mieli jechać na rowerze przez 2 godziny na poziomie 60-85% VO2peak. Później następował test czasowy (ang. time trial, TT).
      Ochotników losowano do grupy spożywającej 1) wodę, 2) dostępny w handlu żel węglowodanowy lub 3) ekwiwalent węglowodanów z ziemniaków. Badanie miało charakter naprzemienny, co oznacza, że wszyscy badani brali udział we wszystkich scenariuszach.
      Amerykanie standaryzowali, co rowerzyści jedli w ciągu 24 godzin przed sesją, co miało odzwierciedlać typowe okoliczności związane z wyścigiem. Podczas ćwiczeń naukowcy monitorowali m.in. poziom glukozy i temperaturę głęboką ciała badanych, opróżnianie żołądka oraz objawy żołądkowo-jelitowe. Mierzyli również poziom mleczanu we krwi (jest on markerem intensywności wysiłku).
      Nie stwierdziliśmy różnic między osiagami rowerzystów, którzy w czasie eksperymentów pozyskiwali węglowodany z trawienia ziemniaków i żelu (przy zalecanej dawce ok. 60 g na godzinę). W obu grupach wystąpiła znacząca poprawa wykonania [...] - opowiada Burd.
      U osób spożywających ziemniaki i żel stężenie glukozy w osoczu wzrosło w podobnym stopniu. Podobnie zresztą jak tętno. Dzięki ziemniakom i żelowi ochotnicy byli szybsi w teście czasowym; wyniki TT w grupie ziemniaczanej i żelowej wynosiły, odpowiednio, 33,0 ± 4,5 min i 33,0 ± 4,2 min, w porównaniu do 39,5 ± 7,9 min dla wody.
      Okazało się jednak, że przy jedzeniu ziemniaków występowały silniejsze wzdęcia, ból i gazy niż w innych scenariuszach. Wg Burda, może to wynikać z faktu, że by dopasować ilość glukozy zapewnianej przez żele, trzeba zjeść większą objętość ziemniaków.
      Tak czy siak, przeciętne objawy ze strony przewodu pokarmowego były słabsze niż we wcześniejszych badaniach, co wskazuje, że oba scenariusze węglowodanowe były dobrze tolerowane przez większość badanych rowerzystów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że 12-HEPE, lipid produkowany przez brunatną tkankę tłuszczową (BAT) w odpowiedzi na zimno, pomaga obniżyć poziom cukru we krwi. Uzyskane wyniki mogą utorować drogę nowym lekom na cukrzycę.
      Zespół zauważył także, że mirabegron, lek stosowany przy zespole nadreaktywnego pęcherza, zwiększa u ludzi ilość 12-HEPE uwalnianego do krwiobiegu.
      W odpowiedzi na zimno BAT produkuje różne lipidy. Jednym z nich jest 12-HEPE. Jego funkcja pozostawała nieznana do momentu, aż autorzy raportu z pisma Cell Metabolism przeprowadzili ostatnio swoje eksperymenty. Okazało się, że u otyłych myszy, którym wstrzyknięto stężony roztwór glukozy, poziom cukru był skuteczniej obniżany, kiedy podano im 12-HEPE (porównań dokonywano do gryzoni z grupy kontrolnej, których nie potraktowano lipidem).
      Brazylijsko-amerykańsko-niemiecki zespół uważa, że 12-HEPE wpływa korzystnie na tolerancję glukozy u otyłych myszy, gdyż sprzyja wychwytowi glukozy przez mięśnie szkieletowe i BAT.
      Badania z udziałem pacjentów wskazały na możliwą fizjologiczną rolę 12-HEPE. Wolontariuszy podzielono na 3 grupy: 1) szczupłych i zdrowych, 2) z nadwagą i 3) otyłych. Badania krwi pokazały, że u osób szczupłych poziom 12-HEPE był wyższy niż u ludzi z nadwagą i o wiele wyższy niż w grupie otyłej.
      Wg naukowców, można to wyjaśnić tym, że u otyłych proporcja masy brunatnej tkanki tłuszczowej jest mniejsza niż u osób szczupłych. Co więcej, niedobór BAT w 3. grupie może odpowiadać za otyłość, a nawet za podwyższone ryzyko cukrzycy.
      Badania in vitro na komórkach pokazały, że 12-HEPA zwiększał wychwyt glukozy przez adipocyty, co sugeruje, że 12-HEPE ma swój wkład nie tylko w proces przystosowania się do chłodu. Sporo wskazuje bowiem na to, że drastycznie obniżony poziom lipidu we krwi otyłych osób może, przynajmniej częściowo, odpowiadać za ich podwyższony poziom cukru.
      W ramach studium inna grupa szczupłych ochotników dostawała mirabegron, który jak wcześniej wykazano, może aktywować BAT. Grupie kontrolnej podawano placebo. Zademonstrowano, że u ludzi dostających mirabegron w osoczu występowały podwyższone poziomy 12-HEPE.
      Mirabegron działa na kilka sposobów, niektóre z nich są niepożądane. Aktywuje uwalnianie różnych innych lipidów i nie celuje specyficznie w obniżanie poziomu glukozy. Lipid typu omega-3, taki jak 12-HEPE, mógłby [zaś] mieć o wiele lepszy profil toksykologiczny - podkreśla Luiz Osório Leiria z Instytutu Biologii Universidade Estadual de Campinas.
      W niedalekiej przyszłości naukowcy chcą m.in. ustalić, z jakim receptorem wiąże się 12-HEPE, by sprzyjać wychwytowi glukozy. Dzięki temu ekipa będzie mogła opracować nowe cząsteczki, które także z nim oddziałują.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podawanie antybiotyków wcześniakom może mieć długotrwałe negatywne skutki dla ich zdrowia, informują naukowcy z Washington University w St. Louis. Niemal wszystkie wcześniaki otrzymują przez pierwsze tygodnie antybiotyki, które mają chronić je przed potencjalnie śmiertelnymi infekcjami. To ratuje ich życie, ale niszczy mikrobiom jelit.
      Autorzy artykułu opublikowanego na łamach Nature Microbiology sugerują, by starannie dobierać antybiotyki podawane wcześniakom tak, by zminimalizować ich negatywny wpływ na mikrobiom jelit. Jako, że mikrobiom ten odgrywa kolosalną rolę, jego naruszenie może skutkować rozwojem chorób w późniejszym życiu.
      Naukowcy z St. Louis zauważyli, że półtora roku po opuszczeniu przez wcześniaki szpitala wciąż widać u nich skutki podawania antybiotyków. W porównaniu z dziećmi urodzonymi w terminie, które nie brały antybiotyków, w mikrobiomie wcześniaków występuje więcej bakterii związanych z pojawianiem się chorób, mniej bakterii powiązanych z dobrym stanem zdrowia oraz więcej antybiotykoopornych bakterii.
      Bakteriami, które z największym prawdopodobieństwem są w stanie przetrwać antybiotykoterpapię, nie są bakterie wiązane ze zdrowiem jelit. Skład mikrobiomu w zdecydowanej mierze ustala się do 3. roku życia i pozostaje dość stabilny. Jeśli zatem bakterie chorobotwórcze zdobędą tam przyczółki we wczesnym dzieciństwie, to człowiek będzie odczuwał tego skutki przez długi czas. Jedna lub dwie dawki antybiotyków w pierwszych tygodniach życia mogą mieć swoje konsekwencje, gdy człowiek ma 40 lat, wyjaśnia profesor Gautam Dantas, specjalista patologi, mikrobiologii i inżynierii biomedycznej.
      Zdrowa flora jelitowa jest powiązana ze zmniejszonym ryzykiem wielu chorób immunologicznych i metabolicznym, w tym ze zmniejszonym ryzykiem występowania alergii, cukrzycy, otyłości czy nieswoistego zapalenia jelit.
      Dantas i jego zespół chcieli dowiedzieć się, czy u wcześniaków po antybiotykoterapii mikrobiom jelit powraca do normy. W tym celu przeanalizowali 437 próbek kału pobranych od 58 dzieci w wieku 0–21 miesięcy. Wśród nich znajdowało się 41 dzieci, które urodziły się średnio o 10 tygodni zbyt wcześnie. Pozostałe dzieci były urodzone w terminie.
      Wszystkim wcześniakom podawano antybiotyki. Dziewięcioro z dzieci otrzymało pojedynczą dawkę, a pozostałych 32 otrzymało średnio 8 dawek, które były im podawane przez połowę ich pobytu na oddziale intensywnej opieki neonatologicznej. Żadne z dzieci urodzonych w terminie nie otrzymało antybiotyków.
      Badania wykazały, że wcześniaki, którym podawano liczne dawki antybiotyków, w wieku 21 miesięcy miały w jelitach znacznie więcej antybiotykoopornych bakterii, niż wcześniaki, którym podano pojedynczą dawkę oraz dzieci urodzone w terminie. Obecność antybiotykoopornych bakterii w jelitach niekoniecznie musi oznaczać kłopoty, o ile bakterie te w jelitach pozostaną. Jeśli jednak przedostaną się do krwioobiegu, układu moczowego czy innych części ciała, mogą wywołać trudne w leczeniu infekcje.
      Uczeni hodowali też bakterie, które pozyskali z próbek w odstępach 8–10 miesięcy. Okazało się, że antybiotykooporne bakterie u starszych dzieci były dokładnie tymi samymi szczepami, jakie pozyskano, gdy dzieci te były młodsze. To nie były podobne bakterie. To były te same szczepy. Antybiotyki otworzyły im drogę do skolonizowania jelit, a gdy już się tam znalazły, nie pozwoliły się stamtąd usunąć. I mimo tego, że nie wykazaliśmy, by bakterie te spowodowały zachorowania u badanych dzieci, to są te same rodzaje bakterii, które wywołują infekcje układu moczowego, układu krwionośnego i inne problemy. Mamy tutaj więc do czynienia z sytuacją, w której potencjalne patogeny zasiedlają organizm w pierwszych tygodniach życia i w nim pozostają, mówi Dantas.
      Dalsze analizy wykazały, że do 21. miesiąca życia u wszystkich dzieci doszło do zróżnicowania mikrobiomu. To dobry znak, gdyż brak takiego zróżnicowania jest wiązany z licznymi chorobami immunologicznymi i metabolicznymi u dzieci i dorosłych. Jednak zauważono również, że u wcześniaków, które brały wiele antybiotyków, różnicowanie mikrobiomu przebiegało wolniej niż u pozostałych dzieci. Co więcej, mikrobiom dzieci, którym wielokrotnie podawano antybiotyki miał mniej korzystny skład. Występowało u nich mniej bakterii z pożytecznych rodzin takich jak Bifidobacteriaceae, a więcej z grup szkodliwych, takich jak Proteobakterie.
      Jednym z autorów badań jest Barbara Warner, dyrektor Wydzaiłu Medycyny Noworodków. W związku z uzyskanymi wynikami doktor Warner, która jest też odpowiedzialna za opiekę nad wcześniakami w Oddziale Intensywnej Opieki Neonatologicznej St. Louis Children's Hospital wydała zalecenie, by zmniejszyć dawki antybiotyków podawane dzieciom. Już nie mówimy: „włączmy antybiotyki, bo lepiej, by były bezpieczne, niż gdybyśmy mieli później żałować, że tego nie zrobiliśmy”, stwierdza Warner. Teraz wiemy, że istnieje ryzyko, iż w ten sposób dokonamy negatywnej selekcji mikroorganizmów, które pozostaną w mikrobiomie i mogą zwiększyć ryzyko zachorowań w dzieciństwie czy późniejszym okresie życia. Znacznie bardziej ostrożnie podchodzimy do podawania antybiotyków i przerywamy terapię natychmiast po tym, jak stwierdzimy, że pozbyliśmy się chorobotwórczych bakterii. Wciąż musimy używać antybiotyków – kwestią bezdyskusyjną jest, że ratują one życie – jednak byliśmy w stanie znacząco obniżyć ich dawki i nie zauważyliśmy przy tym negatywnych skutków dla dzieci.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...