Έρευνα: Πώς τα αντιβιοτικά επηρεάζουν το μικροβίωμα και τον μεταβολισμό της γλυκόζης

Κατηγορία Έρευνα
Δευτέρα, 17 Δεκεμβρίου 2018 09:29 Διαβάστηκε 534 φορές
online Ιορδάνης Βελισσάρης

Μια νέα μελέτη διαπίστωσε ότι η μείωση του μικροβιώματος σε ποντίκια εξαιτίας των αντιβιοτικών είχε επίδραση στα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα τους και στην ευαισθησία στην ινσουλίνη. Η έρευνα αυτή έχει επιπτώσεις στην κατανόηση του ρόλου του μικροβιώματος στο διαβήτη. Θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση των παρενεργειών που παρατηρούνται σε άτομα που έχουν λάβει μεγάλες ποσότητες αντιβιοτικών. Η μελέτη εμφανίστηκες το περιοδικό Nature Communications τον Ιούλιο του 2018.

"Αυτή η έρευνα είναι πολύ συναρπαστική, επειδή η κατάσταση που έχουμε δημιουργήσει σε αυτά τα ποντίκια είναι παρόμοια με αυτή σε ανθρώπους όταν έχουν υποβληθεί σε θεραπεία με πολλαπλά αντιβιοτικά", αναφέρει ο Satchidananda Panda, καθηγητής στο Εργαστήριο Βιολογίας του Salk και υπεύθυνος της μελέτης. "Τώρα που γνωρίζουμε για αυτές τις επιδράσεις στον μεταβολισμό της γλυκόζης, μπορούμε να αναζητήσουμε συστατικά του μικροβιώματος που τις επηρεάζουν".

Το μικροβίωμα είναι η συλλογή μικροοργανισμών που ζουν στο σώμα ενός ζώου, πολλοί από τους οποίους είναι απαραίτητοι για την υγεία. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι οι ποντικοί των οποίων το μικροβίωμα είναι ανεπαρκές σε ορισμένους τύπους βακτηρίων είναι πιο πιθανό να αναπτύξουν διαβήτη. Υπάρχουν επίσης ορισμένες ενδείξεις ότι ορισμένα μικρόβια μπορεί να προστατεύουν από τον διαβήτη.

"Πολλοί επιστήμονες που κάνουν πειράματα για το μικροβίωμα σε ποντίκια χρησιμοποιούν αντιβιοτικά για να καθαρίσουν τα βακτήρια πριν παρέμβουν", λέει ο Amir Zarrinpar, βοηθός καθηγητής στο UC San Diego και ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης. «Δείχνουμε ότι αυτή η εκκαθάριση έχει τεράστιες επιπτώσεις στο μεταβολισμό του ποντικιού. Έτσι, κάποια μεταβολικά αποτελέσματα μπορούν να αποδοθούν σε αυτή την μείωση του μικροβιώματος παρά στην παρέμβαση".

Οι ερευνητές δεν σχεδίαζαν να εξετάσουν συγκεκριμένα πώς η εξαφάνιση του μικροβιώματος που προκαλείται από τα αντιβιοτικά επηρεάζει τα επίπεδα γλυκόζης. Ήθελαν να εξετάσουν τους κιρκαδικούς (24ωρους) ρυθμούς του μεταβολισμού του ποντικού όταν εξαντλείται το μικροβίωμα. Αυτός ο τύπος έρευνας συχνά γίνεται με ποντίκια που εκτρέφονται σε περιβάλλον χωρίς μικρόβια.

"Επειδή δεν είχαμε πρόσβαση σε αυτά τα ποντίκια χωρίς μικρόβια, αποφασίσαμε να εξαφανίσουμε το μικροβίωμα χρησιμοποιώντας κοινά αντιβιοτικά από την κλινική", λέει ο Panda. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα κοκτέιλ τεσσάρων διαφορετικών αντιβιοτικών στα ποντίκια για να το κάνουν αυτό. "Αυτή η αδυναμία - που δεν είχαμε το σωστό είδος ποντικών - έγινε δύναμη που μας επέτρεψε να κάνουμε αυτή την απροσδόκητη ανακάλυψη", λέει ο Panda.

Μετά τη θεραπεία των ποντικών, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι υπήρξε μεγάλη μείωση στην ποικιλία των μικροοργανισμών που υπήρχαν στα έντερα τους, όπως αναμενόταν. Όταν εξέτασαν τους μεταβολισμούς των ποντικών, διαπίστωσαν ότι ήταν σε θέση να καθαρίσουν τη γλυκόζη από το αίμα τους πολύ πιο γρήγορα από το αναμενόμενο.

Περαιτέρω μελέτες έδειξαν ότι ο ιστός του παχέος εντέρου στα ποντίκια λειτουργούσε σαν ένα είδος καταβόθρας της γλυκόζης  - απορροφώντας το επιπλέον σάκχαρο και έτσι μειώνοντας τα επίπεδά του στο αίμα. Αυτή η συμπεριφορά ταιριάζει με την παρατήρηση ότι τα ποντίκια είχαν έντερα αυξημένα σε μεγάλο βαθμό σε μέγεθος.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν τότε ότι αυτές οι μεταβολικές αλλαγές σχετίζονταν στην πραγματικότητα με αλλαγές στη λειτουργία του ήπατος και στα χολικά οξέα που απελευθερώνονταν από το ήπαρ. Τα ποντίκια δεν είχαν αλλαγές στη σύνθεση σωματικού λίπους ή σε αυτά που έτρωγαν - τα δύο πράγματα που συνήθως επηρεάζουν το μεταβολισμό της γλυκόζης και είναι γνωστό ότι παίζουν ρόλο στον διαβήτη τύπου 2 στους ανθρώπους.

"Δεν υπονοούμε ότι ο διαβήτης τύπου 2 πρέπει να αντιμετωπίζεται με αντιβιοτικά", εξηγεί ο Panda.

Ο Zarrinpar προσθέτει: "Είναι ενδιαφέρον να δούμε ότι υπάρχει ένας τρόπος με τον οποίο το μικροβίωμα μπορεί να διαχειριστεί έτσι ώστε το έντερο να παράγει υψηλά επίπεδα ορμονών που καθιστούν το σώμα πιο ευαίσθητο στην ινσουλίνη".

Τα επόμενα βήματα είναι να δούμε πώς συμβαίνουν οι αλλαγές στο ήπαρ και ποια συνιστώσα του μικροβιώματος επηρεάζει τις αλλαγές. "Ίσως θα μπορούσαμε να βρούμε τρόπους για να υποστηρίξουμε την ανάπτυξη ορισμένων μικροβίων του εντέρου και να προκαλέσουμε αυτές τις αλλαγές για τη ρύθμιση της γλυκόζης στους ανθρώπους", καταλήγει ο Panda. "Είμαστε τώρα ένα βήμα πιο κοντά στη μετάφραση αυτής της έρευνας."

ΠηγήSalk Institute.

Αναφορές της δημοσίευσης:

Amir Zarrinpar, Amandine Chaix, Zhenjiang Z. Xu, Max W. Chang, Clarisse A. Marotz, Alan Saghatelian, Rob Knight, Satchidananda Panda. Antibiotic-induced microbiome depletion alters metabolic homeostasis by affecting gut signaling and colonic metabolism. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-05336-9