Диабет второго типа (T2D) — метаболическое заболевание, характеризующееся инсулинорезистентностью и гипергликемией. Помимо генетики, ключевую роль играют факторы образа жизни, особенно питание, которое напрямую влияет на состав кишечной микробиоты. Новое исследование, опубликованное в Nature Metabolism, раскрыло механизм этой связи: ученые выявили 143 метаболита крови, ассоциированных одновременно с T2D и кишечным микробиомом, причем 81 из них чувствителен к краткосрочным изменениям диеты и физической активности.
Материал и методы
В исследовании участвовали 1167 жителей Швеции, разделенных на две когорты:
Основная выборка: 697 человек (220 — нормальный метаболизм глюкозы, 432 — преддиабет, 47 — T2D);
Валидационная выборка: 470 человек (201, 214 и 55, соответственно).
Ученые проанализировали 978 метаболитов в плазме крови, используя масс-спектрометрию и ЯМР-спектроскопию. Для установления связи с микробиотой применяли:
Метагеномное секвенирование образцов кала;
Статистические модели (многомерный регрессионный анализ);
Эксперименты на мышах (трансплантация микробиоты от доноров с T2D).
Результаты
Связь метаболитов с T2D и микробиотой
Из 645 метаболитов, ассоциированных с нарушениями метаболизма глюкозы, 143 показали устойчивую связь с составом микробиоты. Среди них:
Гиппуровая кислота (продукт распада полифенолов);
Вторичные желчные кислоты (синтезируются бактериями из первичных);
Hominifimenecus microfluidus и Blautia wexlerae (семейство Lachnospiraceae) оказались ключевыми игроками при преддиабете и T2D. Их активность коррелировала с уровнем гиппуровой кислоты и другими маркерами дисгликемии.
Прогностические модели
Модели на основе 143 ассоциированных с микробиотой метаболитов показали высокую точность в диагностике нарушений: AUC-ROC 0.89 (основная выборка), 0.84 (валидационная).
Образ жизни как терапия
Ученые проверили, как диета и физическая активность влияют на выявленные метаболиты, используя данные предыдущих интервенционных исследований:
Диетическое вмешательство (снижение калорий, увеличение клетчатки);
Программа физических нагрузок (150 минут аэробных упражнений в неделю).
81 метаболит из 143 реагировал на изменения:
32 — чувствительны к обоим факторам;
28 — только к диете;
21 — только к физической активности.
Например, уровень индолпропионовой кислоты (метаболит, улучшающий чувствительность к инсулину) повышался при комбинированном воздействии диеты и упражнений.
Выводы
Исследование подтверждает, что кишечная микробиота выступает ключевым посредником между образом жизни и риском диабета. Выявленная метаболическая ось предлагает два пути воздействия:
Краткосрочный: Коррекция диеты и физической активности для модуляции 81 «чувствительного» метаболита;
Долгосрочный: Таргетное изменение состава микробиоты через пре-/пробиотики.
Дата публикации: 17.04.2025
Первоисточник:
Wu H. et al. Microbiome-metabolome dynamics associated with impaired glucose control and responses to lifestyle changes. Nat Med. 2025 Apr 8. doi: 10.1038/s41591-025-03642-6. Epub ahead of print. PMID: 40200054. https://www.nature.com/articles/s41591-025-03642-6