Přesná probiotika snižují hladinu cukru v krvi a cholesterol u myší

Nová myší studie odhaluje, že pečlivě vybraná probiotika mohou snížit hladinu cukru v krvi, tělesným tukem a cholesterolu a přitom přetvářejí metabolismus střev, což naznačuje slibnou strategii pro budoucí prevenci diabetu.

Studie: Přesná probiotika regulují glukózu v krvi, cholesterol, procento tělesného tuku a hmotnost v osmitýdenní dietě s vysokým obsahem tuku. Obrázek kredit: Anusorn Nakdee / Shutterstock

V nedávné studii zveřejněné v časopise MetabolityVědci vyvinuli přesný probiotický koktejl pro zlepšení homeostázy glukózy v krvi. Hyperglykémie se blíží k epidemické prevalenci po celém světě, přičemž asi třetina populace Spojených států se odhaduje na špatnou homeostázu glukózy. Chronická hyperglykémie může vést k podmínkám ohrožujícím život, jako je neuropatie, rakovina, nefropatie, retinopatie, diabetická ketoacidóza a kardiovaskulární onemocnění. Je také spojen s metabolickým syndromem, obezitou a snížením kvality života a životnosti.

Probiotika jsou slibné zásahy pro komplikace spojené s hyperglykémií. Nedávná metaanalýza zjistila významná zlepšení v homeostatickém hodnocení modelu rezistence na inzulín, lipoprotein s vysokou hustotou (HDL) cholesterol a glykovaný hemoglobin s probiotickou suplementací. Existuje však potřeba probiotických kombinací specifických pro napětí vybrané na základě jejich vysoké kapacity spotřeby glukózy a optimalizované pro snížení glukózy.

Studie a zjištění

V této studii vědci vyvinuli přesný probiotický koktejl pro zvýšení spotřeby střevní mikrobiální glukózy, čímž se zlepšila úbytek hmotnosti a kontrolu glukózy v krvi. Bylo testováno dvanáct střevních mikrobiálních kmenů na konzumaci * in vitro * glukózy. Včetně Lactobacillus acidophilus, L. Casei, L. Gasseri, L. Rhamnosus, L. Rostliny, L. Paracasei, L. Salivarius, L. Reuteri, Bifidobacterium bifidum, B. Long, B. Zvířea Nissle 1917.

Glukometr byl použit k měření spotřeby glukózy každým kmenem po 24 hodinách inkubace v anaerobním médiu GIFU (GAM) a de Man, Rogosa a Sharpe (PANÍ) vývary. Deplece glukózy u vývaru paní byla významně vyšší u vzorků naočkovaných s B. Bifidum a Lactobacillus kmeny než pro neinokulované prázdné, L. Salivarius, L. Rhamnosus, L. Gasseria L. Reuteri spotřeboval téměř všechny dostupné glukózy.

Deplece glukózy u GAM byla výrazně větší ve všech inokulovaných vzorcích ve srovnání s mezerou. Důsledně, L. Rhamnosus, L. Salivariusa L. Reuteri vykazovalo nejvyšší vyčerpání glukózy. Na základě těchto výsledků bylo napájeno šest mužských myší C57BL/6J na skupinu a dietou s vysokým obsahem tuku (HFD) po dobu osmi týdnů a L. Rhamnosus, L. Salivariusa L. Reuteri byly vybrány pro testování * in vivo * jako přesný probiotický koktejl. Myši byly potaženy s 5 × 10^8 CFU/100 ul každého kmene ve fosfátově pufrovaném solném roztoku každý druhý den nebo samotný solný roztok (kontroly).

Od 2. týdne krmení HFD se myši, které dostávaly probiotický koktejl, měly trvale nižší glukózu v krvi nalačno (FBG) úrovně než kontroly. FBG byl měřen každý týden po 6hodinovém půstu pomocí ručního glukometru. Zejména kontroly vykazovaly výrazně vyšší FBG v 8. týdnu ve srovnání s výchozím hodnotou. Kromě toho měla probiotická skupina důsledně výrazně nižší tělesná hmotnost v týdnech 1 a 8 než kontrolní skupina. Velikost rozdílů v přírůstku hmotnosti mezi skupinami se zvýšila v průběhu týdne 3 a 8, což naznačuje pokračující výhody.

Zatímco obě skupiny prokázaly přibývání na váze, kontroly měly nejvýznamnější nárůst oproti základní linii. Po osmi týdnech byla terminální adipozita v probiotické skupině téměř o třetinu než u kontrol. Procento tělesného tuku bylo kvantifikováno v 8. týdnu Echomri. Probiotická skupina měla přibližně 50% nižší hladiny cirkulujícího inzulínu než kontrolní skupina. Probiotický koktejl měl také výrazně nižší hladiny lipoproteinu s nízkou hustotou (LDL) a lipoprotein s velmi nízkou hustotou (Vldl), celkový cholesterol (TC) a triglyceridy ve srovnání s kontrolami.

Schematický přehled našeho nového přístupu k rozvoji přesných probiotik pro kontrolu glukózy v krvi. Bakteriální kmeny (n = 12) byly testovány in vitro za účelem identifikace kmenů s největšími schopnostmi spotřeby glukózy. Tři nejvyšší kmeny byly kombinovány za vzniku probiotického koktejlu. Účinnost Koktejl byl poté testován in vivo na C57BL/6J samcích myší na vysoce tukové stravě, která dostávala perorální sonda probiotik (n = 6) nebo PBS vehikulu (n = 6) každý druhý den po dobu osmi týdnů. Koncentrace tělesné hmotnosti a koncentrace glukózy v krvi byly měřeny každý týden. Složení terminálního těla bylo měřeno po osmi týdnech. Pro metabolomickou analýzu byly sklizeny koncové sérové ​​a jaterní vzorky. Fekální vzorky byly odebrány pro sekvenování a analýzu 16S rRNA. Vytvořeno v biorenderu. Patterson, J. (2025). Přístup k 3. červenci 2025. https://biorender.com/bjkw2oe.

HDL Hladiny se mezi skupinami významně nelišily, ačkoli poměr TC/HDL byl v probiotické skupině významně nižší. Dále byly vzorky terminálního půstu v séru podrobeny necílené metabolomice. To odhalilo významné rozdíly v koncentracích 62 metabolitů mezi skupinami.

These included metabolites associated with adenosine triphosphate formation (D-ribose-1-phosphate), vitamin C metabolism products (L-threonic acid), energy-producing substrates (D-mannose, pyruvic acid, and D-glucose), and carnitine derivatives (O-propanoylcarnitine, 3-dehydrocarnitine, and 2-ethylacryloylcarnitin). Analýza metabolické dráhy vzorků séra z obou skupin odhalila různé cesty produkce energie.

Dále byly odebrány vzorky jater, aby se posoudily účinky na metabolity tkáně. Kyselina l-threonová a kyselina oxoglutarová (meziprodukt v cyklu Tricarboxylové kyseliny) vykazovaly zvýšenou hojnost jater v probiotické skupině vzhledem k kontrolám. Kromě toho byly v probiotické skupině významně zvýšeny l-lysin, kyselina aminoadipová, N6-acetyl-L-lysin a kyselina methylmalonová, zatímco kreatinin byl snížen.

Analýza metabolické dráhy jater také identifikovala různé cesty metabolismu aminokyselin a produkci energie. Nakonec byly koncové fekální vzorky podrobeny sekvenování 16S rRNA. Fylogenetické kvantifikace a diverzity Faith naznačily významné změny ve probiotické skupině. Došlo k podstatné upregulaci bakterie Muribaculaceae a Lachnospiraceae 609 a pokles odoribacteru v probiotické skupině.

Závěry

Studie představila přesný probiotický koktejl, který významně snížil zvýšení tělesné hmotnosti a FBG u myší krmených HFD ve srovnání s kontrolami. Koktejl významně zlepšil cirkulující hladinu inzulínu, VLDL/LDL a TC. Metabolomické analýzy odhalily metabolické adaptace hostitele pro cesty produkující energii.

Nálezy jsou předklinické u modelu myši s vysokým obsahem tuku s malými kohortami pouze pro muže; Lidská účinnost vyžaduje větší klinické studie. Celkově zjištění zdůrazňují potenciál přesných probiotik při zvyšování spotřeby střevní mikrobiální glukózy a snížení dostupnosti glukózy pro hostitele.

Dva autoři jsou zaměstnáni společností Metabiotics LLC a jedna údaje Theriome Inc. jsou k dispozici na vyžádání z důvodu uloženého patentu. Nebylo nahlášeno žádné externí financování.