Периферическая и центральная регуляция инсулина кишечником и микробиомом

При прогрессировании сахарного диабета 2-го типа нарушается гомеостаз глюкозы крови и инсулина. Уровень инсулина и его действие регулируются периферическими и центральными механизмами, в которых участвуют кишечник и микробиом. Кишечник и его микробиота перерабатывают питательные вещества и образуют молекулы, влияющие на уровень глюкозы крови и инсулина. Периферическая регуляция инсулина зависит от распознавания питательных веществ в разных отделах кишечника и микробных факторов, таких как короткоцепочечные жирные кислоты и желчные кислоты, которые взаимодействуют с рецепторами, сопряжёнными с G-белком. Врождённое распознавание иммунной системой компонентов клеточной стенки бактерий кишечного происхождения и липополисахаридов также изменяет гомеостаз инсулина. Эти бактериальные метаболиты и постбиотики влияют на секрецию и клиренс инсулина, отчасти изменяя эндокринные реакции, например секрецию глюкагоноподобного пептида-1. Бактериальные факторы кишечного происхождения могут способствовать воспалению и инсулинорезистентности, тогда как некоторые постбиотики повышают чувствительность к инсулину. Кроме того, активация сиртуина 1 в тонкой кишке повышает чувствительность к инсулину, устраняя вызванную пищей с высоким содержанием жиров гипоталамическую инсулинорезистентность через нейрональную ось кишечник—мозг. Напротив, рацион с высоким содержанием жиров изменяет микробиом тонкой кишки и повышает концентрацию таурохенодезоксихолевой кислоты в плазме и дорсальном вагальном комплексе, что приводит к инсулинорезистентности. В целом накапливаются данные о том, что молекулярные сигналы кишечника, связанные с распознаванием питательных веществ и симбиозом организма-хозяина с микробами, изменяют гомеостаз инсулина и его действие. Эндокринные и паракринные факторы организма-хозяина, образующиеся в кишечнике, а также метаболиты микробов влияют на печень, поджелудочную железу и головной мозг и параллельно — на нейрональную ось кишечник—мозг. Выявление общих звеньев периферической и центральной регуляции гомеостаза инсулина и его действия может открыть новые возможности для воздействия на взаимодействие организма-хозяина с микробиотой кишечника при ожирении, метаболических заболеваниях и сахарном диабете 2-го типа.