科学家发现,虽然西兰花芽提取物(BSE)可以帮助调节血糖,但只有拥有特定肠道菌群的人才能真正受益——这一发现为糖尿病预防中的个性化营养铺平了道路。
全世界约三分之一的成年人患有糖尿病前期,但大多数人都未意识到这一点。如果不进行干预,多达70%的患者会发展为2型糖尿病。一种简单的西兰花芽提取物能否改变这一趋势?
糖尿病前期影响着全球数百万人,增加了患2型糖尿病、心血管疾病和代谢紊乱的风险。当前的预防措施主要集中在生活方式干预上,如饮食和运动,但这些方法的效果参差不齐,且可及性有限。药物治疗如二甲双胍由于副作用和代谢反应不一致,通常不会被处方。
最近的研究强调了肠道微生物群在葡萄糖代谢中的作用,表明微生物组成可能影响个体对膳食干预的反应。
硫化物机制揭示
研究确认,西兰花芽提取物中的活性化合物萝卜硫素通过激活NRF2途径减少肝脏葡萄糖生成,这是调节葡萄糖代谢的关键路径。萝卜硫素已显示出减少肝脏葡萄糖生成的潜力,但在糖尿病前期中的有效性尚不确定。
了解BSE与肠道微生物群对葡萄糖调节的综合影响对于开发个性化干预措施至关重要。最新研究发现,激活萝卜硫素的能力可能取决于肠道中特定细菌基因的存在,如BT2160操纵子,在将萝卜硫素前体转化为活性形式中起关键作用。
研究背景
一项随机、双盲、安慰剂对照试验在未经药物治疗的糖尿病前期患者中进行。筛选了450名个体后,招募了年龄在35至75岁之间、空腹血糖水平在6.1-6.9 mmol/L、体重指数(BMI)在27-45 kg/m²之间的参与者。排除标准包括影响血糖代谢的条件。
最终有89名参与者入组(44名接受BSE,45名接受安慰剂),但由于中途退出,最终分析仅包括BSE组的35名和安慰剂组的39名参与者。
参与者接受了溶解在水中的BSE干燥粉末提取物,每天提供150 µmol的萝卜硫素。他们被要求保持常规饮食和体力活动。通过日记记录和电话跟进监测依从性,并记录不良事件和停药情况。
肠道菌群的意外角色
携带BT2160操纵子的拟杆菌属物种水平较高的参与者能够更好地将萝卜硫素前体转化为活性形式,从而导致更强的血糖降低效果。
研究测量了基线和治疗后的空腹血糖、稳态模型评估估计的胰岛素抵抗(HOMA-IR)和β细胞功能(HOMA-B)。通过宏基因组测序分析粪便样本中的肠道微生物群组成。关键探索性分析调查了肠道细菌(特别是含有BT2160操纵子的细菌)是否能影响萝卜硫素激活和随后的葡萄糖反应。
事后聚类分析根据病理生理特征将参与者分为亚组,以识别潜在的应答者。
研究结果
该研究共招募了89名参与者,其中44名接受BSE,45名接受安慰剂。然而,最终分析仅包括BSE组的35名和安慰剂组的39名参与者。15名参与者因胃肠道副作用等原因退出(BSE组9名,安慰剂组6名)。
BSE使空腹血糖较安慰剂降低了0.2 mmol/L(95%置信区间-0.44至-0.01,p=0.04),未达到预设的主要终点0.3 mmol/L。
次要代谢标志物(包括BMI、HOMA-IR、糖化血红蛋白(HbA1c)或脂质谱)在两组间未观察到显著差异。
探索性亚组分析显示,轻度肥胖、低胰岛素抵抗和胰岛素分泌减少(归类为轻度老年相关糖尿病(MARD))的个体表现出更明显的降糖反应,平均降低0.4 mmol/L(p=0.008)。严重胰岛素抵抗糖尿病(SIRD)或轻度肥胖相关糖尿病(MOD)患者未观察到血糖水平的显著变化。
尽管BSE未达到主要终点,但其0.2 mmol/L的空腹血糖降低效果与某些糖尿病预防试验中二甲双胍的效果相当,且副作用较少。
肠道微生物群组成在各亚组间有所不同。血糖反应较大的参与者基线时丁酸盐产生菌(如Faecalibacterium和Eubacterium)水平较高,而与代谢功能障碍相关的兼性厌氧菌水平较低。
此外,研究确定了一个关键细菌基因BT2160,该基因参与萝卜硫素的激活。肠道微生物群中含有更多该基因的参与者血清萝卜硫素浓度较高,空腹血糖降低效果更强。BT2160表达较低的参与者从BSE中获得的代谢益处较小。
机器学习分析进一步确定了基线肝标志物(如γ-谷氨酰转移酶(GGT)和碱性磷酸酶(ALP))以及特定肠道微生物种类作为治疗结果的预测因素。
值得注意的是,血糖恢复正常(<6.1 mmol/L)的参与者具有显著更高的BT2160丰度和更低的GGT水平,表明微生物和肝健康标志物共同影响代谢反应。
结论
总之,本研究对糖尿病预防具有重要意义,无论是个人还是全球层面。基于肠道微生物群分析的个性化营养干预可以改善代谢结果,减少对药物治疗的依赖。对于个人而言,这意味着一种可及且天然的降低血糖的方法,特别是对于肠道微生物群构成有利的个体。
在社区层面,研究结果突显了开发有针对性的营养策略的潜力,以减轻日益增加的糖尿病相关医疗成本负担。在全球范围内,将基于微生物群的干预措施纳入公共卫生计划可以为更有效和可持续的糖尿病预防策略铺平道路。
然而,需要注意的是,该研究随访期仅为12周,长期效果仍不确定。未来研究应集中于改进分层方法,以提高糖尿病前期治疗的精确性,并评估BSE是否能在更长时间内维持血糖改善效果。
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