俄勒岡州立大學的研究人員發現，腸道微生物群中的少數微生物在2型糖尿病中起著關鍵作用，這為一種嚴重的代謝疾病提供了可能的益生菌療法，這種疾病影響到大約十分之一的美國人。
「事實上，2型糖尿病是一場全球性的流行病，在未來十年裡，診斷的數量預計還會持續上升，」OSU藥學院藥學副教授安德烈·莫根(AndreyMorgun)說。「所謂的『西方飲食』--富含飽和脂肪和精製糖--是主要因素之一。但腸道細菌在調節飲食效果方面起著重要作用。」
以前被稱為成人型糖尿病，2型糖尿病是一種慢性疾病，影響身體代謝葡萄糖的方式，葡萄糖是一種重要的能量來源。對一些病人來說，這意味著他們的身體抵抗胰島素的影響--胰島素是由胰腺產生的激素，它為糖進入細胞打開了大門。其他病人的胰島素不足以維持正常的血糖水平。
在任何一種情況下，糖在血液中積累，如果不加以治療，這種影響會損害許多主要器官，有時甚至會使人致殘或危及生命。2型糖尿病的一個主要危險因素是超重，這通常是西方飲食與低體力活動相結合的結果。
人類腸道微生物群的特徵是來自大約1000種不同細菌的10萬億多個微生物細胞。微生物群中的失調或不平衡通常會對人的健康產生有害影響。
「一些研究表明，生物失調是由數百種不同微生物的相互作用引起的複雜變化造成的，」OSU卡爾森獸醫學院的生物醫學副教授納塔莉亞·舒爾琴科(Natalia Shulzhenko)說。「然而，我們的研究和其他研究表明，微生物群落中的個體成員，如果被飲食改變，可能會對宿主產生重大影響。」
Shulzhenko和Morgun使用了一種新的、由數據驅動的系統生物學方法，稱為跨領域網絡分析，以研究西方飲食下宿主-微生物之間的相互作用。這使得他們能夠調查微生物群中的個體成員是否參與了飲食在宿主體內引起的代謝變化。
「分析指出，特定的微生物可能會影響一個人代謝葡萄糖和脂質的方式，」莫根說。「更重要的是，它讓我們可以推斷這些影響對宿主是有害的還是有益的。我們還發現了這些微生物和肥胖之間的聯繫。」
科學家們確定了四個操作分類單元(OTUS)，它們似乎會影響葡萄糖代謝；OTUS是一種根據基因序列相似性對細菌進行分類的方法。
所鑑定的OTUS為4種細菌，分別為：johnsonii乳桿菌、Gassseri乳桿菌、ilaboutsia iliciis和Rumino球菌gnavus。
Shulzhenko說：「前兩種微生物被認為是葡萄糖代謝的潛在『改善劑』，另外兩種可能『惡化』。」總體跡象是，個體類型的微生物和/或它們之間的相互作用，而不是社區一級的失調，是2型糖尿病的關鍵因素。「
研究人員給老鼠餵食相當於西方飲食的食物，然後補充嚙齒類動物的攝取量，添加更好的和更惡化的微生物。乳酸桿菌促進了肝臟線粒體的健康，這意味著宿主代謝葡萄糖和脂類的方式有所改善，而接受這些乳酸桿菌的小鼠的脂肪質量指數也低於那些只吃西餐的小鼠。
科學家們根據早期人類研究的數據檢查老鼠的結果，發現人體質量指數和這四種細菌的豐度之間存在相關性--越多的改進劑意味著更好的身體質量指數，越多的惡化者與不太健康的BMI有關。
Shulzhenko說：「我們發現80%以上的肥胖患者中都存在伊萊拉氏菌，這表明這種微生物可能是超重人群中普遍存在的一種疾病。」
病態性是一種通常與宿主有共生關係的有機體，但在某些情況下可能會致病。
她說：「總的來說，我們的觀察證實了我們在西方飲食餵養的老鼠身上所看到的。」「在觀察所有的代謝產物時，我們發現了一些可以解釋乳酸菌治療引起的益生菌效應的原因。」
乳桿菌是一個微生物屬，含有數百種不同的細菌。它的代表是常見的益生菌，並經常發現在許多類型的發酵食品和乳酸菌強化乳製品，如酸奶。
莫根說：「我們的研究揭示了治療2型糖尿病和肥胖的潛在益生菌菌株，以及對其作用機制的深入了解。」「這意味著有機會開發有針對性的療法，而不是試圖恢復『健康』的總體微生物群。」