Купить (150 RUB)
|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Метформин и микробиота кишечника
https://doi.org/10.33667/2078-5631-2024-26-19-23
Аннотация
Целый ряд исследований на людях и животных продемонстрировали, что действие метформина по снижению гипергликемии может быть результатом модуляции популяции кишечной микробиоты. Метформин изменяет соотношение Firmicutes/Bacteroidetes, усиливает рост некоторых бактерий, таких как Akkermansia muciniphila, Escherichia spp. или Lactobacillus, и снижает уровни других, таких как Intestinibacter. Более того, в кишечнике метформин не только улучшает усвоение глюкозы, но также способствует выработке короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), регулирует секрецию глюкозоснижающего гормона глюкагоноподобного пептида 1 (GLP‑1) и других кишечных пептидов, ингибирует фарнезоид-Х-рецептор (FXR) и резорбцию пула желчных кислот, может снижать проницаемость кишечного барьера за счет увеличения экспрессии муцина и белков плотных соединений, модулирует иммунный ответ, оказывает противовоспалительное действие и др. Таким образом, результаты исследований свидетельствуют о том, что кишечная микробиота участвует не только в сахароснижающем действии метформина при сахарном диабете 2 типа, но и в реализации его многочисленных плейотропных эффектов.
Ключевые слова
Об авторах
И. Н. Григорьева
Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия
Россия
Григорьева Ирина Николаевна - д.м.н., проф., главный научный сотрудник, руководитель группы биохимических исследований в гастроэнтерологии, проф. отдела образования
Scopus Author ID: 7004630757
Web of Science Researcher ID JGE‑0324-2023
Новосибирск
Т. И. Романова
Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия
Россия
Романова Татьяна Ивановна - к.м.н., старший научный сотрудник лаборатории гастроэнтерологии
Новосибирск
Т. С. Суворова
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Суворова Татьяна Станиславовна - к.м.н., доцент кафедры внутренних болезней
Новосибирск
Д. Л. Непомнящих
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Непомнящих Давид Львович - д.м.н., проф. кафедры внутренних болезней
Новосибирск
Список литературы
1. Bailey CJ. Metformin: historical overview. Diabetologia. 2017; 60 (9): 1566–1576. http://doi.org/10.1007/s00125–017–4318-z
2. Chen S, Gan D, Lin S, Zhong Y, Chen M, Zou X, Shao Z. et al. Metformin in aging and aging-related diseases: clinical applications and relevant mechanisms. Theranostics. 2022; 12 (6): 2722–2740. http://doi.org/10.7150/thno.71360
3. Effect of intensive blood-glucose control with metformin on complications in overweight patients with type 2 diabetes (UKPDS 34). UK Prospective Diabetes Study (UKPDS) Group. Lancet. 1998; 352 (9131): 854–65.
4. Martin DE, Cadar AN, Bartley JM. Old drug, new tricks: the utility of metformin in infection and vaccination responses to influenza and SARS-CoV-2 in older adults. Front Aging. 2023; 4: 1272336. http://doi.org/10.3389/fragi.2023.1272336
5. Shang R, Miao J. Mechanisms and effects of metformin on skeletal muscle disorders. Front Neurol. 2023; 14: 1275266. http://doi.org/10.3389/fneur.2023.1275266
6. Lee CB, Chae SU, Jo SJ, Jerng UM, Bae SK. The Relationship between the Gut Microbiome and Metformin as a Key for Treating Type 2 Diabetes Mellitus. Int J. Mol Sci. 2021; 22 (7): 3566. http://doi.org/10.3390/ijms22073566
7. Forslund K, Hildebrand F, Nielsen T. Disentangling type 2 diabetes and metformin treatment signatures in the human gut microbiota Nature. 2015; 528 (7581): 262–266. http://doi.org/10.1038/nature15766
8. Napolitano A, Miller S, Nicholls AW, Baker D, Van Horn S, Thomas E. et al. Novel gut-based pharmacology of metformin in patients with type 2 diabetes mellitus. PLoS One. 2014; 2; 9 (7): e100778. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0100778
9. de la Cuesta-Zuluaga J, Mueller NT, Corrales-Agudelo V, Velásquez-Mejía EP, Carmona JA, Abad JM. et al. Metformin Is Associated With Higher Relative Abundance of Mucin-Degrading Akkermansia muciniphila and Several ShortChain Fatty Acid-Producing Microbiota in the Gut. Diabetes Care. 2017; 40 (1): 54–62. http://doi.org/10.2337/dc16–1324
10. Wu H, Esteve E, Tremaroli V, Khan MT, Caesar R, Mannerås-Holm L. et al. Metformin alters the gut microbiome of individual with treatment-naïve type 2 diabetes contributing to the therapeutics effects of the drug. Nat Med. 2017; 23 (7): 850–858. http://doi.org/10.1038/nm.4345
11. Grigor'eva IN. Gallstone Disease, Obesity and the Firmicutes/Bacteroidetes Ratio as a Possible Biomarker of Gut Dysbiosis. J. Pers Med. 2020; 11 (1): 13. http://doi.org/10.3390/jpm11010013
12. Grigor’eva IN, Romanova TI. Gallstone Disease and Microbiome. Microorganisms. 2020; 8 (6): 835. http://doi.org/10.3390/microorganisms8060835
13. Bonora E, Cigolini M, Bosello O, Zancanaro C, Capretti L, Zavaroni I. et al. Lack of Effect of Intravenous Metformin on Plasma Concentrations of Glucose, Insulin, C-Peptide, Glucagon and Growth Hormone in Non-Diabetic Subjects. Curr. Med. Res. Opin. 1984; 9 (1): 47–51. http://doi.org/10.1185/03007998409109558
14. Bailey CJ, Wilcock C, Scarpello JH. Metformin and the Intestine. Diabetologia 2008; 51 (8): 1552–1553. http://doi.org/10.1007/s00125-008-1053-5
15. Jensen JB, Sundelin EI, Jakobsen S. [11C]-Labeled Metformin Distribution in the Liver and Small Intestine Using Dynamic Positron Emission Tomography in Mice Demonstrates Tissue-Specific Transporter Dependency. Diabetes. 2016; 65 (6): 1724–1730. http://doi.org/10.2337/db16–0032
16. Bauer PV, Duca FA, Waise TMZ, Rasmussen BA, Abraham MA, Dranse HJ. et al. Metformin Alters Upper Small Intestinal Microbiota that Impact a Glucose-SGLT1-Sensing Glucoregulatory Pathway. Cell Metab. 2018; 27 (1): 101–117. e5. http://doi.org/10.1016/j.cmet.2017.09.019
17. Rosario D, Benfeitas R, Bidkhori G, Zhang C, Uhlen M, Shoaie S, Mardinoglu A. Understanding the representative gut microbiota dysbiosis in metformin treated type 2 diabetes patients using genome-scale metabolic modeling. Front. Physiol. 2018; 9: 775. http://doi.org/10.3389/fphys.2018.00775
18. Shin NR, Lee JC, Lee HY, Kim MS, Whon TW, Lee MS, et al. An Increase in the Akkermansia Spp. Population Induced by Metformin Treatment Improves Glucose Homeostasis in Diet-Induced Obese Mice. Gut. 2014; 63 (5): 727–35. http://doi.org/10.1136/gutjnl-2012–303839
19. Zhang W., Xu J.H., Yu T., Chen Q.K. Effects of berberine and metformin on intestinal inflammation and gut microbiome composition in db/db mice. Biomed. Pharmacother. 2019; 118: 109131. http://doi.org/10.1016/j.biopha.2019.109131
20. Lee H, Ko G. Effect of metformin on metabolic improvement and gut microbiota. Appl Environ Microbiol 2014; 80: 5935-5943, http://doi.org/10.1128/AEM.01357-14
21. Bryrup T, Thomsen CW, Kern T, Allin KH, Brandslund I, Jørgensen NR. et al. Metformin-induced changes of the gut microbiota in healthy young men: results of a non-blinded, one-armed intervention study. Diabetologia. 2019; 62 (6): 1024–1035. http://doi.org/10.1007/s00125-019-4848-7
22. Rodriguez J, Hiel S, Delzenne NM. Metformin: old friend, new ways of action-implication of the gut microbiome? Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2018; 21 (4): 294–301. http://doi.org/10.1097/MCO.0000000000000468.
23. Buse JB, DeFronzo RA, Rosenstock J, Kim T, Burns C, Skare S. et al. The Primary Glucose-Lowering Effect of Metformin Resides in the Gut, Not the Circulation: Results From Short-term Pharmacokinetic and 12-Week Dose-Ranging Studies. Diabetes Care. 2016; 39 (2): 198–205. http://doi.org/10.2337/dc15–0488
24. Mueller NT, Differding MK, Zhang M, Maruthur NM, Juraschek SP, Miller ER 3rd, et al. Metformin Affects Gut Microbiome Composition and Function and Circulating Short-Chain Fatty Acids: A Randomized Trial. Diabetes Care. 2021; 44 (7): 1462–1471. http://doi.org/10.2337/dc20–2257
25. Liu W, Luo Z, Zhou J, Sun B. Gut Microbiota and Antidiabetic Drugs: Perspectives of Personalized Treatment in Type 2 Diabetes Mellitus. Front Cell Infect Microbiol. 2022; 12: 853771. http://doi.org/10.3389/fcimb.2022.853771
26. Cao TTB, Wu KC, Hsu JL, Chang CS, Chou C, Lin CY. et al. Effects of Non-insulin Anti-hyperglycemic Agents on Gut Microbiota: A Systematic Review on Human and Animal Studies. Front Endocrinol (Lausanne). 2020; 11: 573891. http://doi.org/10.3389/fendo.2020.573891
27. Archer AC, Muthukumar SP, Halami PM. Lactobacillus fermentum MCC2759 and MCC 2760 Alleviate Inflammation and Intestinal Function in High-Fat Diet-Fed and Streptozotocin-Induced Diabetic Rats. Probiotics Antimicrob Proteins. 2021; 13 (4): 1068–1080. http://doi.org/10.1007/s12602-021-09744-0
28. Sun L, Xie C, Wang G, Wu Y, Wu Q, Wang X. et al. Gut microbiota and intestinal fxr mediate the clinical benefits of metformin. Nat. Med. 2018; 24: 1919–1929. http://doi.org/10.1038/s41591-018-0222-4
29. Tong X, Xu J, Lian F, Yu X, Zhao Y, Xu L. et al. Structural Alteration of Gut Microbiota During the Amelioration of Human Type 2 Diabetes With Hyperlipidemia by Metformin and a Traditional Chinese Herbal Formula: A Multicenter, Randomized, Open Label Clinical Trial. mBio 2018; 9 (3): e02392–17. http://doi.org/10.1128/mBio.02392–17
30. Sanjiwani MID, Aryadi IPH, Semadi IMS. Review of Literature on Akkermansia muciniphila and its Possible Role in the Etiopathogenesis and Therapy of Type 2 Diabetes Mellitus. J ASEAN Fed Endocr Soc. 2022; 37 (1):69–74. http://doi.org/10.15605/jafes.037.01.13
31. Ke H, Li F, Deng W. Metformin Exerts Anti-inflammatory and Mucus Barrier Protective Effects by Enriching Akkermansia muciniphila in Mice With Ulcerative Colitis. Front Pharmacol. 2021; 12: 726707. http://doi.org/10.3389/fphar.2021.726707
32. Foretz M, Guigas B, Viollet B. Understanding the glucoregulatory mechanisms of metformin in type 2 diabetes mellitus. Nat Rev Endocrinol. 2019; 15 (10): 569–589. http://doi.org/10.1038/s41574-019-0242-2
33. Pascale A, Marchesi N, Govoni S, Coppola A, Gazzaruso C. The role of gut microbiota in obesity, diabetes mellitus, and effect of metformin: new insights into old diseases. Curr Opin Pharmacol. 2019; 49: 1–5. http://doi.org/10.1016/j.coph.2019.03.011
34. Salazar J, Angarita L, Morillo V, Navarro C, Martínez MS, Chacín M. et al. Microbiota and Diabetes Mellitus: Role of Lipid Mediators. Nutrients. 2020; 12 (10): 3039. http://doi.org/10.3390/nu12103039
35. Derrien M, Collado MC, Ben-Amor K, Salminen S, de Vos WM. The Mucin Degrader Akkermansia Muciniphila Is an Abundant Resident of the Human Intestinal Tract. Appl Environ Microbiol. 2008: 74: 1646–8. http://doi.org/10.1128/AEM.01226–07
36. Yoon HS, Cho CH, Yun MS, Jang SJ, You HJ, Kim J. et al. Akkermansia Muciniphila Secretes a Glucagon-Like Peptide-1-Inducing Protein That Improves Glucose Homeostasis and Ameliorates Metabolic Disease in Mice. Nat Microbiol. 2021; 6: 563–73. http://doi.org/10.1038/s41564-021-00880-5
37. Deng J, Zeng L, Lai X, Li J, Liu L, Lin Q, Chen Y. Metformin protects against intestinal barrier dysfunction via AMPKα1-dependent inhibition of JNK signalling activation. J. Cell Mol Med. 2018; 22 (1): 546–557. http://doi.org/10.1111/jcmm.13342
38. Wu W, Wang S, Liu Q, Shan T, Wang Y. Metformin Protects against LPS-Induced Intestinal Barrier Dysfunction by Activating AMPK Pathway. Mol Pharm. 2018; 15 (8): 3272–3284. http://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.8b00332
39. Lee SY, Lee SH, Yang EJ, Kim EK, Kim JK, Shin DY, Cho ML. Metformin Ameliorates Inflammatory Bowel Disease by Suppression of the STAT3 Signaling Pathway and Regulation of the between Th17/Treg Balance. PLoS One. 2015; 10 (9): e0135858. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0135858
40. Huang NL, Chiang SH, Hsueh CH, Liang YJ, Chen YJ, Lai LP. Metformin inhibits TNF-alpha-induced iKAPPAB kinase phosphorylation, iKAPPAB-alpha degradation and IL-6 production in endothelial cells through pi3k-dependent ampk phosphorylation. Int. J. Cardiol. 2009; 134: 169–175. http://doi.org/10.1016/j.ijcard.2008.04.010
Рецензия
Для цитирования:
Григорьева И.Н., Романова Т.И., Суворова Т.С., Непомнящих Д.Л. Метформин и микробиота кишечника. Медицинский алфавит. 2024;(26):19-23. https://doi.org/10.33667/2078-5631-2024-26-19-23
For citation:
Grigor'eva I.N., Romanova T.I., Suvorova T.S., Nepomnyashchikh D.L. Metformin and intestinal microbiota. Medical alphabet. 2024;(26):19-23. (In Russ.) https://doi.org/10.33667/2078-5631-2024-26-19-23
Просмотров:
365
Послать статью по эл. почте 