肠道微生物在二甲双胍调节下将葡萄糖转化为短链脂肪酸

神户大学的研究团队发现，葡萄糖被排泄到小肠中，细菌将其转化为短链脂肪酸。内分泌学家小川渡解释说：“从排泄的葡萄糖中产生短链脂肪酸是一个重大发现。虽然这些化合物传统上被认为是通过微生物群落微生物群发酵不可消化的膳食纤维产生的，但这一新发现的机制突显了宿主与其微生物群之间的一种新的共生关系。”

研究人员发现，原本被认为仅以膳食纤维为食的微生物群落微生物也会代谢身体从循环系统转移到微生物群落中的糖分，并从中产生对许多身体功能至关重要的短链脂肪酸（SCFAs）。该团队在人类和小鼠中的研究使用了一种新的成像技术，显示葡萄糖被排泄到肠腔中，而抗糖尿病药物二甲双胍会增强这种排泄作用，且微生物群落中的葡萄糖被微生物群落微生物群代谢成短链脂肪酸。研究人员认为，这一共生关系的发现可能会为开发新型治疗方法指明方向。

“从排泄的葡萄糖中产生短链脂肪酸是一个重大发现，”神户大学内分泌学家小川渡博士说道。“虽然这些化合物传统上被认为是通过微生物群落微生物群发酵不可消化的膳食纤维产生的，但这一新发现的机制突显了宿主与其微生物群之间的一种新的共生关系。”

研究负责人小川及其同事在《通讯医学》杂志上发表了他们的研究成果。在题为《二甲双胍调控下的血液流向肠腔的葡萄糖通量》的论文中，研究人员得出结论：“存在一种先前未被认识的、大量的从循环系统流向肠腔的葡萄糖通量，这可能有助于微生物群落微生物群与宿主之间的共生关系。这种通量代表了二甲双胍在人体中的一个新作用靶点。”

二甲双胍是全球最广泛使用的抗糖尿病药物之一，但其抗糖尿病作用主要被认为通过抑制肝脏糖异生来实现，“……然而，其潜在机制仍未完全明了。”

微生物群落微生物会产生许多人体自身无法产生的物质。其中，短链脂肪酸是微生物群落细胞的主要能量来源，但也具有其他重要功能。人们认为这些短链脂肪酸是由细菌以未消化的纤维为食产生的。然而，在之前使用[18F]FDG PET-MRI成像技术的研究中，小川的团队发现服用二甲双胍的人会将葡萄糖排泄到微生物群落内。小川推断：“如果葡萄糖确实被排泄到微生物群落中，那么这可能会影响微生物群落微生物群与宿主之间的共生关系。”

小川及其同事着手进一步了解葡萄糖排泄的细节及其与微生物群落微生物群的关系。小川补充道：“我们必须开发前所未有的生物成像方法，并建立新的分析技术来研究微生物群落微生物代谢产物。” 作者进一步解释说：“为了更深入地了解二甲双胍诱导的从循环系统向微生物群落转移的葡萄糖，我们基于PET-MRI开发了一种新的生物成像系统，可以量化流向肠腔的葡萄糖通量……我们还利用稳定同位素（13C）标记的葡萄糖和质谱技术分析了小鼠微生物群落中葡萄糖及其衍生物的动力学变化。”

研究人员使用这些新方法不仅观察了葡萄糖进入微生物群落的位置和数量，还通过小鼠实验发现了糖是如何转化的。他们还评估了抗糖尿病药物二甲双胍在人类和小鼠中的影响。

结果表明，首先，葡萄糖在小肠的一部分空肠中被排泄，然后被输送到大肠和直肠。小川指出：“令人惊讶的是，即使不服用二甲双胍的人也表现出一定程度的葡萄糖排泄到微生物群落中。” 结果还显示，在人类和小鼠中，无论是否患有糖尿病，二甲双胍使葡萄糖排泄到微生物群落中的量增加了近四倍。“这一发现表明，微生物群落葡萄糖排泄是动物的一种普遍生理现象，而二甲双胍的作用是增强这一过程，”小川指出。

作者在论文中进一步指出：“未接受二甲双胍治疗的个体排出的葡萄糖量约为接受二甲双胍治疗者的四分之一。这一发现也是出乎意料的，表明葡萄糖通量在二甲双胍作用之外也有生理意义。”

研究结果表明，在通过微生物群落的过程中，葡萄糖被微生物群落微生物群转化为短链脂肪酸。“短链脂肪酸由微生物群落微生物群通过不可消化膳食纤维的代谢产生，”研究小组指出。“然而，我们的当前发现表明，即使在没有这种纤维的情况下，排泄到微生物群落中的葡萄糖也可以作为短链脂肪酸生产的来源。”

小川及其团队目前正在开展进一步的研究，旨在了解二甲双胍和其他糖尿病药物如何影响葡萄糖排泄、微生物群落微生物群及其代谢产物。

他们在论文中写道：“总之，我们在这里揭示了一种先前未被认识的、大量的从循环系统流向微生物群落的葡萄糖通量，并提供了证据表明这种通量可能有助于小鼠和人类宿主与微生物群落微生物群之间的共生关系……需要进一步的研究来了解微生物群落葡萄糖排泄的生理相关性及其对二甲双胍降血糖作用的贡献。”

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