Joanna Jurek PhD, BSc

Liczba przypadków cukrzycy typu 1 rośnie z roku na rok. Na przykład w USA choruje na nią ok. 1,25 mln ludzi, z czego 132 000 przypadków to dzieci i młodzież. Co więcej, połowa pacjentów z cukrzycą typu 1 to osoby po 20 r.ż. Choć do tej pory postawiono wiele hipotez potencjalnie wyjaśniających przyczyny tej choroby, wpływ środowiska okazuje się decydujący, zwłaszcza w kontekście wczesnej profilaktyki¹.

Cukrzyca typu 1

Cukrzyca typu 1, określana również jako cukrzyca insulinozależna (IDDM – insulin-dependent diabetes mellitus), jest chorobą przewlekłą o podłożu autoimmunologicznym. Organizm w wyniku błędnego rozpoznania własnych tkanek atakuje komórki β trzustki, prowadząc do ich uszkodzenia. W wyniku autoagresji komórki te tracą zdolność do produkcji insuliny, co z kolei skutkuje niedoborem tego hormonu w organizmie².

Pomimo że na cukrzycę typu 1 choruje znacznie mniej osób niż na cukrzycę typu 2, i tak stanowi ona ok. 10% wszystkich przypadków cukrzycy. Cukrzycę typu 1 zwykle diagnozuje się we wczesnych etapach życia, najczęściej między 12 r.ż. a 15 r.ż., zatem większość pacjentów stanowią osoby młode, zazwyczaj przed 30 r.ż., zwłaszcza dzieci i młodzież (85-90% przypadków choroby). Rozpoznanie ustala się na podstawie typowych dla cukrzycy objawów, jak niskie stężenie insuliny i zwiększone stężenie glukozy na czczo, a także w przypadku wykrycia glukozy i ciał ketonowych w moczu. Niektórzy pacjenci mogą mieć dodatkowe objawy, jak nudności, senność, zmęczenie, a nawet problemy z widzeniem.

Czynniki ryzyka cukrzycy typu 1

Ryzyko zachorowania na cukrzycę typu 1 jest silnie powiązane z czynnikami genetycznymi, niemniej jednak środowisko (w tym ekspozycja na zanieczyszczenia), infekcje, podobnie jak dieta (probiotyki, witamina D i C) czy styl życia również mogą wpływać na ryzyko choroby i łączące się z nią objawy.

Z przeprowadzonych obserwacji wynika, że obecność wariantów genetycznych w ramach poliformizmu pojedynczego nukleotydu (SNP – single nucleotide polymorphism) okazuje się powiązana z detekcją autoprzeciwciał skierowanych przeciwko wysepkom trzustkowym³. Wymienione wyżej SNP były również istotnie związane z cukrzycą typu 1, w szczególności rs2476601. Na przykład polimorfizmy rs2476601 w PTPN22 (fosfataza tyrozynowa hamująca sygnalizację komórek limfocytarnych) i rs2292239 w ERBB3 (receptor czynnika wzrostu obecny na powierzchni komórki kinazy tyrozynowej) były istotnie powiązane zarówno z przeciwciałami przeciwinsulinowymi (IAA – insulin autoantibodies), jak i przeciwciałami przeciwko dekarboksylazie kwasu glutaminowego (GADA – glutamic acid decarboxylase antibodies)⁴, co tłumaczyłoby zmniejszoną produkcję insuliny, a tym samym ograniczoną tolerancję immunologiczną wobec własnych przeciwciał. Warto dodać, że u osób obciążonych genetycznie cukrzycą typu 1 lub w przypadku obecności takiej diagnozy w rodzinie albo innej choroby o podłożu autoimmunologicznym zaleca się wykonanie badania przesiewowego, które ma na celu określenie stężenia autoprzeciwciał skierowanych przeciwko wyspom trzustki. Do tej pory analiza autoprzeciwciał jest uważana za najsilniejszy pojedynczy czynnik prognostyczny rozwoju cukrzycy typu 1 u krewnych I stopnia, podobnie jak w populacji ogólnej⁵. Wyniki badań przeprowadzonych na grupie pacjentów z cukrzycą typu 1, podobnie jak ich krewnych, sugerują, że ryzyko zachorowania na cukrzycę typu 1 w tej grupie może wahać się 1% do 6%. W dużej mierze zależy to od stopnia pokrewieństwa z chorym¹. Co ciekawe, niemieckie badanie epidemiologiczne przeprowadzone na grupie ponad 90 000 dzieci w wieku od 2 do 5 lat wykazało, że 0,3% dzieci w wieku przedszkolnym miało wczesne objawy przedobjawowej cukrzycy typu 1. W toku dalszych analiz ustalono, że roczny wskaźnik progresji do cukrzycy typu 1 w grupie badanych dzieci równy temu zaobserwowanemu u ich krewnych wynosił 10%⁶.

W kontekście infekcji badania epidemiologiczne sugerują, że infekcje dróg oddechowych we wczesnym dzieciństwie mogą być powiązane z czasowym pojawieniem się autoprzeciwciał skierowanych przeciwko wysepkom trzustkowym. Infekcje te zwiastowały pojawienie się autoprzeciwciał IAA oraz GADA, podczas gdy ostre zapalenie żołądka i jelit zwiastowało jedynie pojawienie się GADA-1⁷. Z drugiej strony suplementacja dietetyczna z udziałem probiotyków, zwłaszcza w okresie wczesnego okresu niemowlęcego, okazała się zmniejszać ryzyko pojawienia się IAA, w tym również u dzieci z grupy najwyższego ryzyka⁸.

Rola mikrobioty jelitowej w cukrzycy typu 1

Ludzka mikrobiota obejmuje prawie 100 bilionów bakterii symbiotycznych, z czego większość znajduje się w przewodzie pokarmowym (mikrobiota jelitowa)⁹. Mikrobiotę ludzką definiuje się jako zbiór wszystkich mikroorganizmów, takich jak bakterie, grzyby, archeony i wirusy, które zasiedlają organizm człowieka i/lub określony jego obszar, np. przewód pokarmowy (mikrobiota jelitowa) czy skórę (mikrobiota skóry). Z kolei termin „mikrobiom” oznacza całą populację mikroorganizmów z uwzględnieniem nie tylko samej mikrobioty, ale również jej komponentów, w tym materiału genetycznego, jej metabolitów/substratów, warunków bytowych¹⁰. Okazuje się, że mikrobiota jelitowa jest zasiedlana przez ponad 1 × 10¹⁴ mikroorganizmów różnego rodzaju, które będąc w dynamicznej i złożonej interakcji pomiędzy sobą, a także ze środowiskiem gospodarza, odgrywają dużą rolę w zachowaniu prawidłowego funkcjonowania ludzkiego organizmu (regulacja czynności układu pokarmowego oraz pobudliwości ośrodkowego układu nerwowego)¹¹.

Mikroflora jelitowa bierze udział w rozwoju wielu chorób o podłożu autoimmunologicznym, w tym cukrzycy typu 1. W przypadku tej ostatniej odbywa się to głównie w mechanizmach związanych ze stanem zapalnym jelit, integralnością bariery śluzówki jelita oraz regulacją tolerancji immunologicznej na ekspozycję na antygeny pokarmowe¹². Mikroorganizmy wchodzące w skład zdrowej mikrobioty jelitowej są zaangażowane w przetwarzanie składników odżywczych i produkcję różnych metabolitów, np. krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA – short chain fatty acids), które z kolei zostały powiązane z korzyściami metabolicznymi, takimi jak zwiększenie wytwarzania glukagonopodobnego peptydu typu 1 (GLP-1 – glucagon-like peptide 1) z komórek jelita. Jest to szczególnie istotne dla osób z rozpoznaniem cukrzycy typu 1 albo cukrzycy typu 2, ponieważ GLP-1 jest hormonem, który stymuluje wydzielanie insuliny z komórek β trzustki. Warto dodać, że szczepy bakterii probiotycznych przyczyniają się do utrzymania integralności błony jelitowej, zapobiegając tym samym nieszczelności jelit, endotoksemii i stanom przewlekłego zapalenia¹³. Powiązano to z obniżeniem stężenia mediatorów prozapalnych (np. interleukiny [IL] 6 [IL-6], IL-1β i czynnika martwicy nowotworu α [TNFα – tumor necrosis factor α]) oraz zwiększeniem stężenia cytokin przeciwzapalnych (np. transformującego czynnika wzrostu β [TGFβ – transforming growth factor β] i IL-10)^14,15.

Badania mające wyjaśnić rolę mikroorganizmów wchodzących w skład mikrobioty człowieka w rozwoju cukrzycy typu 1 sugerują, że skład mikrobioty jelitowej i jej metabolitów może znacząco wpływać na funkcję układu odpornościowego, podobnie jak błony śluzowej jelit. Co ciekawe, trzustka, tak jak jelita, ma własną mikrobiotę, która może być modulowana poprzez wewnątrztrzustkową odpowiedź immunologiczną, a także indukcją stanów chorobowych, w tym raka trzustki i cukrzycy typu 1. Niemniej jednak dokładny mechanizm tych interakcji nadal nie został wyjaśniony¹⁶.

Pacjenci z rozpoznaniem cukrzycy typu 1 zazwyczaj zmagają się z problemem dysbiozy mikroflory jelitowej, która odznacza się zmniejszonym udziałem Firmicutes i zwiększoną ilością Bacteroidetes¹⁶. Warto dodać, że zmiany w kompozycji mikrobioty jelitowej mogą wynikać ze zmian stężenia glukozy we krwi, co z kolei może być efektem diety czy prowadzonego stylu życia. Typ porodu (poród naturalny, cięcie cesarskie) również wpływa na skład mikrobioty, zwłaszcza na wczesnych etapach życia. Na przykład niemowlęta urodzone w sposób naturalny mają większą ilość Lactobacillus, Prevotella i Sneathia (bakterie te pochodzą z pochwy matki), a u dzieci urodzonych poprzez cięcie cesarskie stwierdza się więcej Staphylococcus, Corynebacterium i Propionibacterium (bakterie te pochodzą głównie ze skóry matki lub środowiska szpitalnego)¹⁷. Mikrobiota jelitowa dzieci urodzonych przez cięcie cesarskie zawiera mniej gatunków bakterii komensalnych, w tym Bacteroides fragilis, Bifidobacterium i Escherichia coli, co może sprzyjać kolonizacji bakteriami oportunistycznymi, takimi jak Clostridium difficile, Clostridium perfringens i Clostridium cluster. Z tego powodu zastosowanie suplementacji dietetycznej z udziałem probiotyków składających się ze szczepów bifidobakterii może pomóc w poprawie funkcji jelit i regulacji odpowiedzi immunologicznej, zmniejszając tym samym ryzyko reakcji autoimmunologicznej¹⁶.

Wykorzystanie probiotyków do redukcji cukrzycy typu 1

Probiotyki definiuje się jako żywe mikroorganizmy, które – podawane w odpowiedniej ilości – mogą przynieść poszczególne korzyści zdrowotne. Probiotyki są integralną częścią mikrobioty jelitowej człowieka, co w dużej mierze jest związane z rolą szczepów probiotycznych w zachowaniu homeostazy przewodu pokarmowego, jak również regulacji odpowiedzi immunologicznej związanej z ochroną przed kolonizacją chorobotwórczych drobnoustrojów.

Niemniej jednak, aby dany mikroorganizm mógł zostać włączony do formulacji probiotyków, musi spełniać ogólne kryteria, takie jak:

• oporność i przeżywalność na etapach przygotowania probiotyku
• żywotność i aktywność w układzie pokarmowym (tj. odporność na kwas żołądkowy, enzymy trawienne, kwasy żółciowe)
• zdolność do kolonizacji jelit (tj. adhezja do komórek nabłonka jelita);
• zdolność radzenia sobie z potencjalnymi patogenami (produkcja związków przeciwbakteryjnych, konkurencyjna eliminacja, obniżenie pH)¹⁸.

W celu poprawy zdrowia oraz wzmocnienia odporności człowieka obecnie sięga się po różne mikroorganizmy, spośród których jako probiotyki najczęściej wykorzystywane są: Lactobacillus (L. acidophilus, L. bulgaricus, L. casei, L. paracasei, L. helveticus, L. plantarum, L. sakei), Bifidobacterium longum, Enterococcus faecium, Lactococcus lactis, Enterococcus faecalis, Streptococcus thermophilus, Clostridium butiricum, Saccharomyces cerevisiae i Saccharomyces boulardii¹⁹. Z badań klinicznych wynika, że Lactobacillus i Bifidobacterium²⁰ oraz S. boulardii wykazują najmocniejsze działanie probiotyczne²¹.