Disorders of the intestinal microbiome as a predisposing factor for type 2 diabetes

Universitatea de Stat de Medicină şi Farmacie „Nicolae Testemiţanu”, Chişinău, Republica MoldovaIntroducere. Microbiomul intestinal actualmente se consideră un factor potențial semnificativ care contribuie la dezvoltarea și progresia diabetului zahart tip 2 (DZ2). Microbii intestinali și metaboliții lor influențează metabolismul gazdei, funcția imunitară, biosinteza vitaminelor, producția de hormoni intestinali, sațietatea, menținerea integrității barierei intestinale, digestia și absorbția nutrienților. Viabilitatea microbilor intestinali poate fi influențată de dietă, factorii stilului de viață, consumul de probiotice, prebiotice și medicamente. Scopul studiului. Elucidarea influenței microbiomului intestinal asupra predispoziției și progresiei diabetului zaharat tip2. Material și metode. S-au selectat și analizat lucrările științifice din Pubmed în anii 2019-2023 referitor la influența perturbărilor microbimului intestinal ca factor de risc pentru dezvoltarea DZ2. Rezultate. La pacienții cu obezitate și DZ2 s-au constatat pertubări în raportul celor 4 familii specifice de microbi prezenți în intestine, Bacteroidetes (B-64%), Firmicutes (F-23%), Proteobacteria (P-8%) și Actinobacteria (A-3%), precum și o creștere a speciilor microbiene patogene Clostridium symbiosum, Clostridium ramosum și Escherichia coli. Micșorarea raportului B/F poate determina dezvoltarea obezității, rezistenței la insulină și, ulterior, a DZ2. Concomitent, s-a dovedit că, concentrația crescută de Bacteroidetes și Proteobacteria, cu o scădere semnificativă a Firmicutes a fost raportată la pacienții cu DZ2. S-a demonstrat că microbiota intestinală are un impact direct asupra pancreasului prin modularea activității celulelor beta insulare. Concluzii. Modificările microbiomului intestinal pot fi responsabile de dezvoltarea proceselor inflamatorii, majorarea permeabilității pentru lipopolizaharide cu creșterea transportului glucidelor, reducerea biosintezei acizilor grași cu lanț scurt și metabolismului cofactorilor/vitaminelor, dezvoltarea insulinorezistenței și afectarea cascadelor de semnalizare a insulinei.Background. The gut microbiome is currently considered a potentially significant factor contributing to the development and progression of type 2 diabetes (T2DM). Gut microbes and their metabolites influence host metabolism, immune function, vitamin biosynthesis, gut hormone production, satiety, and maintenance of gut barrier integrity, digestion, and nutrient absorption. The viability of gut microbes can be influenced by diet, lifestyle factors, and consumption of probiotics, prebiotics, and medications. Objective of the study. To reveal the influence of the intestinal microbiome on the susceptibility and progression of type 2 diabetes. Material and methods. We selected and analyzed scientific articles in PubMed from 2019 to 2023, regarding the influence of disorders of the intestinal microbiome as a risk factor for the development of T2DM. Results. In patients with obesity and T2DM, disturbances were found in the ratio of the 4 specific families of microbes present in the intestine: Bacteroidetes (B-64%), Firmicutes (F-23%), Proteobacteria (P-8%) and Actinobacteria (A- 3%), as well as an increase in pathogenic microbial species: Clostridium symbiosum, Clostridium ramosum and Escherichia coli. Decreased B/F ratio can lead to the development of obesity, insulin resistance, and subsequently T2DM. An increased concentration of Bacteroidetes and Proteobacteria with a significant decrease of Firmicutes was reported in patients with T2DM. The gut microbiota has been shown to directly influence the pancreas by modulating the activity of islet beta cells. Conclusion. Changes in the gut microbiome may be responsible for the development of inflammatory processes, increased permeability to lipopolysaccharides with increased carbohydrate transport, reduced short-chain fatty acid biosynthesis and cofactor/vitamin metabolism, development of insulin resistance, and impairment of insulin signaling cascades

Плейотропные эффекты метформина

IP Universitatea de Stat de Medicină și Farmacie Nicolae Testemițanu, Centrul Republican de Diagnosticare MedicalăMetformina este preparatul antidiabetic prescris cel mai frecvent persoanelor cu diabet zaharat de tip 2 și se consideră o terapie de primă linie, recomandată de majoritatea ghidurilor internaționale. Au fost analizate articolele din bazele de date Pubmed și Medline dedicate efectelor pleiotrope ale metforminei prin estimarea caracteristicilor de manifestare și a mecanismelor de realizare a acestora. S-a demonstrat că metformina posedă următoarele efecte: antioxidant, antiinfl amator, anticanceros, cardioprotector, antiagregant, anticoagulant, fi brinolitic, antiaterogen, hepatoprotector și anorexigen. Efectele metforminei ar putea fi rezultatul interacțiunii cu numeroase enzime, inclusiv complexul mitocondrial I și adenozinmonofosfat protein kinaza activată. Multe studii sugerează că efectele pleiotrope ale metforminei sunt mediate prin mecanisme dependente sau independente de adenozinmonofosfat protein kinaza activată la nivel celular. Această enzimă joacă roluri variate în diferite boli și s-a demonstrat efectul protector al acesteia față de mai multe țesuturi. Metformina a arătat efecte terapeutice benefi ce în sindromul metabolic, obezitate, steatohepatita nealcoolică, bolile cardiovasculare, hiperlipidemie, ateroscleroză și cancer.Metformin is the most commonly prescribed antidiabetic preparation in patients with type 2 diabetes, which is considered the first-line therapy recommended by most international guidelines. From the Pubmed and Medline database, the articles on the pleiotropic effects of metformin were analyzed, by evaluating the characteristics of the manifestation and mechanisms for their realization. Metformin has been shown to have antioxidant, anti-inflammatory, anticancer, cardioprotective, antiaging, antiaggregant, anticoagulant, fibrinolytic, antiatherogenic, hepatoprotective and anorexigenic effects. The effects of metformin could be the result of the interaction of metformin with numerous enzymes, including mitochondrial complex I and adenosine monophosphate-activated protein kinase. Many studies suggest that the pleiotropic effects of metformin are mediated through dependent and independent mechanisms of adenosine monophosphate-activated protein kinase at the cellular level. This enzyme plays various roles in different diseases and has proven its protective effect in various tissues. Metformin showed beneficial therapeutic effects in metabolic syndrome, obesity, non-alcoholic steatohepatitis, cardiovascular disease, hyperlipidemia, atherosclerosis and cancer.Метформин является наиболее часто назначаемым препаратом при сахарном диабете 2 типа, который считается терапией первой линии, рекомендованной большинством международных руководств. В опубликованной Pubmed и Medline базе данных были проанализированы статьи, посвященные плейотропным эффектам метформина, с оценкой особенностей проявления и механизмов их реализации. Было показано, что метформин обладает антиоксидантным, противовоспалительным, противоопухолевым, кардиопротекторным, антиагрегантным, фибринолитическим, антикоагулянтным, гепатозащитным, антиатерогенным и анорексигенным эффектами. Эффекты метформина могут быть результатом взаимодействия с многочисленными ферментами, включая митохондриальный комплекс I и аденозинмонофосфат-активированную протеинкиназу. Многие исследования предполагают, что плейотропные эффекты метформина на клеточном уровне опосредованы через механизмы зависимые и независимые от аденозинмонофосфат-активированной протеинкиназы. Этот фермент играет разные роли при различных заболеваниях и показал защитное действие в отношении многих тканей. Метформин продемонстрировал благоприятные терапевтические эффекты при метаболическом синдроме, ожирении, неалкогольной жировой болезни печени, сердечно-сосудистых заболеваниях, гиперлипидемии, атеросклерозе и раке

METFORMIN AND THE INTESTINAL MICROBIOME

Universitatea de Stat de Medicină şi Farmacie „Nicolae Testemiţanu”, Chişinău, Republica MoldovaIntroducere. Efectele antidiabetice ale metforminei își au originea la nivelul intestinului, deoarece acesta este rezervorul principal cu o cumularea de 30-300 ori mai mare decât în plasma. La administrarea intravenoasă a metforminei glicemia nu scade, iar folosirea formelor cu eliberare întârziată produce o micșorare a glicemiei mai mare decât a formelor obișnuite a preparatului. S-a estimat, că beneficiile metforminei pot fi mediate de modificări ale microflorei intestinale. Scopul lucrării. Elucidarea aspectelor și mecanismelor de influență a metforminei asupra microbiomului intestinal. Material și metode. S-au selectat și analizat lucrările științifice din Pubmed din ultimii 5 ani referitor la influența antidiabeticelor, inclusiv a metforminei, asupra microbiomului intestinal. Rezultate. Studiile recente au demonstrat, că metformina, concomitent cu acțiunile favorabile asupra metabolismului glucozei, a manifestat efectele benefice asupra florei intestinale prin creșterea conținutului de Archaea muciniphila, Megasphaera și Blautia (favorizează efectele benefice ale mucinei și acizilor grași cu lanț scurt); Bifidobacterium și Lactobacillus (probiotice cunoscute cu efect antidiabetic); Escherichia coli (modificarea producției de folați și metionină) și Ruminococcus torques cu diminuarea nivelului Intestinibacter bartlettii și Roseburia. Concluzii. Metformina poate influența benefic asupra microflorei intestinale cu efecte benefice determinate de: menținerea integrității barierei intestinale, normalizarea metabolismului acizilor biliari, menținerea homeostazei glucozei.Background. The antidiabetic effects of metformin originate in the gut, as it is the main reservoir with 30-300 times greater accumulation than in plasma. When metformin is administered intravenously, blood sugar does not decrease, and the use of delayed-release forms produces a greater decrease in blood sugar than the usual forms of the preparation. It has been estimated that the benefits of metformin may be mediated by changes in the intestinal microflora. Objective of the study. To elucidate the aspects and mechanisms of the influence of metformin on the intestinal microbiome. Material and methods. The scientific papers from Pubmed from the last 5 years regarding the influence of antidiabetics, including metformin, on the intestinal microbiome were selected and analyzed. Results. Recent studies have shown that metformin, along with its favorable actions on glucose metabolism, has shown beneficial effects on the intestinal flora by increasing the content of Archaea muciniphila, Megasphaera and Blautia (promotes the beneficial effects of mucin and short-chain fatty acids); Bifidobacterium and Lactobacillus (probiotics known to have an antidiabetic effect); Escherichia coli (modification of folate and methionine production) and Ruminococcus torques with decreasing levels of Intestinibacter bartlettii and Roseburia. Conclusions. Metformin can have a beneficial influence on the intestinal microflora with beneficial effects determined by: maintaining the integrity of the intestinal barrier, normalizing the metabolism of bile acids, maintaining glucose homeostasis

Пероральные противодиабетические препараты: новые возможности лечения сахарного диабета 2 типа

Catedra de farmacologie şi farmacologie clinică, IP USMF Nicolae Testemiţanu, Centrul Republican de Diagnosticare Medicală, IP USMF Nicolae TestemiţanuGrupele de antidiabetice orale disponibile actualmente sunt utilizate singure sau in combinații, dar un număr mare de molecule, unele cu mecanisme noi, formează clase noi de preparate, cum ar fi: bi/pan agoniștii PPAR receptorilor, inhibitorii co-transportorului 2 de sodiu / glucoză (SGLT2), inhibitorii duali SGLT1/SGLT2, activatorii AMPK-kinazei, activatorii de glucokinază, inhibitorii alfa-glucosidazei, inhibitorii aldoreductazei, analogii amilinei, antagoniştii receptorului CB1-canabionoid, agoniștii receptorului cuplat cu proteina G, agoniștii peptidici hibrizi, antagoniștii receptorilor de glucagon, sechestranţii acizilor biliari, agoniştii receptorilor dopaminei etc.Currently available antidiabetics drugs are used alone or in combinations but a large number of molecules, some with novel mechanisms, are being developed under newer classes like: dual/pan PPAR agonists, Sodium glucose co-transporter-2 inhibitors, dual SGLT1/SGLT2 inhibitors, AMPK activators, glucokinase activators, alpha-glucosidase inhibitors, aldose reductase inhibitors, amylin analogs, canabionoid CB1receptor antagonists, G-protein coupled receptor agonists, hybrid peptide agonists, glucagon receptor antagonists, bile acid sequestrant, dopamine receptor agonists etc.В настоящее время доступные группы пероральных противодиабетических средств используются самостоятельно или в комбинации, но большое количество молекул, некоторые из которых с новым механизмом действия, составляют новые классы препаратов, такие как: двойные или полные агонисты PPAR рецепторов, ингибиторы натрий-глюкозного ко-транспортера 2 (SGLT2), двойные ингибиторы SGLT1/SGLT2, активаторы AMPK-киназы, активаторы глюкокиназы, ингибиторы альфа-глюкозидазы, ингибиторы альдоредуктазы, аналоги амилина, антагонисты СB1-каннабиноидного рецептора, агонисты рецепторов, связанных с белком G, гибридные пептидные агонисты, антагонисты рецепторов глюкагона, секвестранты желчных кислот, агонисты дофаминовых рецепторов и т.д

The correlation between the intestinal microbiota and obesity

Universitatea de Stat de Medicină şi Farmacie „Nicolae Testemiţanu”, Chişinău, Republica MoldovaIntroducere. Studiile recente au relatat, că microbiota intestinală participă în procesele metabolice ale organismului, iar disbioza poate fi un factor declanșator pentru boli metabolice. Numeroase cercetări au stabilit corelația dintre microflora intestinală, masa corporală, țesutul adipos și sensibilitatea la insulină. Scopul studiului. Elucidarea influenței microbiotei intestinale asupra riscului de dezvoltare a obezității. Material și metode. Au fost selectate și analizate publicațiile științifice din baza de date Pubmed din ultimii 5 ani prin utilizarea cuvintelor „obezitate”, „microbiotă intestinală”. Rezultate. Studii experimentale și clinice au demonstrat modificări specifice ale microbiotei prin creșterea proporțională a familiei Firmicutes și o scădere celei a Bacteroidetes în cazul obezității. Concomitent, a fost raportată și o creștere a numărului de specii Gram-negative și o scădere a bacteriilor antiinflamatoare în microflora intestinală. Unele studii au arătat că la subiecții cu o flora bacteriană săracă s-au evidențiat nivele mai mari de proteină C reactivă și leptine, dislipidemie, rezistență la insulină, creștere în greutate și un fenotip inflamator mai marcat. Concluzii. Dereglarea microbiotei intestinale poate afecta formarea acizilor grași responsabili de secreția GLP-1 în intestin, eliberarea de insulină din pancreas, golirea gastrică, sațietatea, masa corporală, integritatea barierei intestinale, endotoxemia, glicemia, insulinemia și inflamația.Background. Recent studies have reported that the intestinal microbiota participates in the body’s metabolic processes, and dysbiosis can be a trigger for metabolic diseases. Numerous researches have established the correlation between intestinal microbiota; body mass, adipose tissue and insulin sensitivity. Objective of the study. To elucidate the influence of the intestinal microbiota on the risk of developing obesity. Materials and methods. The scientific publications from the Pubmed database from the last 5 years were selected and analyzed using the keywords „obesity”, „intestinal microbiota”. Results. Experimental and clinical studies have demonstrated specific changes in the microbiota through a proportional increase in the Firmicutes family and a decrease in Bacteroidetes in obesity. Concomitantly, an increase in the number of Gram-negative species and a decrease in anti-inflammatory bacteria in the intestinal microflora have also been reported. Some studies have shown that subjects with a poor bacterial flora have higher levels of C-reactive protein and leptin, dyslipidemia, insulin resistance, weight gain, and a more marked inflammatory phenotype. Conclusions. Dysregulation of gut microbiota can affect the formation of fatty acids responsible for GLP-1 secretion in the gut, insulin release from the pancreas, gastric emptying, satiety, body mass, gut barrier integrity, endotoxemia, glycaemia, insulinemia, and inflammation