腸胰軸:腸道益生菌可以改善慢性胰臟發炎?
慢性胰臟炎是一種持續性纖維發炎疾病,一般在傳統臨床上沒有令人滿意的治療方式,在人或動物的研究均採支持性療法控制發炎狀態。
但目前新的研究顯示腸道菌叢失調與慢性胰臟炎存在關聯性,推測在可能可以透過改變腸道菌叢在腸胰軸機制具有調節作用。
透過特定益生菌或益生元的補充假說,可能在三個機制上幫助慢性胰臟炎產生改善效果。
1. 緩解小腸細菌過度生長(SIBO)
2. 促進短鏈脂肪酸生成(SCFAs)
3. 刺激活化胰臟中的胰高血糖素樣胜肽-1受體(GLP-1Rs)
★緩解小腸細菌過度生長(SIBO)
在健康小腸有幾種機制來維持小腸相對無菌的狀態:胃酸分泌、完整的迴盲瓣(盲腸跟迴腸交界)、腸道蠕動、腸道分泌物中的免疫球蛋白、胰液跟膽汁的抑菌性。
當這些保護機制被破壞,小腸就會產生細菌增生(SIBO)、這個現象會造成腹脹、腹瀉、營養缺乏。人類的臨床研究發現,有38%慢性胰臟炎患者有小腸細菌過度生長狀況,嚴重程度也與糖尿病、胰腺外分泌功能不全、慢性胰臟炎程度有高度相關。治療小腸細菌增生也可看到關聯疾病的緩解。
SIBO治療方針為抗生素治療,但僅51%有效果,其餘患者可能無效並持續有細菌增生。另一種可能治療方式為益生菌和益生元治療。有實驗發現抗生素治療搭配益生菌可以提高此疾病的症狀緩解率。另有研究也發現,即使益生菌不能預防小腸細菌過度增生,但可以抑制已發生SIBO並緩解腹部疼痛。益生菌也有助於修復重建受損腸黏膜。
★促進短鏈脂肪酸(SCFAs)產生
SCFAs主要是乙酸、丙酸、丁酸,是藉由腸道益生菌發酵益生元或個體飲食後產生的,對於全身的器官組織都有幫助。乙酸鈉可以抑制組蛋白去乙醯化酶(HDAC),這個酵素在發炎與組織纖維化扮演很重要的角色。丁酸鈉顯著降低α-平滑肌肌動蛋白、白血球介素-1β、誘導型一氧化氮合成酶和3-硝基酪胺酸的表達,進而減輕L-精胺酸誘導的大鼠胰臟損傷和纖維化。SCFAs 透過抑制巨噬細胞浸潤和 M2 表型轉換來調節胰臟纖維化。SCFAs 也已被證實具有免疫調節和抗發炎作用。導管素相關抗菌勝肽 (CRAMP) 是一種可由腺泡細胞產生的免疫調節抗菌勝肽。它調節胰臟內巨噬細胞的表型轉換並改變轉化生長因子-β的產生,從而抵抗發炎。研究表明,CRAMP 的產生受腸道菌群產生的 SCFA 調節。SCFAs,尤其是丁酸,透過抑制 NF-κB 和 HDAC 的活化而表現出抗發炎作用 。SCFA也直接作用於腺泡細胞,透過增加細胞鈣濃度來刺激分泌,類似腸促胰島素。
大量研究已經調查了 SCFA 對胰島素分泌的影響,其作為 G 蛋白偶聯受體 (GPCR) 的配體,具體是遊離脂肪酸受體 2 (FFA2,以前稱為 GPR43) 和 FFA3 (以前稱為 GPR41)。這些受體存在於各種人體組織中,包括腸道腸內分泌細胞和胰島。腸內分泌細胞上的 FFA2 和 FFA3 受體觸發 GLP-1 分泌。許多研究報告了 SCFA 治療後胰島素分泌增強,並認為這與 β 細胞上的 FFA2 和 FFA3 受體有關,但一些研究也存在相反的證據。
慢性胰臟炎患者的 SCFA 產生菌(如糞桿菌屬和梭菌屬)數量減少。與 慢性胰臟炎非糖尿病患者和慢性胰臟炎合併糖尿病患者相比,健康對照組的Faecalibacterium prausnitzii數量明顯減少。
★刺激活化胰臟中的胰高血糖素樣胜肽-1受體(GLP-1Rs)
胰高血糖素樣胜肽-1 (GLP-1, 市售"瘦瘦筆"主要成分) 在空腹期間由腸道腸內分泌細胞以低水平釋放,並在食物消化後幾分鐘內顯著增加。 GLP-1 是一種多面激素,具有廣泛的藥理潛力,包括腸促胰島素樣活性、刺激葡萄糖依賴性胰島素分泌,以及抑制胰高血糖素分泌、食物攝取和胃排空。
GLP-1R 在 β 細胞中的生理重要性已在動物研究中得到充分證實。 GLP-1 透過胰臟 β 細胞中的 GLP-1R 使葡萄糖耐受性正常化並透過增強葡萄糖依賴性胰島素分泌。GLP-1除了直接抑制 α 細胞分泌胰高血糖素 外,還能刺激 δ 細胞分泌生長抑素,進一步降低胰高血糖素濃度。GLP-1 除了透過調節胰島素和升糖素水平來調節血糖之外,還能抑制β細胞凋亡、誘導β細胞增生、增加β細胞質量 。在糖尿病小鼠模型中,GLP-1R 活化透過 cAMP 依賴的活化轉錄因子 4 (ATF4) 翻譯增強減輕 β 細胞內質網應激,促進 β 細胞存活。儘管 GLP-1R 激動劑可以增加糖尿病囓齒動物模型中的 β 細胞質量,但這種效果並不顯著且持續時間短,老年囓齒動物的反應降低。
雖然大多數 GLP-1 研究集中在內分泌胰臟中的 α 細胞和 β 細胞,但 GLP-1 也會影響胰臟外分泌酵素。 GLP-1R 在相當大比例的胰臟腺泡細胞中表達,儘管其表達量低於 β 細胞。研究表明,GLP-1 能以劑量非依賴的方式誘導胰腺腺泡分泌澱粉酶,可能減輕慢性胰臟炎患者較弱的外分泌消化能力。一項基於第二型糖尿病患者( T2DM) 族群的隊列研究報告顯示,在服用腸促胰島素的患者中,發生胰臟炎的風險增加 1.5 倍,發生 AP 的風險增加 2.0 倍,但發生 CP 的風險並沒有增加。長期 GLP-1R 激動劑治療與胰臟星狀細胞 (PSC, 胰臟中的免疫巨噬細胞) 的活化有關,這會促進胰臟纖維化的進展。表示瘦瘦筆這類藥物可能具有潛在危害風險,如何降低此風險並保留對胰臟外分泌與內分泌調節的好處,還需要更多研究。
但在已知研究中,益生菌與益生元單獨或合併使用下,對GLP-1分泌與GLP-1R表達均有看到幫助,因此,在紅藻多醣與特殊益生菌搭配的 #紅藻益纖PLUS 在寵物肥胖控制上有看到好處是具有理論支持的。
傳統犬貓胰臟炎發生,獸醫師都會建議處方飼料與補充胰臟酵素方式控制胰臟炎,但研究也表明補充胰臟外分泌酵素的作法並不能有效緩解慢性胰臟炎的狀況,但在我們與合作動物醫院將近4年的臨床驗證, #紅藻益纖PLUS 在輔助血糖與血脂在犬貓案例上有不錯的反應,而糖尿病與慢性胰臟炎的主要因素與小腸細菌增生和腸道菌的失衡關聯,在現行的研究也逐步被確認,未來相關的產品也會逐步開發出來,可以讓犬貓的糖尿病與胰臟炎疾病管理的方式更完善。