#3丁酸魔法：拯救胰島素阻抗的曙光

糖尿病，是非常常見的代謝疾病，同時也與家族糖尿病史以及代謝病史高度相關。在台灣，18歲以上糖尿病盛行率約為11%（國民健康署，2021），意即每10位成年人就有一位罹患糖尿病。其中，男性盛行率略高於女性，男高女低的趨勢與肥胖率相同，而肥胖又是造成糖尿病的重要危險因子，因此，男性較高的糖尿病盛行率似乎就有跡可循。

糖尿病基本概念

肥胖如何影響糖尿病？具有肥胖與代謝症候群的人對胰島素的敏感度會下降，稱作胰島素阻抗。若是將胰島素比喻成鑰匙，細胞接受器比喻成鑰匙孔，胰島素阻抗就是持有正常功能的鑰匙，但鎖孔壞了，血糖無法順利開啟細胞的大門進入，進而被細胞利用。血糖持續被拒於門外，在血液中遊走，就是糖尿病的開始。為了避免這樣的情況，在初期形成胰島素阻抗時，身體為了代償阻抗現象，會產生更多的胰島素，來避免高血糖的現狀。不過也因此有低血糖風險，當身體無法順利控制血糖的恆定，就會造成第二型糖尿病。

至於第一型呢？第一型糖尿病源自自體免疫失控，而去攻擊胰島細胞，使胰臟無法產生足夠的胰島素，或甚至無法產生胰島素。與第二型糖尿病不同的是，第一型糖尿病好發於幼年期與青春期。近年來在臨床上也發現，有許多第二型糖尿病控制不佳，最後合併第一型糖尿病的案例。一般來說，第二型糖尿病可由藥物治療、生活治療（飲食、運動），視情況注射胰島素；但第一型糖尿病可能就得終身施打胰島素控制血糖。

丁酸魔法：拯救胰島素阻抗的曙光

前面說了許多胰島素阻抗的成因，與第二型糖尿病的關聯性。接下來要提到的是，丁酸如何降低胰島素阻抗，對於第二型糖尿病的潛在益處究竟為何？

不過，些許遺憾的是，對於第一型糖尿病的現狀來說，增加胰島素敏感度，並不能改善第一型糖尿病的現狀。但是我們前一篇專欄提到的免疫調節，確實是補充丁酸梭菌可能具有防止自體免疫失控，進而可能改善第一型糖尿病潛力的原因。

文獻中提到：「人類在患有第二型糖尿病時，丁酸生成是有缺陷的。」這個發現屬於結果論的觀察，但也給了我們丁酸與第二型糖尿病關聯的提示。科學家進一步研究，整理出下圖的表現。

                                                                      (Stoeva MK et al., 2021)

這張生理生化路徑圖的大意是這樣的：補充丁酸梭菌或丁酸，可以增加腸道及血清中的GLP-1，這能使IRS1 / Akt路徑被活化，可以降低胰島素阻抗。因細胞獲得不了葡萄糖，而產生的糖質新生也因此降低，葡萄糖吸收使用效率增加，成為緩解第二型糖尿病的曙光。

可以看到途中最上方的丁酸梭菌影響的接下來一連串的生化反應，最後讓血糖利用效率提升（血糖降低）、糖質新生被抑制（血糖不升高）。

至於如果想更進一步了解何謂GLP-1？何謂IRS1 / Akt路徑？可以繼續閱讀以下篇幅。

（以下為進階專業內容，大眾讀者可跳轉結語。）

GLP-1的中文全名為類升糖素胜肽-1，主要的生理作用是促進胰島素分泌、抑制升糖素。也就是說，GLP-1高度影響了血糖高低狀況，也是現今糖尿病相關研究的焦點。

而IRS1 / Akt路徑則可以分為IRS1與Akt兩者分別解釋。IRS1全名為Insulin Receptor Substrate 1，是胰島素受體的訊號傳遞蛋白，可以將活化訊號向下傳遞給Akt（蛋白激酶B），藉由Akt磷酸化與否調控路徑活化狀態（磷酸化Akt為活化態）。受到IRS1訊號而磷酸化的Akt，將會抑制G6Pase、PCK1，使糖質新生降低。G6Pase是將G6P轉換回葡萄糖的酵素，抑制酵素將使血糖不再將肝糖分解而升高。PCK1（又作PEPCK），則是升糖性胺基酸進行糖質新生路徑的重要酵素，因此肝糖、升糖性胺基酸這兩種糖質新生路徑被封住時，血糖得以受到控制。

葡萄糖

GLUT-4受到胰島素連鎖反應活化後，自細胞質轉移至細胞膜，建立葡萄糖通道，使葡萄糖進入細胞被利用。圖片來源：維基百科。

另一方面，磷酸化的Akt也會繼續往下活化GULT-4、UCP1，使細胞得以順利使用葡萄糖作為能量。胰島素低下的情況下，上述一連串生化路徑並不會活化，而GULT-4會維持在細胞質內。直到胰島素升高時，GULT-4才會經過活化而鑲嵌在細胞膜上，使細胞外的葡萄糖通過通道，進入細胞內被利用。

所以不管是胰島素靈敏度不足，或是胰島素生產不足、功能損失，都會讓GULT-4這個調控血糖的重要通道無法正常使用，也就是造成糖尿病的原因了。

結語：糖尿病日常保健

想要控制好血糖，除了飲食中控制好碳水化合物、定期並時常監測血糖、依照醫囑服用藥物或施打胰島素以外，您可以多去做有氧運動減脂、阻力運動增肌，都有助於胰島素敏感度的恢復，運動中切記小心低血糖。最後，按照科學研究的軌跡，也許定期補充丁酸梭菌，讓其充滿腸道，對於糖尿病的控制也許更如虎添翼。

參考文獻：Stoeva MK, Garcia-So J, Justice N, Myers J, Tyagi S, Nemchek M, McMurdie PJ, Kolterman O, Eid J. Butyrate-producing human gut symbiont, Clostridium butyricum, and its role in health and disease. Gut Microbes. 2021 Jan-Dec;13(1):1-28.

doi: 10.1080/19490976.2021.1907272.