étrend-rezisztens

  • Tárgyak
  • Összegzés
  • Bevezetés
  • Anyagok és metódusok
  • A diéta tanulmányozásának és elemzésének általános szempontjai.
  • Adipocitokin markerek mérése a vérben
  • A bél mikrobiális közösségének szerkezetének elemzése.
  • Széklet SCFA-analízis gázkromatográfia-tömegspektrometriával (GC-MS)
  • Statisztikai elemzés
  • Eredmények
  • A vizsgálatban résztvevők kiindulási élettani, metabolikus és mikrobiológiai jellemzői.
  • A mosás hatékonyan helyreállította a mikrobiom jellemzőit
  • A makrotápanyagok bevitelének mintázata a vizsgálat során nem változott
  • Differenciális hatások az RS4 diéta beavatkozása után, összehasonlítva a CF étrenddel a bél mikrobiotáján
  • Az RS4 hatása a bél mikrobiota összetételére az RS4 beavatkozás előtti és utáni összehasonlításban
  • RS4 megváltozott széklet SCFA-k fogyasztása specifikus bélmikrobákhoz kapcsolva
  • Az RS4 beavatkozás hatása a keringési adipocitokinekre
  • Az RS4 fogyasztás hatása a testösszetételre, a lipidekre és a glükóz anyagcserére.
  • A bélbaktériumok és az anyagcsere-funkciók közötti összefüggések.
  • Intra-asszociáció a bélmikrobákon belül
  • A metabolikus jellemzők közötti összefüggés.
  • Vita
  • további információ
  • Kiegészítő információk
  • PDF fájlok
  • Kiegészítő információk
  • Excel fájlok
  • Kiegészítő táblázat S2
  • Hozzászólások

Tárgyak

  • Mikrobiom
  • Transzlációs kutatás

Összegzés

Bevezetés

A metabolikus szindróma (SM) magában foglalja az olyan társbetegségeket, mint az elhízás, a diszlipidémia, a magas vérnyomás, az inzulinrezisztencia és a hiperglikémia, amelyek növelik a szív- és érrendszeri betegségek kockázatát, 1 amelyek a halálozás legfőbb oka az Egyesült Államokban. Bár a diéta/életmód megváltoztatásával és/vagy terápiás beavatkozásokkal kezelhetők ezek a társbetegségek, a MetS általános előfordulása világszerte növekszik 2, 3. Hozzájáruló tényező lehet az egészséges táplálkozási gyakorlatok rövid távon történő be nem tartása, mivel a kényelem és az íz továbbra is az élelmiszer-választás legerősebb meghatározója 4. Ebben az összefüggésben a közelmúltbeli kettős-vak tanulmányunk lehetővé tette a résztvevők számára, hogy a beavatkozás során fenntartsák szokásos étrendi szokásaikat anélkül, hogy bármilyen változáshoz alkalmazkodnának. Ez a beavatkozáshoz használt 4-es típusú rezisztens keményítő (RS) (búzából származó élelmiszer-összetevő) semleges és alkalmazkodó érzékszervi tulajdonságai miatt volt lehetséges.

Kísérletünkben az RS4 csoport lipidprofiljai és testösszetétele javult 6. Mivel az RS4 emészthetetlen, feltételeztük, hogy az RS4 egészségügyi előnyei abból adódnak, hogy képes befolyásolni a bél mikrobaközösségének szerkezetét, ami viszont összefüggésben lehet a megváltozott baktérium fermentációval és termeléssel. Ezért itt, a MetS-sel kiválasztott húsz résztvevőnél retrospektíven megvizsgáltuk a bélben a mikrobiota összetételének és az SCFA-termelésnek a változását, az adipocitokinek három keringési markerének koncentrációját, valamint a becsült kalória- és makrotápanyagok bevitelét az intervenciós időszak alatt. Ezenkívül a gazdaszervezet antropometriai és metabolikus paramétereit újra elemeztük ebben a kohorszban, hogy kimutassuk a mikroba-mikroba és a gazda-mikroba kölcsönhatásokat.

Anyagok és metódusok

A módszerekkel kapcsolatos részletes információk kiegészítő információként szolgálnak.

A diéta tanulmányozásának és elemzésének általános szempontjai.

(nak nek) A placebóval kontrollált keresztezett étrendi beavatkozás ütemterve rezisztens keményítővel (RS4) és kontroll liszttel (CF). A széklet- és vérmintákat minden kezelési periódus előtt és után összegyűjtöttük (nyilakkal jelölve). b) A vizsgálat profilja és a vizsgálatban résztvevők száma.

Teljes méretű kép

Adipocitokin markerek mérése a vérben

Az interleukin-6 szérumot (IL6) és a tumor nekrózis faktor alfát (TNFα) pikogrammban/ml-ben határoztuk meg Human Ready-SET-Go ELISA készletekkel (eBioscience, San Diego, CA), és az adiponektin koncentrációkat a plazmában mikrogrammokban mértük./ml humán adiponektin radioimmunassay segítségével (Linco Research, St. Charles, MO, a gyártó utasításainak betartásával).

A bél mikrobiális közösségének szerkezetének elemzése.

Eredmények

A vizsgálatban résztvevők kiindulási élettani, metabolikus és mikrobiológiai jellemzői.

Azon húsz résztvevőt, akiknél a kiinduláskor a metabolikus szindróma jelei voltak, és négy szedési időpontban megfelelő székletmintájuk volt, felvették a jelenlegi vizsgálatba (1. ábra), lehetővé téve a bél mikrobiális profiljának és az SCFA-nak az összehasonlítását a beavatkozások előtt és után. valamint az RS4 és CF (kontroll) beavatkozások végpontjai között is. A beavatkozások lehetséges káros gasztrointesztinális mellékhatásait ebben a kohorszban nem értékelték, mivel a szülő kohorszban egyiket sem figyelték meg. 20 résztvevő kiindulási jellemzőit az S1 kiegészítő táblázat foglalja össze. Összesen 55 079 szekvencia rendszertani besorolását (amelyek a minták legalább egyikében találhatók) 5949 OTU-ba sorolták, ebből

78% -uk kapcsolatban állt a Firmicutes menedékjogával és

9% a Bacteroidetes fággal (S1 kiegészítő ábra).

A mosás hatékonyan helyreállította a mikrobiom jellemzőit

Az RS4 és a CF étrend váltása előtt a crossover vizsgálatban minden résztvevő CF-t kapott a 2 hetes lemosási időszakban, hogy elkerülje az RS4 beavatkozás esetleges átvitelét. Az RS4 és CF csoportok végpont-összehasonlításához minden kezelési periódus előtt konzisztens kiindulási értéket kellett ellenőrizni. A távolsági mátrixok permutációs többváltozós varianciaanalízisének alkalmazásakor nem figyeltünk meg szignifikáns különbséget az RS4 és a CF csoport kiindulási mikrobiómái között (az adatokat nem mutatjuk be), ami azt is megerősítette, hogy a kéthetes kimosás hatékony volt, és hogy a a beavatkozás magának a beavatkozásnak köszönhető.

A makrotápanyagok bevitelének mintázata a vizsgálat során nem változott

A fő koordináta-elemzés 26% -os, illetve 13% -os eltéréseket mutatott az 1., illetve a 2. tengelyben, ami fontos változást jelez a két csoport között (p = 0,01, 2. ábra). Az RS4 diéta differenciálisan módosított 71 mikrobiális OTU-t (q 121,2-szer, q 6-szor, q 5-ször, q 24. A firicutes és a Bacteroidetes két fő phyla, és a fajok összetétele mindegyiken belül nagyon eltérő lehet egy adott témában. Lehetséges, hogy mindkettő A phyla olyan fajokat tartalmaz, amelyek jellemzőek lehetnek egy adott fenotípusra, így egy fajszintű összetétel pontosabban képviselheti a testtömeg-fenotípust, mint az F: B arány tág becslése.

Kétdimenziós főkoordinátanalízis (PCoA) a minták közötti UniFrac súlyozott távolság alapján, figyelembe véve a legalább egy mintában jelen lévő 5831 taxon bőségét (n = 19). Az 1. és 2. tengely a variáció 26, illetve 13% -át magyarázza (p = 0,01).

Teljes méretű kép

(nak nek) A baktériumfajok relatív bősége (logaritmikus változás) az RS4 csoportban a CF csoporthoz képest a beavatkozás után (n = 19). A beavatkozás előzetes kizárása előtt a két csoport között jelentős összetételbeli eltérések voltak. b) A Firmicutes/Bacteroidetes arány a beavatkozás után (n = 14). A szaggatott vonal képviseli ezt a kapcsolatot az alapvonalon. c) A főbb baktériumfajok bősége (logaritmikus hajtásváltozás) RS4 kezelés előtt és után. #, az NCBI 16S cRNS adatbázis legközelebbi eredménye, összehasonlítva az OTU-val a Greengenes adatbázisból. * q ≤ 0,05, ** q ≤ 0,01, *** q ≤ 0,001, q q ≤ 0,09 (trend/közeli jelentés), n = 19.

Teljes méretű kép

Az RS4 hatása a bél mikrobiota összetételére az RS4 beavatkozás előtti és utáni összehasonlításban

A Clostridium XIVa klaszter Firmicutes fajai a mucin 25-hez tapadt mikrobiota majdnem 60% -át képviselik. Általános megfigyelés volt, hogy a XIVa Clostridial csoportba tartozó fajok, de a IV csoportba nem, az étrend RS4-gyel történő kiegészítésével gazdagodtak. Fajszinten (3c. Ábra) az RS4 fogyasztása növelte a Bifidobacterium adolescentis (90,5-szeres, q = 0,087) és a Parabacteroides distasonis (1180,2-szer, q 0,05), a Faecalibacterium prausnutzii (−1, 2-szer, q> 0,05), vagy Dorea formicigenerans (1,1-szer, q> 0,05), amit az előző jelentés is megerősített 8. Az új megfigyelések között szerepel a Christensenella minuta bőségének RS4-indukálta növekedése (119,7-szer, q = 0,038, 97% -os lekérdezési lefedettség, 88% -os azonosság és E-ötször, q

(nak nek) SCFA bőség az RS4 beavatkozás előtt és után (* p ≤ 0,05, n = 19). b) Hat baktériumfaj pozitív korrelációja az SC4 specifikus módon megnövekedett SCFA-szinttel (mindegyik, p 26. Ezenkívül az adiponektint az adipociták felszabadítják a vérben, és fontos szerepe van a lipid- és glükóz-anyagcserében. 27 Az adiponektin csökkent szintje A metabolikus diszfunkció különböző aspektusaihoz kapcsolódva 28. A kiindulási értékhez képest az IL6 38% -kal (p = 0,04) csökkent, az adiponektin szint pedig 20% ​​-kal (p = 0,002) emelkedett az RS4 csoportban, míg a TNFα nem változott szignifikánsan. az adiponektin-koncentrációk alacsonyabbak voltak az RS4 diéta után a CF utáni diétához képest (p = 0,08, illetve p = 0,02, 2. táblázat). ahol tudjuk, ez az első jelentés, amely az adipocitokinek változását mutatja be, amelyek segítenek meghatározni a kardiovaszkuláris 28., 29. rendellenességek, válaszként az emberek RS4 bevitelére.

Teljes méretű asztal

Az RS4 fogyasztás hatása a testösszetételre, a lipidekre és a glükóz anyagcserére.

Az embereknél alacsonyabb volt a testzsírszázalék (p = 0,05) és a nem magas, alacsony sűrűségű lipoprotein (HDL nélkül, p = 0,003), HDL (p = 0,005) és teljes koleszterinszint (TC, p 30. éhomi glükóz és HbA1C) ebben a kohorszban kifejezettebbek voltak (−8,6% és −1%) az eredeti kohorszhoz képest (−4,2% és nem csökkenés). A testzsír% -os csillapítása kisebb derék kerülettel kombinálva a centrális elhízás lehetséges csökkenését jelzi Bár szignifikánsak, ezek a változások szerények voltak, mivel a testösszetétel mértéke felnőtteknél nem változik gyorsan, és több hónap vagy év is eltelhet, mire nagyobb változás mutatkozik. A derék kerülete, a TC, a HDL és a nem HDL is csökkent RS4 csoport összehasonlítva a kiindulási értékkel (mind, p

(nak nek) Hőtérkép, amely Pearson r-értékeit mutatja (mind, p

Hőtérkép, amely a kör nagyságának megfelelő n Pearson r értékeit mutatja (n = 19). A fekete szegély a fajok csoportosulását jelzi (* p ≤ 0,05, ** p ≤ 0,01, *** p ≤ 0,001, csak a felső háromszögben látható). #, az NCBI 16S rNNA adatbázisából a legközelebbi találat, a Greengenes adatbázisból kereszthivatkozással az OTU-val. †, a fajok jelentősen gazdagodtak vagy szignifikanciát értek el az RS4 csoportban.

Teljes méretű kép

A metabolikus jellemzők közötti összefüggés.

A komplex szénhidrát vagy glikán hozzáférhetőség a bél mikroflóra kialakításának fő tényezője 42. Mivel a keményítőbontó enzimek közül sok keményítőhasznosító rendszerként (SUS) van jelen

A Bacteroidetes 42, 43, 44 fajok genomjának 20% -a, a Bacteroides ovatus és Parabacteroides distasonis dúsulása ebben a vizsgálatban az RS4 beavatkozás után a várakozásoknak megfelelően történt. További megerősítés a szénhidrát-aktív enzimek (CAZy) adatbázissal (//www.cazy.org/) 45 alátámasztotta, hogy az RS4 beavatkozást követően a Bacteroidetes fajok a domináns keményítőbontó baktériumok.

Összefoglalva, ez a tanulmány bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan, hogy az étrendi RS4-kiegészítés szelektíven megváltoztatja a bél mikrobiális és metabolit környezetét, valamint a kapcsolódó gazdaszervezet metabolikus funkcióit. Tudomásunk szerint ez az első holisztikus vizsgálat, amely egy jól megtervezett, szabadon élő kaukázusi kohorszban végzett tanulmányban vizsgálta az erjeszthető rost, az RS4 hatását a bél mikrobiális ökológiájára, a funkcionális metabolitokra, mint az SCFA-k, és a fiziológiai válaszokra a gazdaszervezetben. a MetS jeleivel. Az eredmények alátámasztják a mikrobiota-gazda interakciónak a táplálkozási terápiákban betöltött szerepét, amely fontos következményekkel jár az anyagcserezavarral küzdő egyének táplálkozási irányelveire nézve, ami napjaink egyik legfontosabb közegészségügyi problémája.

további információ

Hogyan lehet idézni ezt a cikket: Upadhyaya, B. és mtsai. A 4. típusú étrend-rezisztens keményítő hatása az emberi bél mikrobiotájára és immunmetabolikus funkcióira. Sci. Rep . 6., 28797; doi: 10.1038/srep28797 (2016).