Efectele grăsimilor dietetice asupra microbiotei intestinale și a metaboliților fecali și relația lor cu
Rata obezității și a altor tulburări cardiometabolice în majoritatea țărilor în curs de dezvoltare a crescut rapid în paralel cu o tranziție de la dieta tradițională cu conținut scăzut de grăsimi la o dietă relativ bogată în grăsimi, dar mai scăzută în carbohidrați.
Dibioza microbiotei intestinale s-a dovedit a fi asociată cu un risc ridicat de obezitate, diabet de tip 2 și multe alte boli cardiometabolice.
Studiile folosind modele de rozătoare sugerează că o dietă bogată în grăsimi dezechilibrează microbiota intestinală și afectează bariera intestinală, rezultând boli cardiometabolice.
Studiile observaționale efectuate în populații umane distincte la nivel global sugerează că dieta are un efect puternic asupra compoziției microbiotei intestinale și a metabolomicii fecale aferente, în timp ce dovezile din studiile de intervenție dietetică sugerează că efectul dietei asupra microbiotei intestinale ar putea fi mai modest.
Semnificația acestui studiu
Care sunt noile descoperiri?
La nivel de filum, dietele cu conținut moderat de grăsimi și cu conținut ridicat de grăsimi au scăzut raportul dintre Firmicutes și Bacteroidete după intervenție.
La nivel de gen, dieta cu conținut ridicat de grăsimi a scăzut abundența Faecalibacterium, a crescut abundența de Alistipes și Bacteroides, în timp ce dieta cu conținut scăzut de grăsimi a crescut abundența Faecalibacterium și Blautia după intervenție.
Concentrația acizilor butirici fecali a fost crescută după intervenția dietelor cu conținut scăzut de grăsimi și a scăzut după intervenția dietelor cu conținut ridicat de grăsimi. Cometaboliții p-crezol și indol au scăzut după consumul dietei cu conținut scăzut de grăsimi, în timp ce acidul palmitic (C16: 0), acidul stearic (C18: 0) și acidul arahidonic au crescut după consumul cu diete mai bogate în grăsimi.
Modificarea abundenței relative de Blautia a fost asociată negativ cu modificările colesterolului total seric, ale colesterolului lipoproteic cu densitate scăzută și ale colesterolului lipoproteinelor cu densitate mică, în timp ce modificarea abundenței bacteroidelor a fost corelată pozitiv cu modificările acestor trei markeri ai lipidelor din sânge.
Pentru factorii proinflamatori circulanți, dieta cu conținut ridicat de grăsimi a fost asociată cu proteine C-reactive plasmatice crescute și tromboxan B2 față de dieta cu conținut scăzut de grăsimi, în timp ce leucotriena B4 și prostaglandina E2 din dieta cu conținut scăzut de grăsimi au fost cele mai scăzute dintre trei grupuri de diete.
Cum ar putea avea impact asupra practicii clinice în viitorul previzibil?
Descoperirile noastre demonstrează că în rândul adulților tineri sănătoși a căror dietă se află într-o stare de tranziție, o dietă cu conținut ridicat de grăsimi a avut un impact deosebit de nefavorabil asupra taxonilor microbieni intestinali, a profilurilor metabolomice fecale și a biomarkerilor plasmatici proinflamatori, în timp ce dieta cu conținut scăzut de grăsimi a fost asociată cu o profil mai favorabil al acestor biomarkeri. Aceste constatări furnizează dovezi confirmatoare că liniile directoare nutriționale din țările aflate într-o stare de tranziție nutrițională ar trebui să sfătuiască împotriva consumului crescut de grăsimi dietetice. Rezultatele ar putea avea relevanță și în țările dezvoltate în care aportul de grăsimi este deja ridicat.
Introducere
Creșterile paralele ale carbohidraților dietetici și prevalența obezității și a diabetului de tip 2 (T2D) în Statele Unite și în alte țări occidentale au condus la sugestia că această schimbare a dietei, rezultată dintr-o creștere a consumului de carbohidrați și o reducere a grăsimilor totale aportul, ar putea fi un factor determinant al tulburărilor cardiometabolice.1–3 În contrast, în China, tranziția nutrițională de la dieta tradițională cu conținut scăzut de grăsimi, cu conținut ridicat de carbohidrați la o dietă relativ mai mare în grăsimi și mai scăzută în carbohidrați a fost asociată cu o în riscul de obezitate, T2D și boli cardiovasculare în ultimii 30 de ani.4 5 Am arătat anterior într-un studiu randomizat de hrănire controlată că, în rândul adulților tineri sănătoși, o dietă cu conținut scăzut de grăsimi și carbohidrați este probabil asociată cu un risc mai mic de creștere excesivă în greutate și creșterea circumferinței taliei și un profil lipidic mai favorabil decât o dietă cu conținut ridicat de grăsimi, cu conținut scăzut de carbohidrați.
A existat interes în rolul microbiotei intestinale în dezvoltarea obezității și a bolilor cardiometabolice.7 Studiile pe rozătoare au sugerat că dieta bogată în grăsimi de tip occidental are un efect puternic asupra compoziției genetice și asupra activității metabolice a microbiotei intestinale 9 9. Dovezile au arătat că la om diversitatea și bogăția microbiotei intestinale sunt reduse atunci când se compară astfel de diete bogate în grăsimi cu diete mai tradiționale cu proporții relativ mai mari de carbohidrați10. O astfel de „disbioză” indusă de dietă în comunitățile microbiene asociate intestinului a fost postulată ca un factor declanșator major al deficiențelor metabolice asociate cu obezitatea.12 O mare parte din literatura relevantă existentă pe oameni se bazează pe studii observaționale și relativ puține studii de intervenție dietetică pe termen scurt sugerează că efectul modificării dietei ar putea fi relativ modest.13-16 Nu sunt disponibile informații referitoare la tinerii sănătoși sau la populațiile a căror dietă este în tranziție de la cea consumată în mod tradițional la unul asociat cu un risc crescut de boală cardiometabolică.
Astfel, într-un studiu randomizat de 6 luni cu hrănire controlată în rândul adulților tineri sănătoși, am comparat o serie de atribute ale microbiotei intestinale și profilurilor metabolomice fecale, precum și markeri de inflamație pentru diete cu proporții diferite de grăsimi și carbohidrați.
Metode
Proiectarea studiului și populația
Acest studiu a investigat microbiota intestinală, răspunsul profilurilor metabolomice fecale și relația lor cu factorii de risc cardiometabolici la 217 adulți sănătoși care au furnizat probe fecale în studiul de distribuție optimă a macronutrienților dietetici din China. China și Universitatea Zhejiang din sudul Chinei și a fost aprobată de comitetele de etică. Fiecare participant a furnizat consimțământul scris în scris și nu a primit nicio compensație financiară sau cadouri. Procesul a fost înregistrat la ClinicalTrials.gov, numărul NCT02355795.
Studiați dietele și intervenția
Dosar suplimentar 1
Recoltarea probelor de sânge și evaluarea factorilor proinflamatori
Probele de sânge au fost colectate prin venopunctură după un post de 12 ore. Plasma și serul au fost centrifugate din probele de sânge și depozitate imediat la -80 ° C pentru analize suplimentare. Concentrațiile serice ale biomarkerilor clinici, incluzând profilurile lipidice, glucoza și insulina, au fost măsurate așa cum s-a descris anterior. α), prostaglandina E2 (PGE2), tromboxanul B2 (TXB2) și leucotriena B4 (LTB4), au fost măsurate folosind kituri ELISA (Cayman Chemical Co., Ann Arbor, Michigan, SUA și MultiSciences Biotech Co., Hangzhou, China). În plus, proteina C-reactivă cu sensibilitate ridicată (hs-CRP) a fost măsurată printr-o metodă de imunoanaliză turbidimetrică îmbunătățită cu latex. Toate măsurătorile au fost efectuate la sfârșitul studiului pentru a minimiza variabilitatea.
Secvențierea ARNr 16S și măsurarea metabolomicii fecale
Probele fecale au fost colectate la momentul inițial și la sfârșitul intervenției de 6 luni. Fiecare probă fecală a fost congelată rapid în azot lichid în câteva minute de la donare și apoi a fost menținută la -80 ° C. ADN-ul a fost extras din probe de scaun (200 mg) folosind QIAamp DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Hilden, Germania) urmând instrucțiunile producătorului, cu pași suplimentari omogenizați într-un bătător de mărgele (FastPrep, Thermo Electron Co, Boston, Massachusetts, SUA). Regiunile hipervariabile V3-V4 ale bacteriei genei ARNr 16S au fost amplificate cu primeri indexați cu coduri de bare 338F (5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3 ’) și 806R (5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’). Ampliconii purificați s-au reunit în concentrație echimolară și s-a efectuat o secvențiere suplimentară cu ajutorul unui instrument Illumina Miseq (Illumina, San Diego, California, SUA). Datele brute de secvențiere au fost depozitate în baza de date a Centrului Național pentru Biotehnologie Secvența de citire a arhivei cu numărul de acces PRJNA480547. Identificarea și măsurarea direcționate a metabolomicii fecale au fost efectuate pe baza unei metode validate.18 Detalii despre pregătirea și analiza datelor secvenței ARNr 16S, precum și măsurarea cantitativă a metabolomicii fecale sunt disponibile în materiale suplimentare online.