Este fibra, nu efectele semnificative ale grăsimilor provocării dietetice asupra microbiomului intestinal
Abstract
fundal
Efectele dietetice asupra microbiomului intestinal joacă roluri cheie în fiziopatologia tulburărilor inflamatorii, a sindromului metabolic, a obezității și a dereglării comportamentale. Adesea trecut cu vederea în astfel de studii este luarea în considerare a faptului că dietele experimentale variază semnificativ în ceea ce privește proporția și sursa fibrelor lor alimentare. În mod obișnuit, comparațiile de tratament se fac între animalele hrănite cu o dietă rafinată achiziționată care nu are fibre solubile și animalele hrănite cu o dietă standard de chow oferită de vivariu care conține o sursă bogată de fibre solubile. În ciuda rolului critic bine stabilit al fibrelor solubile ca sursă a producției de acizi grași cu lanț scurt prin microbiomul intestinal, nu este clară măsura în care rezultatele măsurate sunt determinate de diferențele în fibrele dietetice. Mai mult, interacțiunea dintre sex și vârstă ca răspuns la tranziția alimentară este probabil importantă și ar trebui, de asemenea, luată în considerare.
Rezultate
Am comparat impactul tranziției adulților tineri și a șoarecilor masculi și femele în vârstă de 1 an de la dieta lor standard de chow la o dietă rafinată cu fibre scăzute solubile pe compoziția comunității microbiote intestinale. Apoi, pentru a determina contribuția grăsimilor din dietă, am examinat, de asemenea, impactul tranziției unui subset de animale de la o dietă rafinată cu conținut scăzut de grăsimi la o dietă rafinată cu conținut ridicat de grăsimi. Am folosit o strategie de eșantionare în serie cuplată cu secvențierea genei marker ARNr 16S pentru a examina consecințele comutării dietetice recurente asupra dinamicii comunității microbiotei intestinale. Analiza a arătat că trecerea de la o dietă chow la o dietă rafinată, lipsită de fibre solubile, a reprezentat cea mai mare parte a varianței structurii, diversității și compoziției comunității în toate grupurile. Această tranziție dietetică s-a caracterizat printr-o pierdere de impozite în filumul Bacteroidetes și expansiunea Clostridia și Proteobacteria într-un mod specific sexului și vârstei. În special, nu s-au observat modificări ale structurii și compoziției comunității microbiotei intestinale între șoarecii care consumă fie o dietă rafinată cu conținut scăzut sau bogat în grăsimi, ceea ce sugerează că tranziția la dieta rafinată care nu are fibre solubile este principalul motor al modificărilor microbiotei intestinale, cu impactul grăsimilor dietetice asupra microbiotei intestinale.
Concluzie
În mod colectiv, rezultatele noastre arată că alegerea controlului dietei are un impact semnificativ asupra rezultatelor și interpretării legate de efectele dietei asupra microbiotei intestinale. Deoarece reducerea fibrelor solubile poate influența sinteza metaboliților microbieni care sunt importanți pentru reglarea rezultatelor metabolice, imune, comportamentale și neurobiologice, sunt necesare acum studii suplimentare pentru a delimita pe deplin contribuția grăsimilor și a fibrelor asupra microbiomului intestinal.
Video Abtract.
fundal
Rezultate
Dieta rafinată promovează schimbările de greutate într-un mod specific sexului și vârstei
O comparație a greutăților corporale săptămânale în aceste perioade definite de tranziții alimentare a relevat efecte semnificative specifice vârstei și sexului. Comparația între femeile tinere adulte a evidențiat un efect principal al timpului, nici un efect principal al dietei și o interacțiune semnificativă între timp și dietă (RM ANOVA, efectul principal al timpului, F5, 110 = 15,39, 2 = 0,614, 2 = 0,074, P = 0.132), indicând faptul că trecerea șoarecilor femele de la o dietă cu niveluri suficiente de fibre solubile (chow) la o dietă lipsită de fibre solubile eclipsează influența grăsimilor dietetice asupra structurii microbiotei fecale (Fig. 2b). Diversitatea microbiană a fost modificată semnificativ în unele (indicele diversității Shannon), dar nu și în celelalte (număr de specii observate) ale diversității alfa la adulții tineri și femelele în vârstă, numărul de specii observate, Kruskal-Wallis, H = 9,45, = 0,22; Indicele diversității Shannon, Kruskal-Wallis, H = 26.647, = 0,00038) (Fig. 2c, d). Modificările semnificative ale indicelui diversității Shannon au fost determinate de trecerea de la chow la rLFD și nu au fost detectate diferențe suplimentare între animalele rLFD și rHFD.
În mod consecvent, compararea comunității de microbiote intestinale fecale între dietele chow și cele rafinate la femeile adulte tinere și femeile în vârstă de 1 an au relevat schimbări semnificative în compoziția comunității (Fig. 2e). Astfel, pentru a determina dacă întrerupătoarele dietetice au impact asupra compoziției microbiotei fecale la șoareci adulți tineri și femele în vârstă, am aplicat metoda dimensiunii efectului de analiză discriminantă liniară (LEfSe) pentru analiza abundenței diferențiale și am folosit o limită a ratei de descoperire falsă (FDR) a q 0,05) (Fig. 2f, Fișier suplimentar 2: Tabel S1).
Pe baza observației noastre că femeile în vârstă cu rHFD câștigă semnificativ mai multă greutate corporală decât femeile în vârstă cu rLFD, am examinat în continuare dacă rezistența la creșterea în greutate la femeile tinere adulte și susceptibilitatea la creșterea în greutate la femeile în vârstă sunt asociate cu modificări ale compoziției microbiotei intestinale. Analiza abundenței diferențiale a arătat că femeile în vârstă cu rHFD au crescut abundența de Bifidobacterium în raport cu femeile tinere rHFD (FDR q = 0,0167). Nu au fost detectate alte diferențe în compoziția microbiotei intestinale la femei.