Ефект на ограничување на калориите на цревната пропустливост, воспалителни маркери и фекалии

предмети

апстрактен

вовед

Врз основа на набудувањето дека дебелината е поврзана со хронична, високо воспалителна состојба и евентуално нарушена интестинална пропустливост 7, оваа студија имаше за цел да испита дали ограничувањето на калориите може да ја модулира цревната пропустливост и со тоа да ги намали маркерите на воспаление кај луѓето. Покрај тоа, беа испитани разновидноста и составот на цревната микробиота, како и нивната можна врска со интестинална пропустливост и воспаление.

Резултати

Диетата со намалена калорична формула резултираше со губење на тежината

Дваесет жени (средна возраст од 46, 8 ± 11, 5) беа запишани во студијата и ниту еден учесник не се откажа од тоа. Физичките и биохемиските карактеристики на учесниците пред интервенцијата, веднаш по хипокалоричната диета и 14 дена по интервенцијата, се прикажани во Табела 1. Од учесниците беше побарано да јадат диета (800 kcal/ден) и дополнителни 200 g зеленчук. Во споредба со првичниот внес на калории од 1.698, 1 ± 592, 7 kcal/ден, оваа интервенција предизвика значителен енергетски дефицит (П 23, 24, покажа значително намалување по ограничувањето на калориите (П 25. Плазматската концентрација на почетокот на студијата значително се зголеми по 4-неделна хипокалорична интервенција од (П.

( а - г. ) Парцели за кутии засновани на вредностите на прагот на циклусот (КТ) на биопсии на масното ткиво од 18 учесници пред и по 4-неделното ограничување на калориите. ( д ) За дијаметрите на масните клетки, податоците беа достапни од 8 учесници. *** P 2 и се намали на 4,020 ± 773 μm 2 (n = 8, P = 0,31).

Интервенциите предизвикаа индивидуални промени во профилите на микробиотата во столицата

За да направиме разлика помеѓу намалувањето на калориите и слабеењето, ги испитавме учесниците откако се вративме на урамнотежена диета за одржување на телесната тежина две последователни недели. Податоците сугерираат дека повеќето од промените забележани со нискокалоричната диета исчезнале, што сугерира дека овие промени главно се должат на акутното и длабоко ограничување на калориите наместо на умереното намалување на телесната тежина што го доживеале учесниците не доби значителна тежина за време на следните две недели.

Како што се очекуваше, плазматските концентрации на воспалителниот маркер hsCRP беа намалени по VLCD, што е во согласност со литературата 28. Исто така, го измеривме циркулирачкиот LBP како сурогат маркер за преместување на компонентите на клеточниот wallид од Грам-негативни бактерии, термин познат како спукана ендототоксемија поврзана со цревата 9. Намалувањето на калориите резултираше со прилично скромно намалување на нивото на LPB 29, што е во согласност со резултатите од мерењата на цревната пропустливост и евентуалното поврзано намалување на воспалителните маркери. Сепак, дизајнот на студијата не дозволува да се извлечат јасни заклучоци за можната каузална врска помеѓу транслокацијата на ендотоксин и системското воспаление.

Нивото на лептин во плазмата значително се намали додека адипонектинот HMW се зголеми по интервенцијата. Спротивно на тоа, нивоата на MCP-1 останаа непроменети. Едно објаснување би можело да биде дека просечното слабеење од 7% е премало за да има поголем ефект врз маркерите за воспаление поврзано со дебелината 30. Покрај тоа, промените во генската експресија за избраните маркери во масното ткиво - со исклучок на лептинот - веројатно биле мали поради ограниченото слабеење. И покрај значително намалување на телесната тежина, не е забележано значително намалување на големината на масните клетки на поткожното масно ткиво во стомакот. Сепак, постои тренд на намалување на просечната големина на адипоцитите. Верхоеф и сор. покажа дека 10% губење на тежината посредувало во значително намалување на големината на маснотиите 31 .

Интервенцијата исто така беше поврзана со зголемена инциденца од по една ОТУ во родот Руминококус и Бифидобактериум, што вклучуваше и производи за деградација на храната на сложени полисахариди и полисахариди добиени од домаќинот 40. Сантакруз и др. исто така, покажа зголемување на бројот на qPCR на Bifidobacterium spp. по губење на тежината (-6,9 кг) кај дебели адолесценти по 10 недели намалување на калориите 41 .

Силата на нашата студија лежи во строгата стандардизација и сеопфатно фенотипизирање на учесниците. Покрај тоа, се користеше широк спектар на различни методи за да се карактеризира влијанието на VLCD врз цревната пропустливост: Метаболичкиот статус беше оценет со oGTT; Статисот на воспаление беше испитан со употреба на различни циркулирачки параметри и генска експресија во примероците на масно ткиво. Резултатите беа дополнително поддржани со податоци во врска со цревната микробиота, кои следеа индивидуална шема. Потребни се дополнителни студии за подобро разбирање на овие хетерогени одговори.

Како заклучок, нашите податоци сугерираат дека 4-неделната диета со ВЛЦД има корисни ефекти врз функцијата на цревната бариера кај дебелите жени, што исчезнува брзо по враќањето во нормална диета. Потребна е дополнителна истрага за можната каузална врска помеѓу промените во цревната пропустливост и промените забележани во метаболичките и воспалителните биомаркери, како и кај одредени целни бактерии.

Учесници и методи

Протоколот за студијата беше проверен и одобрен од страна на етичкиот комитет на Медицинскиот факултет на Техничкиот универзитет во Минхен (одобрение бр. 5499/12). Студијата се засноваше на упатствата на Меѓународната конференција за хармонизација на добрата клиничка пракса и на Хелсиншката декларација (во ревидираната верзија од Сеул, Јужна Кореја 2008 година). Писмена информирана согласност е добиена од сите учесници пред вклучувањето во студијата. Студијата е внесена во германскиот регистар за тестови (DRKS00006210). Датумот на регистрација за регистарот за тестови во Германија беше 11 јуни 2014 година.

Учесници на студијата

Дваесет учесници со БМИ 30 кг/м2 беа регрутирани во октомври 2013 година преку реклами во областа Минхен. Подобноста за учество беше оценета со користење на детален прашалник за скрининг со детали за историјата на медицината. Критериуми за исклучување беа: БМИ

Дизајн на студија. Шемата дава преглед на распоредот и различните извршени испитувања. Кратенки: БС, примерок од крв; ФБ, биопсија на маснотии; FS, примерок од столче; ГП, цревна пропустливост; ИЦ, индиректна калориметрија; МНР, магнетна резонанца; NC, совети за исхрана; ЈП, физички преглед; oGTT, орален тест за толеранција на глукоза; прашалник.

Протоколи за исхрана

Учесниците на студијата добија упатства да ја забележат нивната потрошувачка на храна во текот на целиот период на студирање. Енергетската содржина и составот на макроелементите во диетите се пресметани со помош на софтверот OptiDiet Plus (верзија 5.1.2.046, GOE mbH, Linden, Германија).

Антропометриски мерења

Антропометриските и клиничките мерења беа стандардизирани помеѓу 8 и 9 часот наутро по постот во текот на ноќта. Тежината и составот на телото беа измерени со помош на анализаторот на составот на телото TANITA Type BC-418 MA III (Амстердам, Холандија). Метаболичката стапка на мирување (RMR) беше измерена со помош на капакот на капакот на капакот (COSMED Quark RMR, Фридолфинг, Германија).

Примероци на крв и биохемиска анализа

Примероци од крв беа земени на празен стомак. Липидни параметри (вкупен холестерол, LDL-c, HDL-c, триглицериди), ензими на црниот дроб (аспартат трансаминаза (AST), аланин трансаминаза (ALT), γ-глутамилтрансфераза (γ-GT)), креатинин, урична киселина и гликоза на гладно, утврдени се од SynLab (Минхен, Германија) анализиран. Беше собран дополнителен примерок од крв, центрифугиран веднаш (2.500 g за 10 минути на 20 ° C) и потоа се чува на -80 ° C до анализата. Лептин, Чемерин, hsCRP, RANTES, MCP-1, HMW-Adiponektin и LBP (сите: R&D, Висбаден, Германија), инсулин (Дако, Глоструп, Данска) и зоулин (Immundiagnostik AG, Бенсхајм, Германија) биле во плазмата испитан со употреба на комерцијално достапни ензимски поврзани имуносорбентни анализи (ЕЛИСА). Фекалниот калпротектин се мери со помош на ELISA (CALPROLAB ™ Calprotectin ELISA (HRP), FROST Diagnostika GmbH, Otterstadt, Германија). Сите ЕЛИСА беа извршени како што е опишано од производителите. NEFA беа измерени со помош на комерцијален комплет за тестирање (Wako Chemicals GmbH, Нојс, Германија). Отпорност на инсулин е проценета со употреба на HOMA-IR [HOMA-IR = инсулин (μU/ml) × глукоза (mmol/l)/22, 5] 42.

Тест за орална толеранција на гликоза

Тестовите за орална толеранција на глукоза (OGTT) започнаа помеѓу 8 и 9 часот наутро по преку ноќ пост од 12 часа. По земањето на основен примерок од крв, испитаниците добиле 75 g глукоза во волумен од 300 ml (AccuCheck®-OGT, Рош, Манхајм, Германија). По 30, 60 и 120 минути беше извлечена крв и се утврди нивото на гликоза (HemoCue Glucose 201 +, калибрирана со плазма, Анхелхолм, Шведска).

Пропустливост на цревата

Опструктивната функција на дебелото црево беше оценета со употреба на разни неинвазивни тестови. Прво, цревната пропустливост беше измерена со помош на валидиран тест за апсорпција на шеќер и тест со PEG. И двата теста беа спроведени паралелно. Принципот е да се измери уринарната екскреција на орално администрирани супстанции со различни молекуларни маси. Тестовите беа извршени непосредно пред постапката, по постапката и две недели по постапката. Податоците се претставени како процент на проголтан шеќер и процент на РЕГ кои се наоѓаат во урината. Овие вредности се нарекуваат% закрепнување на урина. Конечно, маркерот за интестинална пропустливост, зоулин, беше измерен во крвта со употреба на ELISA.

Тест за апсорпција на шеќер

Тестот за апсорпција на шеќер беше извршен како што е опишано од Норман и сор. 43 Шеќерите беа измерени со течна хроматографија со високи перформанси со пулсна електрохемиска детекција (модул за хроматографија: 250, Дионекс, Идстајн, Германија) 43.

Тест за апсорпција на полиетилен гликол

Учесниците добија 100 ml раствор на тест PEG со 1 mg молекуларна тежина (Mr) 400 (PEG 6 -PEG 13; опсег на маса: 285-678 Da), 200 mg Mr 1500 (PEG 20 -PEG 45; маса) опсег: 899-2,000 Da), 4 g Mr 3000 (PEG 51 -PEG 90; опсег на маса: 2,264-3,982 Da) и 4 g Mr 4000 (PEG 75 -PEG 115: опсег на маса: 3,322-5,084 Da) (Merck Darmstadt, Германија). Пет часа по ингестијата на растворот за тест на шеќер, ПЕГ-тест растворот беше пијан и беа земени примероци од урина во текот на следните 24 часа. PEGs беа анализирани со течна хроматографија-масена спектрометрија како што е опишано од Лихтенегер и Рихлик 44 .

Биопсија на абдоминална поткожна масно ткиво

Примероци на абдоминално поткожно масно ткиво се добиени со аспирација на игла пред и по диетата со формула. По миењето во пуфер Кребс-Рингер, масното ткиво беше поделено на цевки што содржат стерилизирани стаклени зрна цирконија (Карл Рот, Карлсруе, Германија), RLT пуфер (RNeasy Mini Kit, Qiagen, Hilden, Германија) и 1% (v/v) ) β-меркаптоетанол (# М3148, Сигма-Олдрич, Сент Луис, Мисури, САД) и потоа веднаш замрзнат и складиран на -80 ° С. За хистологија на маснотии, масното ткиво беше фиксирано во 4% тампон формалин (pH 7,4) за 24 часа и конечно беше вградено во парафин и се чуваше на собна температура до анализата. Големината на маснотиите е утврдена со софтвер за слободна софтверска анализа на слика cellprofiler® (http://www.cellprofiler.org/).

Квантитативна верижна реакција на полимераза

Примероци на столица

Примероците на столицата беа собрани директно во стерилни пластични контејнери (1000 ml; VWR International, Минхен, Германија). Од учесниците беше побарано да соберат пластична лажица од едно место на фекалниот материјал во цевка за собирање столици со 8 ml пуфер за стабилизација на ДНК (Stratec Molecular GmbH, Берлин, Германија). Примероците на столицата потоа беа замрзнати на -18 ° C до следната посета. Учесниците ги транспортираа примероците замрзнати столици во лабораторијата користејќи ладилници. Конечно, цевките за собирање веднаш се чуваа на -80 ° C.

16 Секвенционирање на ампликонот на генот со голема пропусна моќ S-рибозомална РНК

Примероците беа обработени како што е претходно опишано 48. Накратко, клетките беа лизирани со монистра и термичка обработка и метагеномската ДНК беше прочистена со употреба на gDNA колони (Macherey-Nagel, Düren, Германија). Концентрациите и чистотата беа проверени со употреба на системот НаноДроп (Термо Научен Валтем, Масачусетс, САД). Регионот V3/V4 од 16 гени на S-рибозомална RNA (rRNA) беа засилени од 24 ng ДНК со употреба на буквари 341 F и 785 R 49 (25 циклуси). По прочистувањето (системот AMPure XP, Бекман Култер Биомедицински ГмбХ) и здружувањето во еквимоларни количини, 16 г-ампликони S-rRNA беа во режим на спарен крај (PE275) со помош на системот MiSeq (Illumina, Inc., Сан Диего, Калифорнија, САД) секвенцираше. САД) според упатствата на производителот и крајната концентрација на ДНК од 10 пМ и 15% (вон/в) стандардна библиотека PhiX.

Анализа на низа

Суровите прочитани датотеки беа обработени врз основа на пристапот UPARSE 50 користејќи IMNGS 51. Секвенците беа тестирани за присуство на химери користејќи UCHIME 52 и ОТУ беа групирани на праг од 97% сличност на низата. Со цел да се избегне анализа на неточни ОТУ, само оние со релативна фреквенција од> 0,5% вкупни низи беа зачувани во барем еден примерок. SILVA (верзија 1.2.11 на порастот на порастот на SILVA) 53 и класификаторот RDP (реченица 15; 80% сигурност) 54 беа искористени за доделување на таксономска класификација на секвенците репрезентативни на ОТУ. Специфични ОТУ со различни фреквенции помеѓу групите беа идентификувани понатаму со EzTaxon. Филогенетските односи беа испитани со употреба на Генерализиран метод UniFrac 55. Ефективните броеви на Шенон беа искористени за проценка на различноста во примероците (алфа разновидност) како што е опишано од Јост и сор. 56 .

Статистичка анализа

Податоците беа анализирани во опкружувањето за програмирање Р. Антропометриските и метаболните податоци се претставени како средна ± стандардна девијација. Користени P-вредности 57. Ефектот на VLCD врз ОТУ и таксономските пописи беше тестиран со помош на тестот Фридман Ранк за да се анализира непараметарскиот рандомизиран блок дизајн. Недостасуваните вредности беа третирани со тестот Skillings Mack. За споредби во парови се користеше тест за сумирање ранг на Wilcoxon за парови што се совпаѓаат. Методот Бенџамини-Хохберг беше искористен за прилагодување по неколку тестови. За анализата на бета-разновидноста, генерализираните растојанија на UniFrac беа пресметани со пакетот GUniFrac 55.

благодарноста

Му благодариме на д-р. Клаудија Ајхорн за вршење аспирација за игла, Julулиус Хонекер за одличната поддршка во мерењето на големината на масните клетки, д-р. Карин Норман за нејзината поддршка во мерењето на цревната пропустливост, Мануела Хуберсбергер за нејзината одлична техничка поддршка и Каролин Зиглер како Ангела Заксенхаузер од Основниот објект на микробиомот ZIEL/NGS за нејзината одлична поддршка во подготовката на примерокот за секвенционирање со голема пропусност. Оваа студија е финансирана од BMBF (Сојузно Министерство за образование и истражување, грант бр. 0315674). Диетата со рецепти беше providedубезно обезбедена од Nutrition Santé SAS (Ревел, Франција).

Дополнителен електронски материјал

Дополнително досие

Забелешки

Со поднесување коментар, вие се согласувате со нашите услови за користење и упатствата за заедницата. Ако најдете нешто навредливо или што не е во согласност со нашите услови или упатства, означете го како несоодветно.

---