Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), Валенсия, Испания

Grupo de Inmunonutrición, Instituto del Frío-ICTAN (CSIC), Мадрид, Испания

Grupo de Inmunonutrición, Instituto del Frío-ICTAN (CSIC), Мадрид, Испания

Департамент по биологични науки и хранене, Karolinska Institutet, Стокхолм, Швеция

Departamento de Medicina Preventiva y Salud Publica, Университет на Навара, Памплона, Испания

Departamento de Fisiología y Nutrición, Университет на Навара, Памплона, Испания

Departamento de Pediatría, Facultad de Medicina, Universidad de Granada, Granada, Испания

Departamento de Pediatría, Facultad de Medicina, Universidad de Granada, Granada, Испания

Escuela Universitaria de Ciencias de la Salud, Universidad de Zaragoza, Сарагоса, Испания

Departamento de Educación Física, Deporte y Movimiento Humano, Universidad Autónoma de Madrid, Мадрид, Испания

Departamento de Ciencias Médicas y Quirúrgicas, Universidad de Cantabria, Сантандер, Испания

Departamento de Pediatría, Radiología y Medicina Física, Universidad de Zaragoza, Сарагоса, Испания

Departamento de Fisiología y Nutrición, Университет на Навара, Памплона, Испания

Facultad de Ciencias de la Actividad Física y Deporte; Университет де Гранада, Гранада, Испания

Departamento de Ciencias Médicas y Quirúrgicas, Universidad de Cantabria, Сантандер, Испания

Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), Валенсия, Испания

Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), Валенсия, Испания

Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), Валенсия, Испания

Grupo de Inmunonutrición, Instituto del Frío-ICTAN (CSIC), Мадрид, Испания

Grupo de Inmunonutrición, Instituto del Frío-ICTAN (CSIC), Мадрид, Испания

Департамент по биологични науки и хранене, Karolinska Institutet, Стокхолм, Швеция

Departamento de Medicina Preventiva y Salud Publica, Университет на Навара, Памплона, Испания

Departamento de Fisiología y Nutrición, Университет на Навара, Памплона, Испания

Departamento de Pediatría, Facultad de Medicina, Universidad de Granada, Granada, Испания

Departamento de Pediatría, Facultad de Medicina, Universidad de Granada, Granada, Испания

Escuela Universitaria de Ciencias de la Salud, Universidad de Zaragoza, Сарагоса, Испания

Departamento de Educación Física, Deporte y Movimiento Humano, Universidad Autónoma de Madrid, Мадрид, Испания

Departamento de Ciencias Médicas y Quirúrgicas, Universidad de Cantabria, Сантандер, Испания

Departamento de Pediatría, Radiología y Medicina Física, Universidad de Zaragoza, Сарагоса, Испания

Departamento de Fisiología y Nutrición, Университет на Навара, Памплона, Испания

Facultad de Ciencias de la Actividad Física y Deporte; Университет де Гранада, Гранада, Испания

Departamento de Ciencias Médicas y Quirúrgicas, Universidad de Cantabria, Сантандер, Испания

Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), Валенсия, Испания

Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), Валенсия, Испания

Резюме

Целта на това проучване е да се определи влиянието на програмата за лечение на затлъстяване върху чревната микробиота и телесното тегло на юношите с наднормено тегло. Тридесет и шест юноши (13–15 години), класифицирани като наднормено тегло според критериите на BMI на Международната работна група за затлъстяване, бяха подложени на диета с ограничено съдържание на калории (10–40%) и повишена физическа активност (15–23 kcal/kg тяло тегло/седмица) програма за 10 седмици. Чревните бактериални групи бяха анализирани чрез количествена PCR в реално време преди и след интервенцията. Група субекти (н = 23) преживял> 4,0 кг загуба на тегло и показал значителен ИТМ (P = 0,030) и ИТМ zОценка (P = 0,035) намаления след интервенцията, докато другата група (н = 13) показа

Въведение

Затлъстяването се разглежда като един от основните текущи проблеми на общественото здраве и въздействието му е най-голямо при децата, допринасяйки за значителна заболеваемост в зряла възраст ((1)). Развитието на метаболитни усложнения, свързани със затлъстяването през детството, има последици в зряла възраст, увеличавайки риска от диабет тип 2 и преждевременни сърдечно-съдови заболявания ((2)). Смята се, че съществува връзка между затлъстяването, хроничното нискостепенно възпаление, инсулиновата резистентност и ендотелната дисфункция ((3), (4)). Рисковите фактори за детското затлъстяване включват диета, нисък социално-икономически статус, затлъстяване на родителите, бързо наддаване на тегло при новородени и намалена физическа активност ((5)). Програмите за превенция на затлъстяването, основани на промени в училищната и общностната среда, могат да намалят наддаването на тегло в детска възраст до ограничена степен ((5)) Следователно са необходими допълнителни проучвания върху диетичните и приемни фактори с въздействие върху енергийния баланс, за да се подобрят интервенционните стратегии и мерки за контрол на затлъстяването във времето.

Последните доклади предполагат, че чревната микробиота е важен фактор, влияещ върху изхвърлянето и съхраняването на енергия в адипоцитите ((6), (7)). Известно е също, че чревната микробиота участва в модулацията на имунитета на гостоприемника и възпалителния статус, свързан със затлъстяването при мишки ((8), (9)). Точните механизми, чрез които промените в микробиотата засягат затлъстяването и свързаните с него разстройства, все още са неясни.

Съобщено е как диетите, базирани на висок прием на протеини и/или нисък прием на въглехидрати, или висок прием на мазнини могат да променят микробния състав и активност в дебелото черво и по този начин да окажат въздействие върху здравето на червата ((6), (8), (9), (10)). Независимо от това, знанията за взаимодействията между енергийния прием и специфичните микробни популации и тяхното влияние върху телесното тегло са ограничени до малки клинични проучвания ((7)). Липсват специфични проучвания при юноши със затлъстяване, които представляват високорискова популационна група.

Целта на тази работа е да се определи влиянието на мултидисциплинарна програма за лечение на затлъстяване, включваща ограничена с калории диета и физическа активност, върху структурата на фекалната микробиота при юноши с наднормено тегло и затлъстяване и нейната връзка с диетичния прием и загуба на тегло чрез анализ основните чревни бактериални групи и Bifidobacterium видове чрез количествена PCR в реално време.

Методи и процедури

Субекти и антропометрични мерки

отслабването

Интервенция

Диетична оценка

Записите на хранителните дневници се съхраняват в продължение на 72 часа (2 делнични дни и 1 уикенд ден) както преди началото на проучването (изходни количества), така и след интервенцията (седмица 10). Беше предоставена подробна информация за това как да се регистрират консумираните храни и напитки, използвайки общи домакински мерки. Хранителните дневници бяха върнати на техния диетолог и бяха анализирани за съдържание на енергия, вода и хранителни вещества въз основа на базата данни на CESNID за състава на храните за испански храни ((15)). Нишестетата се определят като сложни въглехидрати, а фибрите се изчисляват като общи несмилаеми въглехидрати (разтворими и неразтворими). Поради ограниченията на базата данни за състава на храните ((15)) и също така присъщите ограничения на хранителната оценка при свободно живеещите млади популации, не са налични допълнителни подробности според други ключови хранителни вещества, за които е доказано, че служат като субстрат за чревната микробиота (т.е., устойчиво нишесте, олигозахариди или фруктани).

Подготовка на фекални и ДНК проби

Фекалните проби се съхраняват веднага след събирането при -20 ° C и се съхраняват до анализ. Пробите се разреждат 1:10 (тегл./Об.) Във фосфатно буфериран физиологичен разтвор (рН 7,2), хомогенизират се и една аликвотна част се използва за екстракция на ДНК чрез използване на миниатюрен комплект за ДНК изпражнения QIAamp (Qiagen, Hilden, Германия).

Микробен анализ чрез количествена PCR в реално време

статистически анализи

Статистическите анализи бяха направени с помощта на софтуера SPSS 11.0 (SPSS, Чикаго, Илинойс). Поради ненормално разпределение, микробните данни се изразяват като медиани с интерквартилни диапазони (IQR) и разликите в бактериалните популации се определят чрез прилагане на Mann-Whitney UТест и тестът на Wilcoxon с ранг. Корелациите между променливите са изчислени с помощта на корелационния тест на Спиърман. Разликите в клиничните и антропометричните данни също бяха определени чрез прилагане на Mann-Whitney U-тест. Диетичният състав (средни стойности и стандартни отклонения) е изчислен за суровите (некоректирани) хранителни вещества от 72-часовите диетични регистри и данните са усреднени за анализа. Всички хранителни променливи, представени на лог-трансформация, показват нормално разпределение. Повторните мерки ANOVA, коригирани за пол и възраст, бяха използвани за изследване на разликите в средния прием в групата преди (изходно ниво) спрямо след интервенцията. Във всеки случай, P

Резултати

Субекти и програма за интервенция при затлъстяване

Диетичните данни преди и след намесата на групите с ниско и високо отслабване са показани в Таблица 3. Не се наблюдава взаимодействие между времето (преди и след интервенцията) по пол или възрастова група. Не са установени значителни разлики в приема на енергия, макронутриенти или на ниво хранителна група между отделните групи преди и след интервенционната програма. Консумацията на пробиотични храни, т.е. киселото мляко е била почти една порция на ден (0,9 порции и в двете групи, една порция в Испания е еквивалентна на 125 g). Никой от субектите не консумира преди или пробиотици като добавки. Основните източници на въглехидрати, с цел увеличаване на приема на ден, са зърнени култури, картофи, плодове и млечни продукти. Основните източници на фибри за тази популация са зеленчуци, зърнени храни, плодове и бобови растения.

И в двете юношески групи диетичната интервенция основно доведе до значително намаляване (P

Влияние на интервенцията в състава на фекалната бактериална група

Индивидуалните различия в състава на фекалната микробиота за всички изследвани юноши са 0.77 (IQR 0.39–1.70) за B. fragilis група, -0,36 (IQR -0,82 до 0,29) за Bifidobacterium, -0,65 (IQR -0,98 до 0,27) за В. кокоиди група, 0,02 (IQR -0,50 до 0,45) за C. leptum група, 0,10 (IQR -0,38 до 0,49) за Е. coli, и 0,43 (IQR 0,09–0,83) за Лактобацилус група.

Установена е значителна корелация между броя на бактериите след интервенцията и загубата на тегло в групата с висока загуба на тегло (Фигура 1). Повишени нива на B. fragilis група (R = 0,27, P = 0,055) и Лактобацилус група значително корелира (R = 0,55, P

Корелации между броя на фекалните бактерии и загубата на тегло след намеса в групата с висока загуба на тегло (н = 23; > 4,0 kg загуба на тегло) на юноши. Линиите показаха корелацията на Пиърсън (линейна корекция). (а) Лактобацилус група срещу загуба на тегло, (б) Ешерихия коли спрямо загуба на тегло и (° С) Bacteroides fragilis група срещу загуба на тегло.

Влияние на намесата в бифидобактериум видов състав

В цялото подрастващо население (н = 36), общо Bifidobacterium преброяването на групите беше сходно преди и след намесата, докато B. longum и B. adolescentis броят е значително по-нисък след интервенция, отколкото преди (P = 0,031 и P = 0,044, съответно). Не са открити съществени разлики в другия Bifidobacterium анализирани видове. Б. бреве (R = -0,56, P

Разлики в състава на фекалната микробиота между групите с ниска и висока загуба на тегло на юноши

Разликите в състава на фекалната микробиота между групи с ниско и високо отслабване на юноши преди и след интервенцията са показани в Таблица 6. Преди интервенцията, общо бактерии, B. fragilis група и C. leptum броят на групите е значително по-висок (P Таблица 6. Брой на бактериите във фекални проби от групи с ниско и високо отслабване на юноши, преди и след интервенция

Във връзка с Bifidobacterium видов състав, Б. бреве и B. bifidum броят на групите беше значително по-висок в групата с ниско отслабване, отколкото в групата с висока загуба на тегло преди (P = 0,001 и P

Дискусия

Като цяло, въпреки че някои от докладваните разлики в броя на бактериите, свързани със загубата на телесно тегло, са малки, от биологична гледна точка тези разлики могат да бъдат важни в дългосрочен план сами по себе си и тъй като те могат да доведат до промени в относителните пропорции на други чревни бактерии, които се конкурират за същата екологична ниша, която може да упражни лек, но траен ефект върху енергийния метаболизъм.

Интересното е, че значително увеличение на Лактобацилус след интервенцията бяха открити групови преброявания в цялата подрастваща популация и в групата с висока загуба на тегло, в съгласие с тенденцията, открита по-рано от флуоресцентните на място хибридизационни анализи, въпреки че разликите не са значителни ((24)). В това проучване увеличението на Лактобацилус броят на групите корелира със загуба на тегло и ИТМ z- намаляване на резултатите в групата с висока загуба на тегло, което показва ролята на тази бактериална група в управлението на телесното тегло. Досега информация за въздействието на различните диети върху Лактобацилус груповите нива бяха оскъдни. В скорошно проучване върху хора, Лактобацилус груповите нива не са значително променени след спазване на различни диети: диета с високо съдържание на протеини и ниско съдържание на въглехидрати или диета с високо съдържание на протеини и умерено съдържание на въглехидрати ((10)). При мишки, хранени с диета с високо съдържание на мазнини, не са открити значителни разлики в Лактобацилус групови нива в сравнение с контролите ((8), (9)).

В обобщение, при юноши се съобщава за асоциация на специфични бактериални групи със затлъстяване и загуба на телесно тегло, което сочи към ролята на B. fragilis, Lactobacillus, и В. кокоиди групи, както и от относителните пропорции на B. fragilis, Bifidobacterium и Лактобацилус групи към В. кокоиди група. Получените резултати също така показват, че взаимодействията между чревната микробиота и телесното тегло могат да бъдат чувствителни към намеса в начина на живот в различна степен в зависимост от структурата на микробиотата на индивида.

Сътрудници на изследователската група на Evasyon

Координатор: Маркос А. Местни екипи за клинично лечение и изследователи; (Главните следователи са с курсив) Кампой В., López-Belmonte G., Delgado M., Martín-Matillas M., Aparicio V., Carbonell A., Agil A., Silva DR, Pérez-Ballesteros C., Piqueras MJ, Chillón P., Tercedor P., Martín‐ Lagos JA, Martín-Bautista E., Pérez-Expósito M., Garófano M., Aguilar MJ, Fernández-Mayorga A., Sánchez P., Molina Font JA;Мадрид: Маркос А., Wärnberg J., Puertollano MA, Gómez ‐ Martínez S., Zapatera B., Nova E., Romeo J., Díaz EL, Pozo T., Morandé G., Villaseñor A., ​​Madruga D., Muñoz R., Veiga O ., Вилагра А., Мартинес-Гомес Д., депутат от Вакеро, Перес-Гранадос АМ, Навас-Каретеро S .; Памплона: Марти А., Azcona C., Moleres A., Rendo T. Marqués M., Miranda M.G., Martínez J.A .; Сантандер: Redondo ‐ Figuero C., Гарсия-Фуентес М., ДеРуфино П., Гонсалес-Ламуньо Д., Амиго Т., Санц Р .; Сарагоса: Гарагори Дж., Moreno L.A., Romero P., De Miguel ‐ Etayo P., Rodríguez G., Bueno G., Mesana M.I., Vicente ‐ Rodríguez G., Fernández J., Rey P., Muro C., Tomás C .; Управление на данните и статистически анализ: Wärnberg J., Calle M.E., Barrios L.

Благодарности

Тази работа беше подкрепена от безвъзмездни средства AGL2007‐66126-C03‐01/ALI и Consolider Fun-C-Food CSD2007‐00063 от испанското министерство на науката и иновациите и AP 002/07 от Consejería de Sanidad (Валенсия, Испания) Проучването EVASYON е подкрепено с безвъзмездни средства от испанското министерство на здравеопазването (PI052451, PI050855, PI051080, PI052369 и PI051579). Стипендията от CONACYT (Мексико) на A.S. и I3P постдокторантен договор от CSIC (Испания) до M.C.C. са напълно признати. Признати са и сътрудниците в проучвателната група EVASYON и особено диетолозите П. Ромеро, П. Де Мигел-Етайо, Т. Рендо, М. Дж. Пикерас и Б. Сапатера за диетичния анализ, включен в тази статия.

Разкриване

Авторите не декларират конфликт на интереси.