Experimental
și terapeutic
Medicament

• Ultimii doi ani
• Total

• Anul trecut 0
• Total

• Luna trecuta
• Anul trecut
• Total

• Leimin Qian
• Renyuan Gao
• Jianming Huang
• Huanlong Qin

Acest articol este menționat în:

Abstract

Introducere

Probioticele constau din specii bacteriene benefice vii pentru promovarea sănătății gazdei, de obicei lactobacili și bifidobacterii, iar acestea îmbunătățesc în mod direct compoziția microbiotei colonice (23). Un studiu realizat de Hu și colab. (24) care a folosit un model de șobolani alimentați cu colesterol ridicat, a sugerat că două tulpini de Lactobacillus au exercitat un efect pozitiv asupra metabolismului lipidelor. Lactobacillus delbrueckii și Bifidobacterium animalis var. lactisul administrat singur a fost indicat pentru ameliorarea leziunilor preneoplazice colonice la șoareci, deși administrarea lor în combinație nu s-a dovedit a fi eficientă (25). Bertkova și colab. (26) au demonstrat că probioticul Lactobacillus plantarum împreună cu compușii bioactivi a fost capabil să suprime carcinogeneza colonului la șobolanii induși de N, N-dimetilhidrazină. În China, capsulele care conțin Lactobacillus viu, combinat, Bifidobacterium și Enterococcus au fost utilizate pe scară largă ca probiotice în medii clinice, inclusiv în tratamentul bolilor hepatice grase nealcoolice (27), a sindromului intestinului iritabil (28) și chiar a tumorilor gastrointestinale (29, 30), iar acestea funcționează probabil prin reducerea răspunsului inflamator și formarea unei bariere biologice de protecție.

S-au demonstrat clar diferite efecte funcționale ale diferitelor tulpini probiotice asupra microbiotei intestinale și a bolilor relevante. Cu toate acestea, anumite studii au identificat că microbiota intestinală are un răspuns mai puțin pronunțat la probiotice orale, parțial datorită variației interindividuale a compoziției microbiotei provocată de obiceiurile alimentare, pe lângă fondul genetic, vârsta, alți factori de mediu sau aplicarea diferite metode analitice. În această privință, conceptul de trei enterotipuri a fost ridicat de Arumugam și colab (16), și anume Bacteroides, Prevotella și Ruminococcus. În realitate, a fost dificil să se clasifice ființele umane ca un anumit „enterotip”, deoarece factorii dietetici pot avea un impact asupra populațiilor microbiene intestinale (31,32). Un studiu anterior realizat de grupul nostru a demonstrat o compoziție diferită a genurilor bacteriene de scaun atunci când se compară între indivizii fie cu o dietă bogată, fie cu o slabă grăsime (33). Deoarece dieta poate modela compoziția și funcția microbiotei intestinale, influențând la rândul său sănătatea gazdei, o strategie terapeutică promițătoare care vizează îmbunătățirea stării de sănătate ar fi modificarea microbiomului intestinal utilizând intervenția dietetică.

Deși efectele pozitive ale probioticelor și ale intervenției dietetice asupra IBD și CRC au fost demonstrate pe scară largă, studiile comparative pentru a identifica eficacitatea suplimentării probiotice și a intervenției dietetice ca instrumente profilactice anterior în condiții HFD necesită investigații suplimentare înainte de apariția bolilor gastro-intestinale. Prin urmare, prezentul studiu a urmărit să evalueze dacă tratamentul probiotic și intervenția dietetică exercită vreun impact asupra microbiotei intestinale la subiecții umani pe un HFD.

Subiecte și metode

Subiecte, diete și design experimental

figura 1.

Compoziția dietei experimentale. Grăsimea alimentară a HFD a reprezentat> 40% din energia totală, în timp ce cea a DI a fost ® TM Mag PCR Normalizer (Axygen Biosciences), urmată de purificare cu margele AMPure XT (Beckman Coulter Genomics) și cuantificare utilizând cuantificarea Bibliotecii Illumina kit (Kapa Biosciences). Pirosecvențierea a fost efectuată folosind un sistem MiSeq (Illumina, Inc.).

Analiza bioinformatică

După filtrarea datelor brute, au fost identificate secvențele de înaltă calitate, care au fost ulterior grupate în unități operaționale taxonomice (OTU) utilizând metoda de grupare bazată pe CD-hit-est (35). Numerele secvențelor și OTU-urilor pentru fiecare probă au fost calculate utilizând software-ul PyNAST (http://qiime.org/pynast/). Ulterior, a fost efectuată o analiză a diversității α (adică, diversitatea medie a speciilor în situri sau habitate la scară locală), incluzând speciile observate, indicii Shannon, Simpson și Chao1. O diagramă Venn a OTU-urilor comune și unice dintre cele patru grupuri a fost construită folosind software-ul online (http://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/). Analiza metrică a distanței Unifrac neponderată și analiza coordonatelor principale (PCoA) au fost, de asemenea, efectuate în ceea ce privește matricea distanței pentru a evalua diversitatea β (adică, raportul dintre diversitatea speciilor regionale și locale). Abundența relativă (%) a bacteriilor la nivelurile de taxa de filum și specii din fiecare probă au fost calculate utilizând comunități taxonomice derivate din PDR. O hartă de căldură privind informațiile despre specii a fost construită utilizând software-ul Heml (versiunea 1.0.3.3) (36).

analize statistice

Figura 2.

Clusterizarea eșantioanelor pe baza comunităților de microbiote fecale. (A) Analiza principală a coordonatelor eșantioanelor din grupurile HFD, DI, HFD + Probiotic și DI + Probiotic. (B) Metoda grupului de perechi neponderat cu media aritmetică a probelor din grupurile HFD, DI, HFD + Probiotic și DI + probiotice. Probiotice au inclus Bifidobacterium longum, Lactobacillus acidophilus și Enterococcus faecalis. PC1, PC2 și PC3, trei valori proprii calculate prin matricea de distanță a probelor fecale, reprezintă primele trei componente de coordonate principale, explicând cât mai mult din variabilitatea datelor. HFD, dietă bogată în grăsimi; DI, intervenție dietetică cu dietă cu conținut scăzut de grăsimi.

Efectele intervenției dietetice și ale probioticelor orale asupra compoziției microbiotei intestinale a unei populații HFD

Cele mai abundente trei filate din microbionta fecală, inclusiv Firmicutes, Bacteroidetes și Proteobacteria, nu au fost semnificativ diferite între grupuri la 4 luni (Fig. 3A). Abundența relativă a celorlalte filuri (inclusiv în principal Actinobacteria și Fusobacteria) a fost scăzută în toate cele patru grupuri. Nu a existat o variabilitate interindividuală aparentă la nivelul filumului în cadrul fiecărui grup (Fig. 3B).

Figura 3.

Efectul intervenției dietetice și suplimentarea probiotică asupra compoziției microbiotei fecale la nivelul filumului. (A) Diagramele circulară care afișează abundența relativă medie a filelor scaunului. (B) Grafice cu bare care indică variabilitatea interindividuală a bacteriilor scaune la nivelul filului. HFD, dietă bogată în grăsimi; DI, intervenție dietetică cu dietă cu conținut scăzut de grăsimi.

Ulterior, au fost analizate diferențele în speciile comune între grupuri. În general, au fost detectate 467 de specii în probele de scaun (323, 385, 411 și 418 specii din grupul HFD, DI, HFD + Probiotic și respectiv DI + Probiotic). Când se compară 100% (9/9), 89% (8/9), 78% (7/9), 67% (6/9), 56% (5/9), 44% (4/9) și 11% (1/9) din populațiile din fiecare grup, numărul de specii împărțit între toate grupurile a fost de 5, 9, 22, 43, 74, 109 și, respectiv, 270. Aceste rezultate au sugerat că numărul de specii bacteriene împărțite între grupuri este dependent de numărul de subiecți din fiecare grup care au fost folosiți pentru comparația dintre grupuri (Fig. S2).

Figura 4.

Efectul intervenției dietetice și al suplimentării probiotice asupra compoziției microbiotei fecale la nivel de specie. Abundența relativă a speciilor modificate a fost vizualizată folosind o hartă de căldură. Datele sunt reprezentate ca scoruri Z scalate pe rând. Barele negre reprezintă specii absente. i și ii indică specii reduse și crescute în grupurile DI, HFD + Probiotic și DI + Probiotic atunci când sunt comparate cu grupul HFD. Probiotice au inclus Bifidobacterium longum, Lactobacillus acidophilus și Enterococcus faecalis. HFD, dietă bogată în grăsimi; DI, intervenție dietetică cu dietă cu conținut scăzut de grăsimi.

Discuţie

50% din toate speciile microbiene detectate au fost împărtășite de 44% dintre voluntari, indiferent de dietă sau tratament. Cu toate acestea, rezultate divergente au fost identificate în alte studii. Diversitatea microbiotei intestinale a fost redusă la șoarecii HFD și cu zahăr bogat în zahăr, în timp ce o dietă de control a fost capabilă să prevină aceste modificări. Heinsen și colab. (49) au demonstrat că o dietă cu conținut scăzut de calorii a modificat în mod benefic diversitatea microbiomului intestinal la subiecții umani obezi, dar că aceste modificări nu au fost susținute în timpul menținerii greutății.

La nivelul filumului, raportul dintre Bacteroidetes și Firmicutes a fost indicat a fi scăzut în obezitatea indusă de dietă, care ar putea fi crescută reversibil prin adaptarea dietei (50,51). În schimb, diferite studii au sugerat că raportul dintre bacteroidete și Firmicutes nu este un factor care contribuie la obezitatea umană și nu pare să fie asociat cu dieta (52,53). În conformitate cu acest lucru, în studiul de față, nu au fost observate diferențe semnificative în abundența relativă de bacteroidete și Firmicutes între cele patru grupuri de tratament, care se poate datora diferențelor de fond genetic, vârstă și sex. Mai mult, intervenția dietetică și suplimentarea cu probiotice nu au reușit să schimbe compoziția bacteriană la nivelul filului, deoarece Bacteroidetes și Firmicutes sunt filurile prezente predominant în microbiota intestinală a oamenilor (53-56).

În concluzie, studiul de față a dezvăluit că diversitatea microbiotei intestinale a fost promovată la populațiile HFD care primeau tratament probiotic și intervenție dietetică, împreună cu o creștere a populațiilor de numeroase specii benefice și o reducere a numărului anumitor specii dăunătoare. Luate împreună, rezultatele prezente sugerează că suplimentarea Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium longum și Enterococcus faecalis și intervenția dietetică pot modula microbiota intestinală și pot oferi o alternativă naturală pentru tratarea tulburărilor asociate HFD.

• Probioticele ca intervenție dietetică pentru reducerea riscului de boli hepatice grase nealcoolice
• Începerea conversației cu un scurt instrument de evaluare și intervenție dietetică pentru
• Excreția de potasiu la femeile japoneze sănătoase a fost crescută prin utilizarea unei intervenții dietetice
• Suplimentarea cu ary - 3 dietetică atenuează imobilizarea - reducerea musculaturii scheletice indusă
• Suplimentarea alimentară pe termen scurt cu fructoză accelerează golirea gastrică a fructozei, dar nu