Дослідження енергетичного балансу виявляють зв’язок між мікробами кишечника, калорійністю та поживними речовинами
Пов’язані дані
Анотація
Передумови: Дослідження на мишах показують, що мікробіом кишечника впливає на обидві сторони рівняння енергетичного балансу, сприяючи засвоєнню поживних речовин та регулюючи гени господаря, які впливають на ожиріння. Однак залишається невизначеним, наскільки мікробіота кишечника є важливим регулятором поглинання поживних речовин у людини.
Завдання: Використовуючи ретельно відстежувану когорту стаціонарних досліджень, ми перевірили, як впливає на структуру бактеріального співтовариства кишечника зміна навантаження поживних речовин у худорлявих та ожирілих особин та чи пов'язана їх мікробіота з ефективністю врожаю дієтичної енергії.
Дизайн: Ми досліджували динамічні зміни мікробіоти кишечника під час дієт, що змінювались за калорійністю (2400 порівняно з 3400 ккал/добу), шляхом піросеквенції бактеріальних 16S рибосомних РНК (рРНК) генів, присутніх у фекаліях 12 худорлявих та 9 осіб із ожирінням, а також шляхом вимірювання кількості всередину та калу калорій із застосуванням бомбової калориметрії.
Результати: Зміна навантаження поживними речовинами спричинила швидкі зміни мікробіоти кишечника. Ці зміни безпосередньо корелювали із втратами енергії стільця у худорлявих особин, так що збільшення Firmicutes на 20% та відповідне зменшення Bacteroidetes були пов’язані із збільшенням врожаю енергії на ≈150 ккал. Високий ступінь перегодовування у худорлявих особин супроводжувався більшим дробовим зменшенням втрат енергії стільця.
Висновки: Ці результати показують, що навантаження поживними речовинами є ключовою змінною, яка може впливати на структуру бактеріального співтовариства кишечника (калу) протягом короткого часу. Крім того, спостережувані асоціації між мікробами кишечника та поглинанням поживних речовин вказують на можливу роль мікробіоти кишечника людини в регулюванні врожаю поживних речовин. Це випробування було зареєстровано за адресою clinictrials.gov як> NCT00414063.
Дивіться відповідну статтю на сторінці 1.
ВСТУП
Зміна рівняння енергетичного балансу, яке визначається рівновагою споживання та витрати енергії (1–5), призводить до збільшення ваги. Одним з менш детально вивчених компонентів рівняння енергетичного балансу є втрати енергії у стільці та сечі. Попередні дослідження здорових дорослих показали, що ≈5% споживаних калорій втрачається в калі та сечі (6). Особи, які споживають дієти з високим вмістом клітковини, мають більші втрати енергії калу, ніж особи, які споживають дієти з низьким вмістом клітковини з еквівалентним вмістом енергії (7, 8). Вебб та Енніс (9) досліджували втрати енергії стільця у 4 худорлявих та 4 осіб із ожирінням та продемонстрували тенденцію до зниження виведення калових енергій у людей із ожирінням порівняно з худими учасниками дослідження.
Недавні дані про людей показали кореляцію між ожирінням та структурою мікрофлори кишечника (17, 18) та великою кількістю генів у мікробіомі, що беруть участь у переробці компонентів раціону (19). Порівнянні результати були отримані в ході досліджень невеликої когорти осіб, досліджених до і після шлункового шунтування (20), тоді як взаємні зміни (збільшення Bacteroidetes і зменшення Firmicutes) були задокументовані зі зниженням ваги (17, 21, 22). Взаємозв'язок між структурою мікробної спільноти, харчовим навантаженням поживними речовинами та ожирінням господаря має бути додатково досліджений у людей. Тому ми провели стаціонарне дослідження, щоб ретельно виміряти споживання та втрату енергії у худорлявих та ожирілих осіб, оскільки вони протягом коротких проміжків часу споживали 2 калорійні дієти, одночасно контролюючи структуру мікробної спільноти за допомогою незалежних від культури метагеномних методів.