Надмірна вага та ожиріння у дітей асоціюються з великою кількістю твердих речовин та зменшенням
Адресна кореспонденція: Cerano C. Da Silva, BS, MPhil, Відділ доклінічних наук, Факультет медичних наук, Університет Вест-Індії, Кампус Св. Августина, Сент-Августин 350462, Тринідад
Кафедра доклінічних наук факультету медичних наук Університету Вест-Індії, Сент-Августин, Тринідад.
Університет Августи - Університет штату Джорджія, Медичне партнерство, Афіни, штат Джорджія.
Кафедра доклінічних наук факультету медичних наук Університету Вест-Індії, Сент-Августин, Тринідад.
Анотація
Передумови: Ожиріння у дітей продовжує залишатися глобальною епідемією. Враховуючи нещодавню увагу на потенційній ролі мікробіоти кишечника у розвитку ожиріння та постійному зростанні ожиріння у дитячому віці у всьому світі, стало необхідним вивчити зв'язок між мікробами кишечника та вагою в раніше не досліджених регіонах, таких як Карибський острів Тринідад. Таким чином, нашою метою було охарактеризувати склад мікробіоти кишечника у дітей із ожирінням/надмірною вагою та дітей із нормальною вагою, щоб визначити, чи є в кишечнику мікроби, пов’язані із зайвою вагою та ожирінням.
Методи: П'ятдесят одна дитина надала зразки калу, і їх ІМТ були розраховані та класифіковані. Амплікони 16S із зразків калу були індивідуально штрих-кодовані та послідовно секвенировані в мультиплексі на платформі NextSeq 500 у режимі парного кінця на 150 п.н. і сформовано повний профіль мікробіома кишечника.
Результати: Відносна чисельність та різноманітність мікробіоти худих та дітей із ожирінням/надмірною вагою були проаналізовані один проти одного і показали, що у дітей із ожирінням/надмірною вагою було зафіксовано значно більше (стор = 0,001) Тверді речовини і значно менше Bifidobacterium (стор = 0,039), ніж у дітей із нормальною вагою. Діти з ожирінням/надмірною вагою також зафіксували суттєво (стор = 0,009) зменшення альфа-різноманітності порівняно з худими дітьми.
Висновок: Це дослідження показало асоціацію Firmicutes до ожиріння/надмірної ваги та видів Bifidobacterium зі здоровою вагою у дітей.
Вступ
Після народження кишковий тракт немовлят поступово переходить від стерильності до щільної мікробної колонізації протягом перших 3 років життя. Як тільки утворюється збалансована колонізація коменсальними бактеріями, вона запобігає інвазії та колонізації патогенами та допомагає в імунній модуляції, метаболізмі поживних речовин, фізіології господаря та підтримці кишкового бар’єру. 7,8 Однак порушення цього балансу або дисбіоз пов'язані з патогенезом багатьох захворювань, включаючи ожиріння, метаболічний синдром, діабет, астму, атеросклероз та синдром подразненого кишечника. 9,10
Вважається, що склад мікробіоти кишечника може призвести до розвитку ожиріння завдяки трьом механізмам. По-перше, мікроби в кишечнику можуть впливати на рівень ліпополісахаридів у крові, що створює системне хронічне запалення, що призводить до схильності до розвитку ожиріння та діабету. По-друге, мікроби можуть витягувати енергію з неперетравних полісахаридів, забезпечуючи тим самим додаткові калорії для господаря. По-третє, мікроби кишечника можуть також регулювати гени господаря, пов'язані зі споживанням та накопиченням енергії. 11,12 Встановлено, що відносна кількість специфічних бактеріальних видів частіше зустрічається у ожирілих тварин та людей. Підвищене співвідношення твердих речовин до бактероїдів було показано у мишей із дефіцитом лептину із ожирінням та у дітей із ожирінням у порівнянні з худими аналогами. 13,14
Методи
Критерії зарахування суб’єкта
Пропозиція дослідження була схвалена комісіями з етики Університету Вест-Індії, кампусу Сент-Огастін та Північного центрального регіонального управління охорони здоров'я (NCRHA). П'ятдесят один діток шкільного віку (6–14 років), які відвідували одне з двох закладів охорони здоров’я - Комплекс медичних наук Еріка Вільямса (EWMSC) або Медичний заклад «Аріма», для управління алергією, набирали випадково. Ці діти були здоровими, крім алергії, і їх спеціально виключали, якщо в анамнезі були шлунково-кишкові інфекції або діарея; приймав антибіотики протягом попередніх 3 місяців; використовували пробіотик або мали діагноз імунодефіциту. Підписана згода була отримана від батьків та учасників.
Вимірювання ІМТ та класифікація
Учасники дослідження вимірювали зріст та вагу для розрахунків ІМТ. Застосовувана формула ІМТ становила вагу (кг)/зріст (м 2), і пацієнти класифікувались на худих, із надмірною вагою та ожирінням, використовуючи Криві стандартів росту дитини ВООЗ. Діти з ІМТ від 85-го до 97-го процентилю вважалися надмірною вагою і старше 97-ти були класифіковані ожирінням. Дітей, яких класифікували на основі їх процентилю як зайвої ваги та ожиріння, групували в одну категорію проти дітей із нормальною вагою.
Збір зразків
Учасники дослідження отримували по одному набору uBiome (Каліфорнія) та збирали стілець, дотримуючись інструкцій (www.uBiome.com). Набори містять стабілізуючу рідину, яка зберегла зразок вчасно для обробки.
Послідовність зразків калу
Статистичний аналіз
Диференціальна чисельність
Проведено диференціальний аналіз чисельності для порівняння мікробної популяції серед зразків, що представляють різні умови. Спочатку був проведений фільтр поширеності, за допомогою якого в аналіз були включені лише домінантні таксони, присутні у зразках. стор-значення розраховували за допомогою аналізу дисперсійного тесту кожної моделі після перетворення.
Порівняння альфа-різноманітності
Показники альфа-різноманітності 20 порівнювали між групами. По-перше, нормальний розподіл даних перевірявся за допомогою тесту Шапіро – Вілка на нормальність. Потім проводили попарне порівняння з використанням критерію суми рангу Вількоксона для непараметричних даних або Т-тестує, коли дані відображають нормальний розподіл. Статистика хі-квадрат аналізувала взаємозв'язок між категоріальними змінними з анкет Глобальної мережі астми, заповнених учасниками. Аналіз проводився за допомогою програмного забезпечення IBM SPSS Ver. 21 і стор-значення
Таблиця 1. Відносна кількість (%) найбільш домінуючої бактеріальної форми з зразків стільця за різними демографічними та антропометричними показниками
Основні бактеріальні типи, виявлені в повній когорті (рис. 1а), були в порядку найбільшої відносної чисельності, Фірма (61,15%), Актинобактерії (26,28%), Бактероїдети (5,76%) та Протеобактерії (2,73%). Діти віком від 6 до 10 років мали більше Актинобактерії, Бактероїдети, і Протеобактерії ніж у віці 11–14 років, але відмінності не досягли значущості. Вищі відносні рівні Firmicutes, порівняно з іншими оціненими типами, були суттєвою знахідкою (стор = 0,001) у дітей із ожирінням/надмірною вагою. У дітей різних етнічних груп та статі не виявлено відмінностей у бактеріальному тилі (Таблиця 1).