Вплив щоденних годин голодування на формування мікробіоти кишечника у мишей BMC Microbiology Повний текст
Анотація
Передумови
Нещодавно повідомлялося, що періодичне голодування формує мікробіоти кишечника на користь здоров’ю, але на цей ефект можуть впливати точні протоколи голодування. Метою цього дослідження було оцінити вплив різних годин щоденного голодування на формування мікробіоти кишечника у мишей. Здорових мишей-самців C57BL/6 J піддавали голодуванню 12, 16 або 20 годин на день протягом 1 місяця, а потім годували додатково протягом тривалого місяця. Мікробіоту кишечника аналізували шляхом секвенування на основі гена 16S рРНК, а також реєстрували споживання їжі.
Результати
Ми виявили, що кумулятивне споживання їжі не змінювалось у групі з 12-годинним голодуванням щодня, але суттєво зменшилось у групах з 16 та 20-годинним голодуванням. Склад мікробіоти кишечника змінювався внаслідок усіх цих типів періодичного голодування. На рівні роду 16 годин голодування призвели до підвищення рівня Аккермансія і зниження рівня Алістіпес, але ці наслідки зникли після припинення голодування. У інших двох групах таксономічних відмінностей не виявлено.
Висновки
Ці дані вказують на те, що періодичне голодування формує мікробіоти кишечника у здорових мишей, і тривалість щоденного інтервалу голодування може впливати на результат періодичного голодування.
Передумови
Мікробіота кишечника складається з групи мікроорганізмів, які живуть у кишковому тракті ссавців і відіграють ключову роль у здоров’ї та захворюваннях. Мікробіота кишечника не тільки бере участь у ряді основних фізіологічних процесів, включаючи ферментацію неперетравних дієтичних полісахаридів та синтез незамінних амінокислот та вітамінів, але також є життєво важливим фактором підтримки гомеостазу кишечника для господаря [1]. Однак на нормальну мікробіоти кишечника можуть негативно впливати численні генетичні фактори навколишнього середовища та господаря, і, таким чином, вона перетворюється на дисбіотичний стан [2]. Через різні проблеми громадського здоров’я, такі як метаболічний синдром та рак, пов’язані з дисбіозом мікробіоти кишечника [2], відновлення або пропаганда здорової мікробіоти вважається одним із перспективних підходів для профілактики та лікування цих проблем зі здоров’ям [3]. ].
Переривчасте голодування як нова концепція дієти зазвичай практикується шляхом обмеження прийому їжі з 12 до 24 годин (годин). Велика кількість досліджень надала докази користі для здоров’я переривчастого голодування [4,5,6]. Стратегії періодичного голодування можуть різко відрізнятися, наприклад, залежно від різних добових годин голодування. Добре відомим періодичним періодом голодування є Рамаданський піст, який передбачає утримання від прийому їжі та пиття від сходу до заходу сонця протягом приблизно 30 днів протягом місяця Рамадан [7], і широко вивчається щодо його впливу на здоров'я людини та захворювання у популяційних дослідженнях [8,9,10]. Іншою популярною моделлю голодування є голодування через день, яке, як було показано, покращує ожиріння та розсіяний склероз в експериментальній моделі завдяки відновленню мікробіоти кишечника [11, 12]. Ці дослідження вказують на перспективний потенціал періодичного голодування у формуванні мікробіоти кишечника. Очевидно, щоденні години голодування в різних дослідженнях варіюються від 12 до 24 годин. Однак як тривалість щоденних годин голодування впливає на результат голодування та мікробіоти кишечника досі залишається в основному незрозумілим.
Щоб пролити світло на щоденні години голодування на мікробіоти кишечника, це дослідження досліджувало вплив 12, 16 та 20 годин щоденного голодування протягом 1 місяця на мікробіоти кишечника у мишей. Профілювавши фекальне бактеріальне співтовариство з секвенуванням генів 16S рРНК, ми виявили, що періодичне голодування змінювало мікробіоти кишечника, і ефект був більш стійким у мишей, які отримували щоденне голодування 16 годин.
Результати
Різні протоколи голодування щодо кумулятивного споживання їжі
Мишей C57BL/6 J поділяли на три групи на основі щоденної тривалості голодування, як показано на рис. 1а. Мишей, яких годували Ad libitum, використовували як контроль (CTR). Споживання їжі вимірювали протягом зазначеного періоду часу. Ми виявили, що кумулятивне споживання їжі протягом періоду голодування (30 днів) було значно зменшено в групах голодування 16 та 20 годин порівняно з CTR (стор Рис. 1
Хоча маса тіла, виміряна перед їжею, була зменшена у всіх групах (рис. 2а), різниця зникла відразу після прийому їжі (рис. 2б), що свідчить про те, що маса тіла була відносно стабільною для здорових мишей C57BL/6 Дж за цих умов. Враховуючи той факт, що досить велике зменшення споживання їжі (рис. 1b) не призвело до зменшення маси тіла після обмеженого періоду годування (рис. 2b), що могло бути пов'язано з меншим періодом періодичного голодування.
Вплив щоденних годин голодування на мікробіоти кишечника
Для вивчення впливу різних режимів голодування на зміну мікробіоти кишечника у здорових мишей аналізували фекальні мікробні спільноти, використовуючи підхід 16S рРНК. Після фільтрування та обрізки довжини загальна кількість високоякісних послідовностей, створених з усіх зразків фекалій, становила 7 509 548. Середня кількість зчитувань на вибірку становила 66456 ± 6127 (середнє значення ± SD). Далі ми розрахували значення альфа-різноманітності. Не було відмінностей в альфа-різноманітності між CTR та жодною з груп, що голодували (Таблиця 1).
Для оцінки змін складу мікробіоти після голодування проводили аналіз подібності (ANOSIM) та багатовимірного ANOVA на основі тестів подібності (Adonis) з використанням матриці відстані Брея-Кертіса з 999 перестановками даних. Як показано в Таблиці 2, суттєві зміни у складі мікробіоти кишечника спостерігались між мишами, що не голодували та не натощак, а також серед підгруп за тривалістю щоденного голодування (Таблиця 2). Однак статистично значущої різниці між будь-якими групами після припинення голодування не спостерігалось, за винятком 16-годинного режиму (табл. 2). Це може бути пов'язано з різницею в швидкості годування після припинення голодування (рис. 1в). Для подальшої ілюстрації змін бактеріального співтовариства після голодування було проведено аналіз основних координат (PCoA) з використанням відстаней Брея-Кертіса (рис. 3а). Як і слід було очікувати, суттєві зміни спостерігались у всіх групах голодування; різниці в CTR не виявлено (рис. 3а).