1 Отдел за лабораторни науки за общественото здраве, Западнокитайско училище за обществено здраве, Университет Съчуан, Ченду 610041, провинция Съчуан, Китай

отслабване

2 Катедра по епидемиология, Училище за обществено здраве и тропическа медицина, Университет Тулейн, Ню Орлиънс, LA, САЩ

3 No. 4 West China Teaching Hospital, West China School of Public Health, Sichuan University, Chengdu 610041, провинция Съчуан, Китай

4 Център за обучение на лаборатории за обществено здраве и превантивна медицина, Западнокитайско училище за обществено здраве, Университет Съчуан, Ченду 610041, провинция Съчуан, Китай

5 Департамент по хранене, Харвард T.H. Училище за обществено здраве Чан, Бостън, Масачузетс, САЩ

6 Channing Division of Network Medicine, Department of Medicine, Brigham and Women’s Hospital и Harvard Medical School, Бостън, Масачузетс, САЩ

Резюме

Ligustrum robustum (LR) показва ефекти на затлъстяване при проучвания върху животни. Въпреки това, малко се знае за ефекта върху човека. Настоящото проучване има за цел да изследва ефекта на LR прием върху промяна на теглото при затлъстели жени и ролята на чревната микробиота. Тридесет участници с наднормено тегло и затлъстяване (ИТМ ≥24 kg/m 2) бяха наети в настоящото проучване. Участниците пиеха LR 10g/d за 12 седмици. Оценяват се телесният им състав и свързаните биомаркери. Промените в чревната микробиота бяха анализирани с помощта на 16S rRNA секвениране. Основният резултат е промяната в телесното тегло. LR приемът води до 2,5% загуба на тегло за 12 седмици (P

1. Въведение

Затлъстяването се превърна в епидемия в световен мащаб [1, 2]. Чревната микробиота наскоро се появи като нов, метаболитно активен орган, тясно свързан със затлъстяването [3, 4], чрез различни механизми като производството на биоактивни съединения, влияещи върху съхранението на мазнините и метаболизма [5]. По този начин диетичната модулация на чревните бактерии се счита за обещаващ метод за предотвратяване и лечение на затлъстяване.

Ligustrum robustum (LR), традиционно китайско растение за напитки, съдържа изобилие от биоактивни съединения с ползи за здравето, като флавоноиди, обща фенолна киселина, полизахарид и тритерпеноид [6, 7]. Проучванията при животни са показали затлъстяването, антиоксидантните, противовъзпалителните, противотуморните и хепатопротективните ефекти на LR [8–10]. Освен това LR-индуцирани промени в състава на чревната микробиота също са наблюдавани, придружени от загуба на тегло в проучване върху животни [11].

Въпреки че натрупването на данни подчертава потенциалните ефекти на LR за загуба на тегло липсват преките доказателства от проучвания при хора; и малко се знае дали LR засяга чревната микробиота при хората. Тъй като жените имат по-висок процент телесни мазнини от мъжете и са по-склонни да страдат от затлъстяване и са по-склонни да искат да отслабнат [12], в настоящото проучване за интервенция от 12 седмици имаме за цел да оценим ефекта от LR относно телесния състав и чревната микробиота при жени с наднормено тегло и затлъстяване.

2. Материали и методи

2.1. Анализ на компонентите на LR

За подготовка на LR екстракт за анализ на компоненти, 50 g LR се смила до фин прах и се суспендира в 1500 ml дестилирана вода и се инкубира с разклащане при 80 ° С в продължение на 3 часа. След това екстрактът се филтрира и допълнително се изпарява на ротационен изпарител до концентрация до 1 g/ml и се съхранява при -20 ° C до следваща употреба [10]. Аналитичният разтвор се приготвя чрез филтруване 220 μL супернатант, използващ 0.22 μm филтър.

2.2. Субекти

Доброволци от общността жени на възраст от 30 до 60 години и чийто индекс на телесна маса (ИТМ) над 24 kg/m 2 бяха поканени да се включат в проучването [13]. Субектите, които са използвали лекарства, които влияят на телесното тегло, имат анамнеза за хронично заболяване, приемат антибиотик в рамките на 3 месеца, променят диетата си наскоро или показват недостатъчна мотивация за завършване на изследването, са изключени. Тридесет и шест доброволци присъстваха на първото интервю. Един доброволец е изключен за основно заболяване, четирима за ИТМ 2 и един доброволец е отпаднал поради работа. Демографските характеристики на участниците, включително възраст и медицинска история, бяха получени чрез въпросник.

Комитетът по медицинска етика на университета в Съчуан одобри проучването (одобрение № K2016025). Писмено информирано съгласие беше получено от всички участници. Това изпитание е регистрирано на http://www.chictr.org.cn (ChiCTR-OOh-17011832).

2.3. LR намеса

Обработени листа от LR са получени от най-големите в Китай LR доставчик, Green Hills and Blue Waters Co., Ltd. (Junlian, Sichuan, China). Една торбичка за чай беше опакована с 5g заземен LR листа. По време на приготвянето на чая на прах не е въведен допълнителен химикал. Една торбичка чай се вари с 420 мл преварена вода в продължение на поне 10 минути за една чаша чай. Допълнителна топла вода беше разрешена за същата торбичка чай, когато е необходимо.

Участниците бяха инструктирани да пият LR два пъти на ден след хранене в продължение на 12 седмици. На участниците беше казано да консумират обичайните си диети през цялото проучване. В проучването бяха забранени други чайове и антибиотици. В края на интервенцията броят на останалите торбички чай е преброен, за да се оцени съответствието.

2.4. Антропометрични мерки и биохимичен анализ
2.5. Диетична оценка и монитор за физическа активност

За да се оцени спазването на диетата, ние събрахме въпросници за честотата на храната (FFQ), които измерваха честотата и количеството на приема на основни храни и напитки от всички участници на изходно ниво и 12 седмици [15]. Физическата активност се оценява на изходно ниво и 12 седмици от Международния въпросник за физическа активност (IPAQ) [16]. Честотата и продължителността на различните видове физическа активност са получени от участниците. Стойността на метаболитния еквивалент (MET) се дефинира като отношение на скоростта на метаболизма на работа към стандартната скорост на метаболизма в покой (RMR). Един MET се определя като 1,0 kcal/kg/час [17]. Умножихме съответната стойност на MET по броя часове на седмица, включени в дейността, за да получим среден енергиен разход за всяка дейност.

2.6. 16S rRNA секвениране

Микробните общности от 29 участници бяха анализирани чрез високопроизводително секвениране. Фекалните проби, събрани на изходно ниво и 12 седмици, веднага се съхраняват при -80 ° C за анализ на микробиота в червата. ДНК от всяка фекална проба беше извлечена с помощта на QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Hilden, Германия). Концентрацията на ДНК се определя чрез спектрофотометър Nanodrop (NanoDrop 2000, Wilmington, USA). V4 регионът на 16S рРНК се усилва, като се използва праймер 515F (5′-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3 ′) и 806R (5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3 ′) с баркода. Последователността беше извършена на платформа Illumina Miseq (Novogene, Пекин, Китай) въз основа на стандартен протокол от производителя. Суровите последователности бяха обработени с помощта на софтуерния пакет QIIME. Поредици с ≥97% сходство бяха присвоени на едни и същи OTU. Представителната последователност за всяка OTU беше скринирана за допълнителни анотации.

2.7. Мониторинг на неблагоприятни събития

Нежелани събития, свързани с LR прием са били самоотчетени от участниците. В допълнение, биомаркери като аспартат аминотрансфераза (AST) и аланин аминотрансфераза (ALT) в серума са измервани за оценка на чернодробната функция.

2.8. Статистика

Всички статистически сравнения са двустранни. Нивото на значимост за всички тестове беше зададено на P

3. Резултати

3.1. Характеризиране на състава на LR

Общо 7477 компонента бяха идентифицирани в LR. Най-разпространените топ 25 компонента както в режим на положителен йон, така и в режим на отрицателни йони са показани в таблица 1.

3.2. Характеристики на участниците в проучването

Характеристиките на участниците са показани в Таблица 2. На изходно ниво средната възраст на участниците е 47,9 ± 5,4 години, средният ИТМ е 29,85 ± 3,70 kg/m 2, а средният процент на телесните мазнини е (41,33 ± 5,27)% . Участниците са имали по-високи физически активности на изходно ниво, отколкото при 4 седмици и 12 седмици (P = 0,01). Не е установена значителна промяна в приема на диетична енергия в рамките на 12-седмичното проучване (P = 0.62).

3.3. Ефекти на LR върху състава на тялото

Участниците показаха значителна загуба на тегло в отговор на LR намеса (P 2 (P БиомаркериБазова линия12 седмициP Липиден профил TG, mmol/L1,57 ± 0,961,48 ± 0,870,33 ХОЛ, mmol/L4,75 ± 0,744,72 ± 0,950,81 LDL холестерол, mmol/L3,00 ± 0,773,06 ± 0,800,67 HDL холестерол, mmol/L1,33 ± 0,271,42 ± 0,330,01

3.5. Ефекти на LR върху чревната микробиота

Чревната микробиота е била доминирана от Фиксира, Бактероидети, и Протеобактерии на ниво филм в цялото проучване. По-голямо богатство на общността беше показано при 12 седмици в сравнение с изходното ниво (оценката на ACE, P Фигура 1

Алфа разнообразие, измерено чрез ACE, индекс Chao 1, наблюдавани видове, PD цяло дърво и индекс Shannon и Simpson. WK0, изходно ниво; WK12, 12 седмици.

Установихме значително намаление Фиксира-да се-Бактероидети съотношение преди и след LR интервенция (0,53 срещу 0,42, Р = 0,03) (Фигури 2 (а) и 2 (б)). Освен това анализирахме бета разнообразието на чревната микробиота. PCoA показва различни структури на бактериална общност между изходно ниво и 12 седмици (Фигура 2 (в)). Също така идентифицирахме микробни таксони, които отчитаха разликите между изходното ниво и 12 седмици. В сравнение с тези на изходно ниво, Bacteroidaceae, Bacteroides, Бацили, и Лактобацилали бяха по-високи, докато Ruminococcaceae, Enterobacteriaceae, Enterobacteriales, Lachnospiraceae, Clostridia, и Clostridiales са били по-ниски на 12 седмици (Фигура 2 (d)).

Модификации в чревната микробиота след Ligustrum robustum (изходно ниво и 12 седмици). (а) - (б) анализ на секвениране на 16S рРНК и класификация на таксономията на чревната микробиота на нивата на филума. (в) Основен координатен анализ (PCoA) на структурата на микробната общност преди и след Ligustrum robustum пиене (N = 28). Анализът се основава на изобилието от всички класове бактерии, придобити чрез високопроизводително секвениране чрез непретеглен анализ на UniFrac. Бактериалната общност на изходното ниво е представена в червен кръг и 12 седмици в син триъгълник. (г) Размерът на ефекта на линейния дискриминант (LDA) (LEfSe) идентифицира най-характерните таксони (увеличено и намалено изобилие) при 12 седмици. c_, клас; o_, поръчка; f_, семейство; g_, род; WK0, изходно ниво; WK12, 12 седмици.

Освен това изследвахме дали микробиотата на червата се различава между тези, които постигат 2,5% загуба на тегло, и тези, които не; обаче не е установена значителна разлика в състава на чревната микробиота.

3.6. Оценка на безопасността

Никой участник не се оттегли от проучването поради дискомфорт или неблагоприятни ефекти в отговор на изобретението. Според проследяването, въпреки че двама участници съобщават за лека болка в корема през първите 2 дни, дискомфортът скоро е облекчен. След проучването 6 участници (включително 1 участник, който е съобщил за лек коремен дискомфорт) съобщават за благоприятен ефект от LR за насърчаване на дефекацията. В допълнение, AST и ALT намаляват след интервенцията. Не е открита разлика за друго измерване на оценката на безопасността.

4. Дискусия

В настоящото проучване установихме това LR интервенцията за 12-седмичен период показа благоприятно въздействие върху теглото, телесните мазнини, висцералната мастна област, HDL, лептина и обиколката на корема сред участниците с наднормено тегло и затлъстяване. Освен това открихме и това LR намесата намалява съотношението Firmicutes към Bacteroidetes, увеличава богатството и променя представителните таксони на чревната микробиота.

Нашите наблюдения при жени с наднормено тегло и затлъстяване на средна възраст са в съответствие с предишното ни проучване върху животни, в което открихме, че LR екстрактивният прием намалява теглото и променя чревните бактерии при плъхове [11]. Неотдавнашно проучване на мишки също показа ефекта на затлъстяване на фенилпропаноидните гликозиди, извлечени от LR [9].

Доказано е, че чревната микробиота е причина за затлъстяването [3]. Ефективността на енергийната реколта от храната може да бъде повлияна от състава на чревната микробиота [18]. Модифицирането на чревната микробна общност чрез диета се превърна в нов подход за предотвратяване и лечение на затлъстяването [4, 19, 20]. Затлъстяването е свързано с ниско бактериално богатство [21, 22]. Диетичните и няколко естествени растения за напитки показват модификация на състава на чревната микробиота [18, 23, 24]. В настоящото проучване установихме, че богатството на чревната микробиота е по-високо при 12 седмици от изходното ниво и тази промяна е подобна на ефекта, причинен от енергийно ограничена диетична намеса и операция на стомашен байпас на Roux-en-Y [18, 25] . Въпреки че механизмите остават неизвестни, нашите данни показват, че биоактивни съединения като растителни полизахариди, съдържащи се в LR [7] може отчасти да обясни ефектите и подобна постулация се подкрепя от изследването, проведено от De Filippo et al., В което хранителните хранителни вещества са били свързани с бактериално богатство и разнообразие [26].

Доколкото ни е известно, това е първото интервенционно изпитание за ефекта от LR относно промените в теглото, мерките за телесния състав и други биомаркери, свързани със затлъстяването, при китайци с наднормено тегло и затлъстяване на средна възраст. Основна сила е, че анализирахме ролята на LR намеса върху модулацията на чревната микробиота. Трябва обаче да се имат предвид няколко ограничения. Първо, защото ароматът на LR е доста горчиво, беше трудно да се намери идеално плацебо за провеждане на заслепено контролирано проучване. Липсата на участници като контролна група и малкият размер на извадката може да доведе до несигурност в нашите оценки. Второ, направихме анализ само при жени; необходими са допълнителни проучвания при мъже. Трето, данните за метода на контрацепция, които биха могли да повлияят на свързаното измерване, не са получени в настоящото проучване. Четвърто, измерихме телесния състав чрез BIA, който е по-малко надежден от рентгеновата абсорбциометрия с двойна енергия. Също така, ефекти от загуба на тегло от LR в различни дози налагат допълнителни проучвания.

Взети заедно, това проучване предполага, че ежедневното пиене на LR 10g на ден в продължение на 12 седмици може да подобри телесното тегло. Този благоприятен резултат е свързан с промените в чревната микробиота и метаболитния статус. Нашите резултати подкрепят потреблението на LR, традиционна напитка за лечение на затлъстяване.

Наличност на данни

Данните, използвани в подкрепа на констатациите от това проучване, са достъпни от съответния автор при поискване.

Конфликт на интереси

Авторите не декларират конфликт на интереси.

Приноси на авторите

Tao Zhou, Jingyuan Xiong и Xiaofang Pei са проектирали изследвания; Tao Zhou, Jiayi Chen, Jiayi Xu и Sijing Liu проведоха изследвания; Tao Zhou и Tianli Zheng събраха данни. Tao Zhou и Dianjianyi Sun анализираха данните; Tao Zhou и Jingyuan Xiong написаха статията; Лу Ци критично преразгледа ръкописа; Xiaofang Pei имаше основна отговорност за окончателното съдържание. Всички автори прочетоха и одобриха окончателния ръкопис.

Благодарности

Благодарим на участниците за тяхната всеотдайност и принос в изследването. Благодарим за подкрепата от Провинциалния център за обучение на общественото здраве и превантивна медицина към Университета в Съчуан и Ключовата лаборатория за мониторинг и оценка на риска за безопасност на храните от провинция Съчуан. Това проучване беше подкрепено от Националната фондация за естествени науки на Китай (№ 81273055) и Министерството на науката и технологиите на провинция Съчуан (№ 2016SZ0034). Тао Джоу получи стипендия от Китайския съвет за стипендии, за да продължи обучението си в Съединените американски щати като съвместен доктор. Студент (файл № 201606240145).

Препратки