Намаленият хранителен прием на въглехидрати от затлъстели пациенти води до намалена концентрация на

bg.waykun.com - Диета и загуба на тегло, днес

Силвия Х. Дънкан

Група за микробна екология, 1 Биоматематика и статистика Шотландия, 2 Група за метаболитно здраве, Изследователски институт Rowett, Greenburn Road, Bucksburn, Aberdeen AB21 9SB, Великобритания 3

Алваро Беленгуер

Гритие Холтроп

Микробна екологична група, 1 Биоматематика и статистика Шотландия, 2 Метаболитна здравна група, Rowett Research Institute, Greenburn Road, Bucksburn, Aberdeen AB21 9SB, Великобритания 3

Александра М. Джонстоун

Хари Дж. Флинт

Джералд Е. Лобли

Резюме

Диетите за отслабване за хора, които се основават на висок прием на протеин, но нисък прием на ферментируеми въглехидрати, могат да променят микробната активност и бактериалните популации в дебелото черво и по този начин да повлияят на здравето на червата. В това проучване на 19 здрави, затлъстели (диапазон на индекса на телесна маса, 30 до 42) доброволци са дадени последователно три различни диети: поддържане (M) в продължение на 3 дни (399 g въглехидрати/ден) и след това високо съдържание на протеин/среда (164 g/ден) въглехидрати (HPMC) и високо протеини/ниско (24 g/ден) въглехидрати (HPLC) всеки в продължение на 4 седмици. Взети са проби от изпражнения в края на всеки хранителен режим. Общите фекални късоверижни мастни киселини са 114 mM, 74 mM и 56 mM (P 2) от 35,4 ± 0,9 (диапазон, 30 до 42). Доброволците бяха избрани въз основа на липса на индекси на метаболитен синдром и нямаха анамнеза за стомашно-чревни проблеми. По време на проучването не са приемани антибиотици или лекарства, за които е известно, че влияят на фекалната микробиота. Етично одобрение беше дадено от Комитета по етика на Grampian Research и всички доброволци предоставиха информирано и подписано съгласие.

Експериментален дизайн.

Това проучване, проведено в продължение на 9-седмичен период, включва три 3-дневни приема на енергийно поддържане с два междинни основни диетични периода, при нисък или умерен прием на въглехидрати, всеки в продължение на 28 дни, като редът е разпределен между участниците. Фекални проби бяха събрани на три пъти, след 3 дни през първия период на поддръжка и през последните 2 дни на всеки от основните диети. Приемът на храна се определя количествено по тегло, като всички откази също се претеглят.

Експериментален диетичен режим.

Доброволците са имали стабилно тегло (промяна под 2 кг през последните месеци) при влизане в изпитването и след това им е била предложена диета за поддържане на енергията (М) (базирана на 1.6 × метаболизъм в покой) в продължение на 3 дни. Тази диета включва 13% протеини, 52% въглехидрати и 35% мазнини като калории. След това на субектите бяха предложени диети ad libitum, които бяха или диета с високо съдържание на протеини, ниско съдържание на въглехидрати (HPLC; 30% протеин, 4% въглехидрати, 66% мазнини като калории) или диета с високо съдържание на протеини, умерено въглехидрати (HPMC; 30% протеин, 35% въглехидрати, 35% мазнини) диета, всяка от които се доставя в продължение на 4 седмици в произволен дизайн на кросоувър. Между двата основни диетични периода и в края на проучването субектите получават поддържаща диета за 3 дни. Всички ястия са с еднаква енергийна плътност (5,5 MJ/kg) и дневният прием се отчита по тегло. Ежедневните приема на макронутриенти са изчислени с помощта на софтуерната програма Windiet (Университет Робърт Гордън, Абърдийн, Обединеното кралство), въз основа на вида и количеството на всяка консумирана съставка и публикуваните таблици за състава на храните (24). Диетичният прием е анализиран (Johnstone et al., Представен) за поддържане, HPMC и HPLC диети (Таблица (Таблица1 1).

МАСА 1.

Диетичен прием (g/ден), показващ средните стойности за 7 дни преди фекална проба (3 дни за поддържаща диета)

ТАБЛИЦА 2.

Бактериални групи, разпознати от 16S rRNA-насочена флуоресценция in situ хибридизационни сонди

ProbeProbe targetReference за сонда

Eub338	Доменни бактерии	2
482	Клостридиални клъстери XIVa и XIVb	25
Bac303	Група Bacteroides-Prevotella	42
645	Група F. prausnitzii (подгрупа от група IV)	57
Bif164	Род Bifidobacterium	38
Rbro730/Rfla729	Ruminococcus bromii и Ruminococcus flavefaciens (подгрупа от група IV)	31
Rrec584	Roseburia и Eubacterium група (подгрупа от клъстер XIVa)	60
Лаборатория 158	Група Lactobacillus-Enterococcus	30
Prop853	Клостридиален клъстер IX	60
Dsv698	Сулфат-редуциращи бактерии	43

Анализ на ферментационния продукт.

Съдържанието на SCFA в пробите се определя чрез капилярна газова хроматография след превръщане в производни на t-бутилдиметилсилил (52). Долната граница за надеждно откриване на всеки продукт се приема като 0,2 mM. Концентрациите на амоняк се анализират в проби, разредени (1: 3) със стерилна вода и след това реагират с натриев фенат и натриев хипохлорит, като оптичната плътност на полученото индофенолно синьо се определя при 625 nm (62).

Статистически анализ.

Промени във фекалната микробиота.

ТАБЛИЦА 4.

Изобилие от бактериални групи (брой, изразен като проценти от броя на Eub338) и общ брой бактерии (log Eub338 брой/g изпражнения)

Диета Bac303Fprau645Rfla729 плюс Rbro730Bif164Erec482Prop853Lab158Dsv698Rrec584Erec-Rrec Общ брой журнали/g изпражнения

М	28,84	13.48	10,84	4,01 А	21.14	8.51	0,41	0,11	11.40 A	9,74 А	10,71 А
HPMC	29.96	11.39	10.00	2.09 Б	24.40	10.76	0,11	0,13	7,79 Б	16.61 Б	10.55 Б
HPLC	29,85	9,98	7.02	1,87 Б	24.48	8,59	0,15	0,18	3.32 ° С	21.16 ° С	10.56 Б
SED b	2.32	1.72	1.99	0,88	2.03	1.45	0,20	0,04	1.11	2.16	0,05
P b	0,774	0,089	0.102	0,026	0,173	0,254	0,353 c	0,238	a n = 18 наблюдения за М и HPLC диети и 16 наблюдения за HPMC диета.

По отношение на поддържащата диета бактериите, открити със сондата Rrec584, подгрупа от клостридиален клъстер XIVa, представляват средно 11% (диапазон, 6 до 21%) от общия брой на Eub338 (Таблица (Таблица 4). 4). Това е малко по-високо, отколкото се съобщава наскоро за неносещи лица със същата сонда (3, 60). Бактериите, насочени от сондата Rrec584, показват значително намаляване (P Таблица 4) 4), тъй като приемът на въглехидрати е намален. Тази група бактерии включва близки роднини на Roseburia intestinalis и Eubacterium rectale и всички култивирани представители имат бутират като основен ферментационен продукт от разтворими захари в чиста култура (6, 18, 50). Намаляването на броя на бактериите в рамките на тази група на грам изпражнения е паралелно с понижената концентрация на фекален бутират (фиг. (Фиг. 2). 2). Тази връзка се наблюдава и при всеки индивид (данните не са показани). Интересното е, че роднини на Faecalibacterium prausnitzii, които също са идентифицирани като потенциално важна група от произвеждащи бутират бактерии (6), показват по-малък отговор на намалените диетични въглехидрати и по-слаба връзка (r = 0,36, P = 0,005 въз основа на REML ) с концентрации на фекален бутират.

Средни пропорции на различни бактериални групи в изпражненията на човешки доброволци, консумиращи поддържащи, HPMC или HPLC диети (оценени от FISH; също Таблица Таблица4). 4). Бактериалните групи са представени, както следва: Bac, Bacteroides spp. открит от Bac303; XIVaR, Roseburia spp. и E. правоъгълник, открит от Rrec584; XIVa-R, клостридиален клъстер XIVa, открит от Erec482, минус тези, открити от Rrec584; IVR, клъстер IV руминококи, открити от Rfla729 и Rbro730; IVFp, F. prausnitzii, открити от Fprau645; IX, бактерии от клостридиален клъстер IX, открити от Prop853; Bif, Bifidobacterium spp. открит от Bif164; DSV, сулфат-редуциращи бактерии, открити от Dsv698; неизвестни, бактерии, открити от широката сонда Eub338, които не са отчетени от използваните групови сонди.

ДИСКУСИЯ

За да се изследва въздействието на тези диетични интервенции върху чревната микробна общност, беше използван панел от целеви сонди, които съставляваха 82 до 89% от общите открити фекални бактерии, което предполага, че повечето от доминиращите видове са били покрити. Предишни проучвания с чисти култури дават индикация за основните субстрати и метаболитни продукти за различни филогенетични групи от човешки бактерии на дебелото черво (6, 23, 54, 55), въпреки че трябва да се отбележи, че метаболитното кръстосано хранене е важна характеристика на дебелото черво микробна екосистема (7, 19). Наличните доказателства предполагат значително сходство във видовия състав между изпражненията и пробите на дебелото черво (22, 32). Трябва да се подчертае обаче, че по-голямата част от SCFA, произведена в дебелото черво, се абсорбира през лигавицата и повече от 85% от бутирата, образуван при бактериална ферментация, се метаболизира от епителните клетки на дебелото черво (8). Независимо от това, фекалните концентрации могат да осигурят важен показател за състоянието в дисталното черво, където рискът от колоректален рак е най-висок. Инвазивните техники показват, че потоците на бутират в цекула или порталните вени симулират модела на производство в дебелото черво на свинете и хората (5).

Наблюдавани са още две групи, за които се съобщава, че включват разграждащи полизахариди видове: бифидобактерии (7) и клъстер IV руминококи (23). Бифидобактериите показват значително намаляване с намален прием на въглехидрати, в съответствие с докладваното по-рано въздействие на някои пребиотици върху тази група (28). По принцип откритията, обсъдени по-горе във връзка с групата бактерии от клъстер XIVa, предполагат, че подобни промени в популацията, свързани с диетата, могат да станат по-очевидни, когато станат достъпни сонди, насочени към по-малки и функционално по-съгласувани групи бактерии. Това може да се прилага в рода Bacteroides, например, когато е известно, че видовете се различават по отношение на способностите за използване на въглехидрати (54).

Тясната корелация между плътността на популацията на вида Roseburia и E. rectale и концентрациите на фекален бутират в отговор на промененото снабдяване с въглехидрати поддържа доминираща роля на тези бактерии в производството на бутират. Друга група производители на бутират, свързана с F. prausnitzii, присъства в количества, приблизително равни на тези на Roseburia spp. и E. правоъгълник при поддържащ прием (13,5 срещу 11,4% от всички бактерии), но показа слаба корелация с концентрациите на фекален бутират. Това би означавало, че тази бактериална група има по-малък принос за образуването на фекален бутират от въглехидрати in vivo, в съответствие с по-ниските темпове на производство на бутират от F. prausnitzii в сравнение с щамовете Roseburia в чиста култура (17).

Наблюдаваните промени в популациите на Roseburia spp. и E. правоъгълна група и в Bifidobacterium spp. може да е пряка последица от недостатъчен субстрат за подпомагане на растежа, но това може да не е единствената причина. Изследвания in vitro, използващи ферментатори с непрекъснат поток, инокулирани с човешки фекални бактерии и снабдени със смесен източник на полизахаридна енергия (главно нишесте), произвеждат значителни количества бутират при рН 5,5 (60). При тези условия Roseburia spp. и E. правоъгълна група, отново наблюдавани със сондата Rrec584, представляват приблизително 20% от всички бактерии. Когато рН се повиши до 6,5, това обаче доведе до четирикратен спад в концентрацията на бутират, заедно с виртуалното елиминиране на Roseburia spp. за период от 9 дни (60), въпреки продължаващото снабдяване с полизахариди. In vivo, ниско рН (▿ Публикувано преди печат на 22 декември 2006 г.

Популярен

Те четат сега