Стареенето е свързано с влошаване на множество телесни функции и възпаление, което води до появата на слабост.

диетична

Началото на крехкост е свързано с промени в чревната микробиота, които са свързани с диета с ограничено разнообразие.

Средиземноморският диетичен режим е положително свързан със здравето.

Какви са новите открития?

Придържането към средиземноморската диета доведе до увеличаване на изобилието от специфични таксони, които бяха положително свързани с няколко маркера с по-ниска крехкост и подобрена когнитивна функция и отрицателно свързани с възпалителни маркери, включително С-реактивен протеин и интерлевкин-17.

Тези асоциации са независими от фактори гостоприемници като възраст и индекс на телесна маса.

Предполагаемото профилиране на микробен метаболит показва, че модулираната от диетата промяна на микробиома е свързана с увеличаване на производството на мастни киселини с къси/разклонени вериги и по-ниско производство на вторични жлъчни киселини, p-крезоли, етанол и въглероден диоксид.

Анализът на екосистемната мрежа на Microbiome показа, че бактериалните таксони, обогатени поради намесата на MedDiet, заемат ключови позиции за взаимодействие, докато свързаните с несигурността таксони са периферни в мрежите.

Значение на това проучване

Как може да се отрази на клиничната практика в обозримо бъдеще?

Нашите открития подкрепят възможността за промяна на обичайната диета за модулиране на чревната микробиота, която от своя страна има потенциал да насърчава по-здравословното стареене.

Нашите открития също така предоставят кратък списък на кандидат-таксони, които могат да бъдат изследвани допълнително като живи биотерапевтични агенти за директно приложение на възрастни субекти, за да се намали появата на слабост.

Въведение

Проектът за диетична интервенция NU-AGE има за цел да проучи ефекта от прилагането на персонализиран MedDiet за 12 месеца в голяма кохорта от над 1200 възрастни лица на възраст 65–79 години, 16 разпределени в пет различни страни (Полша, Холандия, Великобритания, Франция и Италия). Резултатите от изходното ниво и след интервенцията от това проучване съобщават за различията в измерените нива на метаболит, специфични за пола и страната, както и данни за телесния състав. Наблюдава се значителна връзка между повишеното придържане към NU-AGE MedDiet и засилената глобална когнитивна способност и епизодичната памет.17 Освен това е доказано, че по-голямото придържане намалява скоростта на костна загуба при лица с остеопороза18 и подобрява вродената имунна функция, 19 кръвно налягане и артериална скованост.20 В настоящото проучване сме профилирали ефекта на NU-AGE MedDiet върху чревната микробна общност на подгрупа участници от проучването NU-AGE, включваща 612 индивида (289 контроли (145 мъже и 144 жени ) и 323 с NU-AGE MedDiet (141 мъже и 182 жени)). Различни полезни резултати са свързани с промените в микробиома.

Методи

Участници в проучването и диетична намеса

Проучването NU-AGE е едногодишно, рандомизирано, многоцентрово, еднослепо, контролирано проучване (регистрирано с Clinicaltrials.gov, NCT01754012). Подробности относно набирането на участници и диетичната намеса и събирането на метаданни, съответстващи на антропометрия, немощ и когнитивна реакция, са описани по-рано.17 21 Допълнителната онлайн таблица 1 предоставя описателна статистика на участниците по държави, за които са сдвоени микробиомни профили на изходно ниво и налична е била последната точка от времето.

Допълнителен материал

Измерване на възпалителни и свързани с мазнини хормони

Методите за измерване на възпалителни маркери са описани по-рано. 22 Допълнителен текст 1 накратко обобщава използваните за тази цел техники.

Допълнителен материал

ДНК екстракция и 16S rRNA генно секвениране

Микробната ДНК беше извлечена от проби на изпражненията, използвайки метода на повторно биене на зърна, както е описано по-рано, 23 с някои модификации.24 Подробният протокол, приет за секвенирането на ДНК и 16S рРНК, е описан в допълнителен онлайн текст 2.

Допълнителен материал

Биоинформатичен и биостатистически анализ

Допълнителният онлайн текст 3 предоставя пълно описание на методологията, използвана за биоинформатиката и многовариантния статистически анализ на данните за ампликонната последователност. Това включва предварителна обработка на секвенирани четения, 25 идентифициране и отстраняване на химери, 26 27 таксономична класификация на оперативни таксономични единици (OTU), 28 29 базирана на машинно обучение идентификация на таксони от микробиоми, свързани с диетичната интервенция30 (описана в допълнителна онлайн фигура 1), идентифициране на таксономични модули, използващи итеративния подход на двоично би-клъстериране на генетични набори (iBBiG), 31 анализ на асоциацията на спазването на диетата и свързаните с диетата таксономични маркери с различните компоненти на диетата, както и с маркерите за слабост и възпаление, изчисляване на свързаните с MedDiet индекси на микробиоми (описано нагледно в допълнителна фигура онлайн) и анализ на асоциацията на тези индекси с диетични компоненти, възпаление и слабост, получаване на изведени метаболитни профили въз основа на изобилие от видове на проба и предварително подготвени карти на експериментално валидирани видове -до метаболитни връзки32 33 и генериране и визуални създаване на мрежи за съпътстващи събития и изчисляване на мерките за централност (виж допълнителния онлайн текст 3) .30 34

Допълнителен материал

Допълнителен материал

Резултати

Диетичните и микробиомните профили се различават и се различават в отделните държави на изходно ниво

Увеличаването на придържането към NU-AGE MedDiet влияе върху специфични компоненти на чревния микробиом, свързани преди със здравето

Високото придържане към MedDiet намалява загубата на разнообразие на чревния микробиом

Допълнителен материал

След това изследвахме съпътстващите модули в чревните микробиоми. Тези модули са аналогични на „гилдии“ в микробиомите, които имат подобни или свързани функционални свойства. Използвахме iBBiG за идентифициране на модули в чревния микробиом, 31 подход, който преди използвахме за идентифициране на гранулирани разлики в микробиома като функция на здравословното стареене в кохортата ELDERMET14 (вж. Онлайн допълнителен текст 3; онлайн допълнителна фигура 9; онлайн допълнителни таблици 3 и 4). iBBiG идентифицира шест припокриващи се таксономични модула (с име от A до F) в рамките на набора от данни NU-AGE. Забележително е, че идентифицирахме специфичен модул С, който беше значително прекалено изобилен при лица с повишена немощ, а също така и по-голяма представителност в набора DietNegative OTU (вж. Онлайн допълнителен текст 6; онлайн допълнителна фигура 9C, D). Това показва, че модул C е подобен на модулите, подобни на дългосрочен престой, които идентифицирахме при индивиди от ELDERMET. 14 Специфичното обогатяване на модул C в набора от OTU, изчерпани с придържането към MedDiet, показва вероятността MedDiet успешно да модулира чревния микробиом по начин, отрицателно свързан с нестабилността.

Допълнителен материал

Допълнителен материал

Допълнителен материал

Придържането към интервенцията NU-AGE MedDiet модулира микробиома по начин, отрицателно свързан с крехкост и възпаление

Допълнителен материал

Допълнителен материал

Допълнителен материал

Отрицателният микробиомен отговор е свързан и с други вредни метаболити като р-крезол, етанол и въглероден диоксид, чието относително свръхпроизводство е свързано с появата на колоректален рак, инсулинова резистентност, безалкохолно мастно чернодробно заболяване, цитотоксичност и бактериален свръхрастеж в тънките черва. –57 Забележително е, че на изходно ниво се наблюдава, че свързаният с диетата микробиомен индекс е отрицателно свързан с множество заболявания, включително хипертония, диабет и рак (допълнителна онлайн фигура 14). По този начин, макар да се извежда по-скоро, отколкото да се измерва, данните показват, че метаболитната промяна, свързана с положителен микробиомен отговор, благоприятно влияе върху здравето на гостоприемника.

DietPositive OTU са ключови видове в чревната микробна общност