Детское ожирение является развивающейся проблемой, связанной с рядом проблем со здоровьем у детей и взрослых. Генетика, окружающая среда, образ жизни и кишечная флора вносят значительный вклад в развитие юношеского ожирения. На детское ожирение влияют такие переменные образа жизни, как питание и физические упражнения. Однако причинно-следственная связь между ожирением и кишечными микробами неясна. Кишечные микробы влияют на ожирение, изменяя метаболизм хозяина. Исследования показали дисбаланс кишечных микробов, таких как Clostridium и Eubacterium rectale, у лиц, склонных к ожирению. Постулируемая взаимосвязь кишечника и мозга подразумевает, что трансплантация фекальной микробиоты и пребиотические добавки являются потенциальными методами лечения ожирения.
Об исследовании
В настоящем исследовании исследователи использовали менделевскую рандомизацию (MR), чтобы выяснить, причинно ли кишечные микробы связаны с детским ожирением. Они подтвердили ассоциации, используя информацию о последовательности, полученную в исследованиях типа «случай-контроль».
Исследователи получили сводную статистику микробиома кишечника из данных международного консорциума MiBioGen, включая информацию о микробиомах всего генома и 16S-рибосомальной рибонуклеиновой кислоте (рРНК) в фекалиях 100 18 340 человек. Они получили сводные данные общегеномных ассоциативных исследований (GWAS) детского ожирения из европейских, австралийских и североамериканских совместных мета-анализов на уровне генома 14 когортных исследований.
14 исследований включали когорту Северной Финляндии 1966 года рождения, лонгитюдное исследование детей и родителей Avon, Британскую когорту 1958 года рождения -Welcome Trust Case Control Consortium, Британскую когорту 1958 года рождения-Генетический консорциум по диабету 1 типа, исследование аллергии на иммунологическую систему образа жизни, французское исследование Янга, исследование детской больницы Филадельфии, когортное исследование беременности в Западной Австралии, когортное исследование новорожденных в Хельсинки (HBCS), Эссенское исследование ожирения, Копенгагенское проспективное исследование астмы в детском возрасте (COPSAC), исследование риска сердечно-сосудистых заболеваний у молодых финнов, исследование поколения R и исследование CM GOYA.
В исследование были включены 16 детей с ожирением и 16 детей без ожирения для оценки их веса, индекса массы тела (ИМТ), окружности живота (ОК), уровней липидов в сыворотке крови [триглицеридов (ТГ), общего холестерина (ОХ), липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП) и липопротеидов высокой плотности (ЛПВП)] и микробиомов кишечника. Участники также предоставили образцы кала для высокопроизводительного генетического секвенирования с использованием полногеномной стратегии birdshot.
Участники были в возрасте от девяти до 12 лет, без заболеваний щитовидной железы или печени в анамнезе, врожденных нарушений или генетических дефектов и не достигли половой зрелости. Дети с ожирением получали трехмесячную программу снижения веса, включающую ограничение калорийности и повышение физической активности. Чтобы подтвердить изменения кишечной флоры, вызванные ожирением, исследователи изучили макрогены кишечной флоры до и после снижения веса у участников с ожирением.
Команда провела менделевскую рандомизацию (MR), используя для анализа взвешивание обратной дисперсии (IWV). Они также использовали взвешенную медианную оценку, регрессии MR-Эггера, простые и взвешенные режимы. Инструментальные переменные (IVS) коррелировали с экспозицией в исследовании, не были связаны с потенциальными помехами и были связаны с результатом исследования косвенно, через экспозицию.
Результаты и обсуждение
Менделевская рандомизация выявила 16 причинно-следственных связей между кишечными микробами и детским ожирением. Исследование «случай-контроль» показало пять различий в микробиологическом составе кишечника между участниками с ожирением и без него. Команда отметила увеличение количества Romboutsia, Turicibacter и Clostridium sensustricto после снижения веса у детей с ожирением.
В ходе анализа 10 кишечных микробов были причинно связаны с ожирением у детей, включая виды Lentisphaeria (OR, 1.1), Deltaproteobacteria (OR, 1.2), Bacteroidaceae (OR, 1.3), Desulfovibrionaceae (OR, 1.2), Bacteroides (OR, 1.2), Butyricicoccus (OR, 1.2), Виды Eubacterium oxidoreducens (OR, 0,8), виды Rikenellaceae RC9 (OR, 1,1), виды NB1n (OR, 1,1) и виды Victivallales (OR, 1,1).
Обратный МРТ-анализ показал наводящие на размышления ассоциации между детским ожирением и шестью микробиотами кишечника, включая Barnesiella (OR, 0,9), Clostridium sensustricto (OR, 0,9), Marvinbryantia (OR, 0,9), Oscillospira (OR, 0,1), Romboutsia (OR, 0,9) и Turicibacter (OR, 0,9). Результаты показали, что Deltaproteobacteria, Bacteroidaceae, Desulfovibrionaceae, Bacteroides и Butyricoccus были более распространены у детей с ожирением, чем у детей без ожирения.
Кишечные микробы в процессе пищеварения создают различные соединения, такие как короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), которые влияют на адипогенез и синтез гормонов. Снижение разнообразия кишечных микробов может повысить резистентность к инсулину и уровни провоспалительных маркеров. Бактерии, связанные с ожирением, способствуют развитию ожирения, влияя на энергетический баланс организма и центральное чувство голода через взаимодействие кишечника и мозга.
Исследование показало, что 16 кишечных микробиот, включая Bacteroides, Butyricicoccus, Clostridium, Romboutsia и Turicibacter, связаны с детским ожирением. Дельтапротеобактерии, Bacteroidaceae, Desulfovibrionaceae, Bacteroides и маслянистый кокк являются наиболее распространенными микробами, обнаруживаемыми у детей с ожирением. Потеря веса также увеличивает распространенность Clostridium sensustricto, Romboutsia и Turicibacter. Команда также отметила изменения ИМТ, окружности живота и уровня холестерина у детей с ожирением после снижения веса. Эти открытия могут помочь нам понять генетическую взаимосвязь между кишечной микробиотой и юношеским ожирением, снижая его распространенность.
