A teljes tejpótlás hatása a bél mikrobiotájára és a kardiometabolikus biomarkerekre laktóz malabszorpcióval vagy anélkül szenvedő alanyokban

Xiaoqin Li

1 Táplálkozási és élelmiszer-higiéniai osztály, Hubei Élelmiszer-táplálkozási és -biztonsági laboratórium, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Népegészségügyi Iskola, Wuhan 430030, Kína; moc.361@yrammi (X.L.); nc.ude.tsuh@802575102m (J.Y.); moc.361@46673262951 (Y.Z.); nc.ude.tsuh@491576102M (X.W.); nc.ude.tsuh@391576102M (X.H.); moc.361@013991yhyh (Y.H.); nc.ude.tsuh@451876102D (L.C.); moc.anis@91nehcgnijis (S.C.); moc.liamtoh@8728wy (W.Y.); ude.dravrah.hpsh@nahsz (Z.S.)

2 Oktatási Minisztérium Környezetvédelmi és Egészségügyi Főosztálya, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

Jiawei Yin

2 Oktatási Minisztérium Környezetvédelmi és Egészségügyi Főosztálya, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

Yalun Zhu

2 Oktatási Minisztérium Környezetvédelmi és Egészségügyi Főosztálya, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

Xiaoqian Wang

1 Táplálkozási és élelmiszer-higiéniai osztály, Hubei Élelmiszer-táplálkozási és -biztonsági laboratórium, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Tongji Orvosi Főiskola, Wuhan 430030, Kína; moc.361@yrammi (X.L.); nc.ude.tsuh@802575102m (J.Y.); moc.361@46673262951 (Y.Z.); nc.ude.tsuh@491576102M (X.W.); nc.ude.tsuh@391576102M (X.H.); moc.361@013991yhyh (Y.H.); nc.ude.tsuh@451876102D (L.C.); moc.anis@91nehcgnijis (S.C.); moc.liamtoh@8728wy (W.Y.); ude.dravrah.hpsh@nahsz (Z.S.)

2 Oktatási Minisztérium Környezetvédelmi és Egészségügyi Főosztálya, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

Xiaoli Hu

2 Oktatási Minisztérium Környezetvédelmi és Egészségügyi Főosztálya, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

Wei Bao

3 Járványügyi Osztály, Közegészségügyi Főiskola, Iowai Egyetem, Iowa City, IA 52242, USA; ude.awoiu@oab-iew

Yue Huang

2 Oktatási Minisztérium Környezetvédelmi és Egészségügyi Főosztálya, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

Liangkai Chen

2 Oktatási Minisztérium Környezetvédelmi és Egészségügyi Főosztálya, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

Sijing Chen

2 Oktatási Minisztérium Környezetvédelmi és Egészségügyi Főosztálya, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

Wei Yang

1 Táplálkozási és élelmiszer-higiéniai osztály, Hubei Élelmiszer-táplálkozási és -biztonsági laboratórium, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Tongji Orvosi Főiskola, Wuhan 430030, Kína; moc.361@yrammi (X.L.); nc.ude.tsuh@802575102m (J.Y.); moc.361@46673262951 (Y.Z.); nc.ude.tsuh@491576102M (X.W.); nc.ude.tsuh@391576102M (X.H.); moc.361@013991yhyh (Y.H.); nc.ude.tsuh@451876102D (L.C.); moc.anis@91nehcgnijis (S.C.); moc.liamtoh@8728wy (W.Y.); ude.dravrah.hpsh@nahsz (Z.S.)

2 Oktatási Minisztérium, Környezetvédelmi és Egészségügyi Minisztérium, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

Zhilei Shan

2 Oktatási Minisztérium, Környezetvédelmi és Egészségügyi Minisztérium, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

4 táplálkozási osztály, Harvard T.H. Chan Közegészségügyi Iskola, Boston, MA 02115, USA

Liegang Liu

2 Oktatási Minisztérium Környezetvédelmi és Egészségügyi Főosztálya, Közegészségügyi Iskola, Tongji Orvosi Főiskola, Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Wuhan 430030, Kína

Társított adatok

Absztrakt

Ennek a tanulmánynak a célja az volt, hogy összehasonlítsák a teljes tejpótlás hatását a bél mikrobiotájára és a kardiometabolikus biomarkerekre a laktóz-malabszorberek (LM) és az abszorberek (LA) között. Páronkénti beavatkozási vizsgálatot végeztünk 31 LM és 31 LA, 1: 1 arányban, életkor, nem, testtömeg-index és napi tejfogyasztás alapján. Az alanyoknak rutin étrendjük során négy hétig napi 250 ml teljes tejet kellett adniuk. Az intervenciós időszak elején és végén adatokat gyűjtöttünk a bél mikrobiotájáról és a kardiometabolikus biomarkerekről. A teljes tejpótlás jelentősen megnövelte az Actinobacteriumokat (P Kulcsszavak: laktóz felszívódási zavar, tej, bél mikrobiota, Bifidobacterium, rövid láncú zsírsavak

1. Bemutatkozás

Ezért a jelenlegi tanulmányban arra törekedtünk, hogy megvizsgáljuk a teljes tejpótlás lehetséges különbségeit a bél mikrobiomjára és a kardiometabolikus biomarkerekre LM és LA.

2. Anyagok és módszerek

A vizsgálat megkezdése előtt a tanulmány tervét és a beleegyező űrlapot felülvizsgálták és jóváhagyták a Huazhong Tudományos és Műszaki Egyetem, Tongji Orvosi Főiskola Közegészségügyi Iskolájának Etikai Bizottsága (jóváhagyási szám: 12012015). A vizsgálatot a ClinicalTials.gov webhelyen regisztrálták (> NCT02798718).

2.1. A tanulmány résztvevői

Ez a vizsgálat egy 1: 1 arányú páros illesztési intervenciós vizsgálat volt laktózabszorberekben és malabszorbensekben. Eleinte 233 résztvevőt vettek fel önként a Huazhong Tudomány és Technika Egyetem Tongji Orvosi Főiskolájáról. A felvételi kritériumok magukban foglalták a ≥18 éves egészséges önkénteseket, a Han populációt és az elmúlt egy évben kevesebb, mint egy adag tejfogyasztást. Ezután kizártuk azokat a résztvevőket, akiknek kórtörténetében akut vagy krónikus gyomor-bélrendszeri rendellenességek, bármilyen ismert anyagcsere-betegség (diagnosztizált cukorbetegség, magas vérnyomás vagy szív- és érrendszeri betegség), antibiotikumok vagy probiotikumok fogyasztása az előző hónapban, olyan gyógyszerek vagy étrend-kiegészítők használata, amelyek befolyásolhatják a glükózt vagy lipidanyagcsere, terhesség vagy szoptatás, túlzott alkoholfogyasztás, az elmúlt három hónap jelentős testtömeg-változása vagy ismert tejallergia.

Ezután 227 jogosult résztvevő hidrogén-leheleten esett át laktóz beadása után a laktóz malabszorpciójának jelenlétének vizsgálatára. A részvétel előtt minden résztvevőtől írásos beleegyező nyilatkozatot szereztek. Ezt a tesztet hidrogén lélegeztető analizátorral (Shenzhen Zhonghe Headway Bio-Sci & Tech Co., Ltd., Shenzhen, Kína) végeztük. Röviden, egy standardizált alacsony szénhidráttartalmú vacsora és egy 12 órás böjt után a végső kilégzési H2 lélegzetet meghatároztuk 25 g laktózterhelés előtt és 30 percenként 25 g laktózterhelés után a következő 3 órában. Az evés, a dohányzás és a testgyakorlás nem volt megengedett a teszt során. A lélegző felszívódásának 20 ppm-es emelkedését az alapértékekhez képest a laktóz malabszorpciójának jelzésének tekintették [17]. Végül 31 LA-t és 31 LM-t toboroztak 1: 1 arányban, páronként, az életkor (± 3 év), a nem, a testtömeg-index (BMI) (± 10%) és az átlagos tejbevitel (2) alapján: testtömeg osztva a magasság négyzetével. A derék kerületét, a csípő kerületét és a vérnyomást standardizált technikákkal mértük.

Az éhomi vérmintákat egy antecubitalis vénából heparinizált csövekbe vettük reggel 12 órás böjt után. A plazmát 4 ° C-os centrifugában elválasztottuk és -80 ° C-on tároltuk az elemzésig. Az éhomi plazma glükózt (FPG), az összes koleszterint (TC), a triglicerideket (TG), az alacsony sűrűségű lipoprotein koleszterint (LDL-C) és a nagy sűrűségű lipoprotein koleszterint (HDL-C) elemezték kolorimetriás enzimatikus módszerekkel, kereskedelmi készletekkel ( BioSino Bio-Technology & Science Inc., Peking, Kína). Az éhomi plazma inzulint (FPI) és a C-peptidet ELISA készletekkel (Mercodia AB, Uppsala, Svédország) elemeztük. A C-reaktív fehérjét (CRP) ELISA készletekkel (R&D Systems, Inc., Minneapolis, MN, USA) határoztuk meg. A malondialdehidet (MDA) tiobarbitursav módszerrel mértük kereskedelmi készletekkel (Jiancheng Bioengineering Institute, Nanjing, Kína). Az FPG, a TC, a TG, az LDL-C, a HDL-C, az FPI, a C-peptid, a CRP és az MDA vizsgálaton belüli variációja 0,9% és 5,5% között változott, és a vizsgálatok közötti változás 1,2% és 6,5% között változott. Az inzulinrezisztencia (HOMA-IR) homeosztázis-modelljének értékelését az éhomi glükóz és az inzulin alapján számítottuk ki, a következő képlet alkalmazásával [19]:

2.4. Székletminták gyűjtése és DNS kivonása

A résztvevőket arra utasították, hogy aszeptikus törlőkendővel gyűjtsék össze a székletüket, és a beavatkozási vizsgálat előtt és után lezárt trágyacsészét kaptak. A szennyezetlen mintákat összegyűjtöttük és azonnal egy hűtőben tároltuk, majd 30 percen belül -80 ° C-on lefagyasztottuk. A DNS-extrakciót QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Valencia, CA, USA) segítségével végeztük. A bakteriális DNS koncentrációját a Nanodrop 2000 (Thermo Scientific, Wilmington, NC, USA) alkalmazásával mértük.

2.5. 16S Riboszomális RNS génszekvenálás

A baktériumok 16S riboszomális RNS (rRNS) génjének V3-V4 régióját vonalkóddal indexelt primerekkel (338F és 806R) amplifikáltuk termociklusos polimeráz láncreakcióval (PCR rendszer (GeneAmp 9700, ABI, Hampton, NH, USA), FastPfu Polymerase alkalmazásával. Az amplikonokat AxyPrep DNS GelExtraction Kit (Axygen Biosciences, Union City, CA, USA) segítségével tisztítottuk, majd a QuantiFluor-ST (Promega, Madison, WI, USA) alkalmazásával számszerűsítettük. A szekvenálást az Illumina MiSeq platform (Illumina, San Diego) segítségével végeztük., Kalifornia, USA).

2.6. A széklet mikrobiota elemzése

A 16S rRNS szekvenálási adatokat a Quantitative Insights Into Microbial Ecology platform (QIIME, Boulder, CO, USA, V.1.7.1) alkalmazásával dolgoztuk fel [20]. A nyers szekvenálás leolvasásait demultiplexeltük és szűrtük. A kimérákat eltávolítottuk, és az operatív taxonómiai egységeket (OTU) 97% -os homológiával állítottuk elő az USEARCH segítségével [21]. Az azonosított taxonómiát összehangolták a Ribosomal Database Project Classifier [22] és a Greengenes referencia-adatbázissal (V.13.8). Az egyenletes mintavételi mélység biztosítása érdekében az összes mintát ritkították a legkisebb olvasási számig. Az alfa és a béta változatosság mérőszámai QIIME-ban kerültek kiszámításra a ritka OTU táblázat segítségével. A béta változatosságot a minták közötti súlyozott és súlyozatlan UniFrac távolságok segítségével becsültük meg, és fő koordináta-analízissel (PCoA) vizualizáltuk.

2.7. Széklet SCFA elemzés

2.8. Kvantitatív polimeráz láncreakció (qPCR)

A PCR-amplifikációt és detektálást 96 lyukú lemezeken végeztük PrimeScript TM RT reagenskészlettel (TAKARA BIO INC., Dalian, Kína) egy DNA Engine Opticon 2 fluoreszcencia detektáló rendszeren (BIO-RID, Hercules, CA, USA). A mintákat 25 μL végtérfogattal futtattuk, amely 0,4 μM minden primert és 2 μL a megfelelő templát DNS-t tartalmazott. A Bifidobacterium forward CTCCTGGAAACGGGTGG és a reverz GGTGTTCTTCCCGATATCTACA specifikus primerei [23]. Az amplifikációkat a következő hőmérsékleti profilokkal végeztük: egy ciklus 95 ° C-on (30 s), 40 denaturálási ciklus 95 ° C-on (5 s), 61 ° C (30 s) és 72 ° C (45 s), és egy utolsó ciklus 94 ° C (5 perc). A kvantifikálást a plazmid DNS ismert koncentrációiból készített standard görbék alkalmazásával végeztük, amelyeket Sabine és mtsai. [24].

2.9. Statisztikai analízis

Az összes adatot az átlag ± az átlag standard hibájaként (SEM) fejeztük ki. Az étrendi energia- és tápanyagbevitelt Student páros t-tesztjével elemeztük. A kardiometabolikus biomarkerek esetében a kiindulási különbségeket egy Student párosítatlan t-teszt segítségével értékelték. A csoportok közötti különbségeket kétfaktoros ismételt mértékű varianciaanalízissel (ANOVA) elemeztük, az idő (pre, post) és a csoport (LM, LA) tényezőként. Jelentős időhatás kimutatása esetén Bonferroni korrekcióval végzett post-hoc elemzéseket alkalmaztunk a csoporton belüli jelentős különbségek azonosítására. Az eloszlás normalitásának tesztelésére Kolomogorov-Smirnov tesztet végeztünk. Ha az eloszlás ferde, akkor az adatokat logaritmikusan átalakítottuk. A statisztikákat az SPSS 24.0 alkalmazással végeztük (IBM, Brüsszel, Belgium).

Asztal 1

A laktóz malabszorpcióval rendelkező és anélküli betegek kiindulási jellemzői 1 .