تهانينا لـ Xie Liwei ، مستشار البحوث والتنمية البيولوجية ، على تأمين العرض الجديد للأولمبياد
على الصعيد العالمي ، يتزايد انتشار زيادة الوزن/السمنة بسرعة. لا تؤثر السمنة ومضاعفاتها بشكل خطير على نوعية حياة المرضى فحسب ، بل تؤثر أيضًا على عبء اقتصادي ثقيل على المجتمع والأسر. انخفاض الوجبات الغذائية للكربوهيدرات (LCD) هي وضع تدخل غذائي لعلاج فقدان الوزن. ومع ذلك ، في الدراسات المختلفة ، تختلف آثار فقدان الوزن من تدخل LCD تمامًا. لا يوجد حاليًا أي دليل كاف لشرح هذا الاختلاف. هذه ظاهرة نوعية ، وهي أيضًا جانب صعب في مجال إدارة الوزن الطبي.
في 15 سبتمبر ، فرق البروفيسور هونغ تشن والأستاذ صن جيا من قسم الغدد الصماء والتمثيل الغذائي في مستشفى تشوجيانغ بجامعة الطبية الجنوبية ، ونشر البروفيسور Xie Liwei من الفريق الدقيق للأمعاء والصحة في معهد قوانغدونغ لعلم الميكروبيولوجيا ، تقرير بحثي بعنوان "الأمعاء الميكروبيوتا بمثابة نتيجة يمكن التنبؤ بها لتدخل النظام الغذائي منخفض الكربوهيدرات على المدى القصير (LCD) للمرضى الذين يعانون من السمنة" في مجلة طيف الميكروبات في مجلة. ذكرت هذه الدراسة لأول مرة أن السمة الأساسية للنباتات المعوية هي محدد لتأثير تخفيض الوزن منخفض الكربوهيدرات (LCD) على المدى القصير في السكان الذين يعانون من زيادة الوزن والسمنة. تبني الدراسة نموذج الشبكات العصبية الاصطناعية (ANN) يعتمد على الخصائص الأساسية للنباتات المعوية للتنبؤ بتأثير فقدان الوزن لشاشة LCD. توفر النتائج نهجًا جديدًا لاستراتيجيات إدارة الوزن الطبية السريرية واستراتيجيات التدخل.
على الصعيد العالمي ، يتزايد انتشار زيادة الوزن/السمنة بسرعة. منذ عام 1980 ، تضاعف انتشار السمنة في أكثر من 70 دولة. زاد عدد السكان المتأثرين بالسمنة أو الأمراض الأيضية المزمنة المرتبطة بالسمنة إلى أكثر من مليار [1]. وفقًا لبيانات المركز الوطني للإحصاءات الصحية (NCHS) ، من عام 2017 إلى عام 2018 ، كان انتشار السمنة في الولايات المتحدة حوالي 42.4 ٪ ، ووصل انتشار السمنة الشديدة مع مؤشر كتلة الجسم 40 كجم/م 2 9.2 ٪ [2 ]. في الوقت نفسه ، أشار "تقرير عن التغذية وحالة المرض المزمن للمقيمين الصينيين (2020)" [3] تجاوز معدل السمنة 50 ٪. يعتبر زيادة الوزن/السمنة عامل خطر لسلسلة من الأمراض المزمنة مثل أمراض القلب والأوعية الدموية ، ومرض السكري من النوع 2 ، والسرطان ، إلخ. [4] ، [5] ، مما يعرض صحة الشعب الصيني [6] ، [7] ، [8]. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أكثر من 29 مضاعفات مثل ارتفاع ضغط الدم ، واضطرابات إزالة الدماء ، واضطرابات التمثيل الغذائي للجلوكوز الناجمة عن السمنة لدى المراهقين ، مما يؤثر بشكل خطير على التطور البدني وصحة المراهقين. بالنسبة للمرضى الذين يعانون من السمنة المفرطة ، فإن CVD هي السبب الرئيسي لارتفاع معدل الوفيات المرتبطة بالسمنة ومعدل الإعاقة. معدل الإعاقة المرتفع المرتبط بمؤشر كتلة الجسم الناجم عن CVDs هو 34 ٪ ، ومعدل الوفيات المرتبط بمؤشر كتلة الجسم مرتفع يصل إلى 41 ٪ [9]
إن زيادة المراضة والمخاطر الصحية المحتملة والعبء الاقتصادي الكبير جعلت مشكلة زيادة الوزن/السمنة تحديًا كبيرًا في مجال الصحة العامة العالمية. في السنوات الأخيرة ، تم تطبيق أشكال مختلفة من تدخلات فقدان الوزن تدريجياً في الممارسة السريرية وكتبت في إرشادات. تدخلات نمط الحياة هي حجر الزاوية في علاج السمنة ، والتدخلات الغذائية هي الخيار الأساسي. من بين العديد من نماذج التدخل الغذائي ، اجتذب تدخل النظام الغذائي منخفض الكربوهيدرات الكثير من الاهتمام. له تاريخ طويل ، ولكن له أشكال مختلفة. في السنوات الأخيرة ، جذبت شاشة LCD اهتمامًا واسع النطاق ، ولكن هناك أيضًا بعض الخلافات.
شملت هذه الدراسة 51 من الذكور أو الإناث الذين تتراوح أعمارهم بين 18-65 الذين استوفوا المعايير التشخيصية للوزن/السمنة (لم يتم استخدام المضادات الحيوية أو الأدوية في الأشهر الثلاثة الأولى من التجربة السريرية). تم اختيارهم بصورة عشوائية الموضوعات في مجموعات وتم تقسيمها إلى مجموعات مختلفة. مجموعة النظام الغذائي الطبيعي المقيد للطاقة (ND) ومجموعة النظام الغذائي منخفضة الكربوهيدرات غير المقيدة للسالوري (LCD). كان وقت تدخل النظام الغذائي 12 أسبوعا. من أجل ضمان هيكل نظام غذائي LCD ، اعتمدت مجموعة LCD شريط تغذية موحد (الذي توفره Guangzhou Nanda Feite Nutrition and Health Consulting Co. ، Ltd.) بدلاً من الطعام الأساسي اليومي لتناول طعام الغداء والعشاء. عدد الأطعمة الأخرى غير محدود ، ويتم تجنب الإفراط في تناول الطعام. في وقت التسجيل (أي خط الأساس) و 12 أسبوعًا بعد التدخل ، تم جمع عينات الدم والبراز الوريدي. تم استخدام عينات الدم للكشف عن المؤشرات الكيميائية الحيوية في الدم مثل الجلوكوز والتمثيل الغذائي للدهون ، وظائف الكبد والكلى ، واستخدمت عينات البراز لتسلسل Amplicon المعوي ، ما مجموعه 2.47 مليون نسبة عالية. -تم الحصول على قراءات الجودة. تمت مراقبة النظام الغذائي للموضوعات من خلال نظام غذائي لمدة 24 ساعة لمدة 3 أيام في الأسبوع. خلال فترة الدراسة بأكملها ، كان متوسط نسبة كمية الكربوهيدرات في المجموعة الحمية الطبيعية حوالي 50 ٪ ، وكانت النسبة في مجموعة LCD حوالي 20 ٪ (الشكل 1B-D). على الرغم من أن تناول السعرات الحرارية لم يكن مقيدًا ، إلا أن متوسط تناول الطاقة في المجموعة المنخفضة الكربون كان حوالي 50 ٪. كان الالتحاق أقل بكثير من مجموعة النظام الغذائي الطبيعي. قام تدخل LCD لمدة 12 أسبوعًا بتحسين معايير الجسم بشكل كبير مثل مؤشر كتلة الجسم ، ومحيط الخصر ، ومحيط الخصر ، ونسبة الدهون في الجسم ، ومنطقة الدهون الحشوية.
بالإضافة إلى نتائج مختلفة لفقدان الوزن ، قد تؤثر مكونات غذائية مختلفة على تكوين وتنوع النباتات المعوية ، ولكن بصرف النظر عن التغيرات في التكوين الكلي ومستوى Phyla ، لم تستخلص الدراسات السابقة عن استنتاج بناء لتوجيه LCD لذلك ، لقد قمنا بتحليل بيانات تسلسل Flora المعوية ، والتحقق من صحة 5 أضعاف وخوارزمية الغابات العشوائية ، مع مراعاة الحد الأدنى لمعدل الخطأ والانحراف المعياري لضمان أعلى الدقة والاستقرار. بعد ذلك ، قمنا بتحليل بيانات تسلسل 16S RDNA للموضوعات في مجموعات ND و LCD قبل وبعد الاختبار لتحديد المؤشرات الحيوية المحتملة للنباتات. وجد تحليل آخر لجميع جنس تم فحصه بواسطة نموذج الغابات العشوائي في بيانات الأساس والأسبوع 12 أن الوفرة النسبية لـ Ruminococcaceae Oscillospira و porphyromonadaceae parabacteroides زادت بشكل كبير بعد تدخل LCD لمدة 12 أسبوعًا ، وكان الفرق مهمًا إحصائيًا (P <0.05 ). وفقًا للتقارير البحثية الحالية ، فإن هذين النوعين من البكتيريا يشاركان في إنتاج الزبدات في الأمعاء ، مما يشير إلى أنه قد يكون هناك عوامل أخرى تؤثر على تغييرات الوزن أثناء عملية تدخل LCD في فقدان الوزن.
مزيد من تحليل فقدان الوزن لكل موضوع ، وقسم كل مجموعة إلى مجموعتين فرعيتين وفقًا لتجميع معلمات فقدان الوزن: مؤشر كتلة الجسم ، محيط الخصر ، WHR ، BFR و VFA: تأثير فقدان الوزن المعتدل. مجموعة فقدان الوزن (MG) ومجموعة كبيرة من فقدان الوزن (مجموعة فقدان الوزن متميزة ، DG). في ظل ظروف تدخل LCD ، كانت تناول الطاقة ونسبة الكربوهيدرات في النظام الغذائي للمجموعتين الفرعيتين متماثلين تقريبًا ، لكن فهارس فقدان الوزن للموضوعات في المجموعة الفرعية الفعالة بشكل ملحوظ انخفضت بشكل أكثر أهمية ، مما يشير إلى أن الاختلافات الفردية في قد تتأثر آثار فقدان الوزن بعوامل أخرى. تأثير
تشير النتائج المذكورة أعلاه إلى أن تدخل LCD له تأثير جيد لفقدان الوزن ، ولكن هناك اختلافات فردية. لذلك ، قامت هذه الدراسة بتحليل بيانات النباتات المعوية للمجموعتين الفرعيتين ، واستكشفت ما إذا كانت هناك عوامل محتملة تتعلق بالنباتات التي تسببت في اختلاف فقدان الوزن بين المجموعتين الفرعيتين في هذا النظام الغذائي. في تحليلات المجموعة الفرعية الإضافية ، استخدمنا شبكة التواجد المشترك على مستوى الجنس لتحليل التفاعل بين النباتات المعوية في المجموعة الفرعية LCD ووجدنا أنه بعد 12 أسبوعًا من تدخل LCD ، على الرغم من أن مجموعتي المجموعتين الفرعيتين LCD_DG و LCD_MG تعقيد تفاعل الشبكة من بين الشبكة انخفضت ، لكن LCD_DG أظهرت تعقيدًا تفاعلًا أكثر كثافة وأكثر شمولاً وأكثر ثراءً من LCD_MG في الأساس وفي الأسبوع الثاني عشر. تشير النتائج المذكورة أعلاه إلى أنه ، بالإضافة إلى الاختلافات في تكوين وتنوع النباتات ، قد تكون الاختلافات بين هيكل النباتات وتعقيد تفاعل النباتات سببًا مهمًا للاختلافات الفردية في فقدان الوزن تأثير. في المجموعة الفرعية المنخفضة الكربون ، وجد التحليل بواسطة خوارزمية نموذج الغابات العشوائية أن الوفرة النسبية الأساسية للبكتيرويدات البكتيرويد ببكتيرويدات تختلف إحصائياً في المجموعتين الفرعيتين من النظام الغذائي المنخفض الكربون. وفقًا لتحليل الانحدار الخطي ، وجدنا أن خط الأساس للوفرة النسبية للبكتيرويدية يرتبط بشكل إيجابي بتأثير فقدان الوزن لنظام غذائي منخفض الكربون على المدى القصير. بناءً على النتائج المذكورة أعلاه ، تم إنشاء نموذج ROC استنادًا إلى الوفرة النسبية الأساسية للمجموعة الفرعية منخفضة الكربون من البكتيرويدات. يعكس نموذج ROC حساسية كل نقطة بيانات على المنحنى إلى نفس محفز الإشارة ويعكس بشكل شامل حساسية وخصوصية المتغيرات. في هذه الدراسة ، وصلت قيمة AUC نموذج ROC بنسبة 73.2 ٪ ، مما يشير إلى أن الوفرة النسبية الأساسية للبكتيرويدات لها قيمة تنبؤية معينة لتأثير فقدان النظام الغذائي منخفض الكربوهيدرات على المدى القصير.
نظرًا لأن النباتات في الأمعاء البشرية ليست فردًا مستقلاً ، فهناك روابط معقدة بين البكتيريا. لذلك ، يقدم هذا البحث الشبكة العصبية الاصطناعية (ANN). ANN هي نموذج تعليمي عميق أكثر قوة يتم تدريبه ويستخدم لمحاكاة الشبكات العصبية البيولوجية لتحليل البيانات المعقدة. تعتمد آن على الشبكات العصبية البيولوجية. المبدأ الأساسي للشبكة ، تقليد بنية الدماغ البشري وآلية استجابة التحفيز الخارجية ، بناء نموذج يعتمد على معرفة طوبولوجيا الشبكة ، له وظائف الذاكرة الترابطية ، والتصنيف والتعرف ، والحساب المحسن ورسم الخرائط غير الخطية. في السنوات الأخيرة ، تطبيق المزيد والمزيد من الأبحاث الطبية ANN على معالجة البيانات المعقدة. قمنا بدمج قيم التغيير ونسب معلمات فقدان الوزن لمجموعة LCD في نموذج ANN استنادًا إلى الوفرة النسبية الأساسية للنباتات المعوية العامة للمجموعة ، وحصلوا على معامل تحديد النموذج التنبئي الأعلى (R2) ، والذي يشير أيضًا إن التنبؤ بـ ANN يكون التأثير أفضل من النموذج الخطي ، مما يشير إلى أن تأثير التنبؤ أفضل.
وبشكل عام ، يظهر البحث الحالي أنه في زيادة الوزن/السمنة ، فإن تدخل LCD قصير الأجل دون تقييد السعرات الحرارية له تأثير كبير في فقدان الوزن دون آثار ضارة كبيرة. هناك فروق فردية في فقدان الوزن على المدى القصير. ترتبط الوفرة النسبية للبكتيرويدات البكتيرية في الأساس قبل تدخل LCD بشكل إيجابي مع تأثير فقدان تدخل LCD على المدى القصير. أخيرًا ، قامت هذه الدراسة ببناء نموذج تنبؤ ANN عالي الدقة يعتمد على الوفرة النسبية للنباتات المعوية في الأساس. من خلال نموذج التنبؤ ANN ، وجد أن الوفرة النسبية الأساسية للنباتات المعوية يمكن استخدامها كتنبؤ بتأثير فقدان الوزن الفردي قبل تدخل LCD. ، لها أهمية توجيهية مهمة لإدارة وزن الطب السريري. تم نشر نتائج البحوث ذات الصلة في "طيف علم الأحياء الدقيقة".
بناءً على نتائج هذا البحث ، في إدارة وزن الطب السريري ، فإن الوفرة النسبية للبكتيريا البكتيرية في الأمعاء منخفضة نسبيًا ، لكن الأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن/السمنة الذين يأملون في إنقاص الوزن من خلال شاشة LCD قد تزيد من فقدان وزن شاشة LCD probio المقابلة التشنجات اللاإرادية . فعالية. في الوقت الحاضر ، تعمل مجموعة الأبحاث الخاصة بنا مع معهد أكاديمية قوانغدونغ للعلوم للعلوم الدقيقة وفريق معهد أبحاث Xie Liwei لتنفيذ أبحاث إكلينيكية لفقدان الوزن حول الاستخدام المشترك للبروبيوتيك واتباع نظام غذائي منخفض الكربون لمواصلة استكشاف الاستراتيجيات والأفكار الطبية إدارة الوزن. دعونا نتطلع إلى نتائج البحث المحدثة.
المؤلف الرئيسي لهذه الدراسة هو تشانغ سوسو ، الطبيب في قسم الغدد الصماء والتمثيل الغذائي ، مستشفى تشوجيانغ ، الجامعة الطبية الجنوبية ؛ المؤلف الأول الأول ، وو بيلي ، مرشح الدكتوراه في قسم الغدد الصماء والتمثيل الغذائي ، مستشفى نانفانغ ، الجامعة الطبية الجنوبية ؛ تيان هو أيضا دكتوراه ، قسم الغدد الصماء والتمثيل الغذائي ، مستشفى تشوجيانغ ، الجامعة الطبية الجنوبية ، تشن هونغ الأستاذ والباحث Xie Liwei من المختبر الرئيسي في علم الأحياء الدقيقة التطبيقية في جنوب الصين المزروعين بشكل مشترك ؛ Liu Bingdong هو تدريب مشترك لطلاب الدكتوراه من قبل البروفيسور بان جيانغ من قسم الطب النفسي في المستشفى التابع الأول لجامعة جينان والباحث Xie Liwei من المختبر الرئيسي في علم الأحياء الدقيقة التطبيقي في جنوب الصين. المؤلف المقابل لهذا المقال هو البروفيسور صن جيا من قسم الغدد الصماء والتمثيل الغذائي ، ومستشفى تشوجيانغ بالجامعة الطبية الجنوبية ، ومؤلفي المشاركين ، مستشفى تشن هونغ من قسم الغدد الصماء والتمثيل الغذائي ، ومستشفى تشوجيانغ بجامعة جنوب الطبية الجنوبية ، والباحث Pi Xie Liwei من الفريق المعوي والصحة في معهد علم الأحياء الدقيقة ، أكاديمية قوانغدونغ للعلوم.