Herzlichen Glückwunsch an Xie Liwei, dem biologischen Forschungs- und Entwicklungsberater, zur Sicherung des neuen Angebots für die Olympischen Spiele
Weltweit steigt die Prävalenz von Übergewicht/Fettleibigkeit schnell an. Fettleibigkeit und ihre Komplikationen beeinflussen nicht nur ernsthaft die Lebensqualität von Patienten, sondern bringen auch Gesellschaft und Familien eine starke wirtschaftliche Belastung. Niedrige Kohlenhydrat -Diäten (LCD) sind ein Interventionsmodus für die Nahrung für die Gewichtsverlusttherapie. In verschiedenen Studien sind die Gewichtsverlusteffekte der LCD -Intervention jedoch sehr unterschiedlich. Derzeit gibt es keine ausreichenden Beweise, um diesen Unterschied zu erklären. Dies ist ein qualitatives Phänomen, das auch ein herausfordernder Aspekt im Bereich des medizinischen Gewichtsmanagements ist.
Am 15. September veröffentlichte die Teams von Professor Hong Chen und Professor Sun Jia vom Abteilung für Endokrinologie und Metabolismus am Zhujiang Hospital der Southern Medical University sowie Professor Xie Liweig von der Gutmikrobiologie und des Gesundheitsteams des Guangdong Institute of Microbiology veröffentlicht die Klinik Der Forschungsbericht mit dem Titel "Darm Microbiota dient als vorhersehbares Ergebnis einer kurzfristigen Intervention mit kohlenhydratarmen Diät (LCD) für Patienten mit Fettleibigkeit" im Journal Microbiology Spectrum. Diese Studie berichtete zum ersten Mal, dass die Basischarakteristik der Darmflora eine Determinante für den Kurzzeit-Kohlenhydrat-Diät-Effekt (LCD) in der übergewichtigen und fettleibigen Bevölkerung darstellt. Die Studie baut ein Modell für künstliche Neural Networks (ANN) auf, das auf den Basismerkmalen der Darmflora basiert, um den Gewichtsverlusteffekt von LCD vorherzusagen. Die Ergebnisse bieten einen neuen Ansatz für klinische Strategien zur medizinischen Gewichtsbewirtschaftung und Interventionsstrategien.
Weltweit steigt die Prävalenz von Übergewicht/Fettleibigkeit schnell an. Seit 1980 hat sich die Prävalenz von Fettleibigkeit in mehr als 70 Ländern verdoppelt. Die von Fettleibigkeit oder adipositasbedingte Bevölkerung, die chronische Stoffwechselerkrankungen im Zusammenhang mit Fettleibigkeit betroffen ist, hat sich auf mehr als 2 Milliarden gestiegen [1]. Nach Angaben des Nationalen Zentrums für Gesundheitsstatistik (NCHS) von 2017 bis 2018 betrug die Prävalenz von Fettleibigkeit in den USA etwa 42,4% und die Prävalenz schwerer Fettleibigkeit mit einem BMI -≥ 40 kg/m2 9,2% [2) ]. Gleichzeitig zeigte der "Bericht über Ernährung und chronische Krankheitsstatus der chinesischen Bewohner (2020)" [3], dass die Prävalenz-/Inzidenzrate von Übergewicht und Fettleibigkeit bei chinesischen Bewohnern immer noch rasant steigt und der Übergewicht der Erwachsenen oder der Übergewicht der Erwachsenen oder Bevölkerung oder der Übergewicht der Erwachsenen oder Die Fettleibigkeitsrate hat 50%überschritten. Übergewicht/Fettleibigkeit ist ein Risikofaktor für eine Reihe chronischer Krankheiten wie Herz -Kreislauf -Erkrankungen, Typ -2 -Diabetes, Krebs usw. [4] [5], die die Gesundheit der Chinesen ernsthaft gefährden [6], [7]. [8]. Darüber hinaus gibt es mehr als 29 Komplikationen wie Bluthochdruck, Dyslipidämie und Glukosestoffwechselstörungen, die durch Fettleibigkeit bei Jugendlichen verursacht werden und die körperliche Entwicklung und Gesundheit von Jugendlichen ernsthaft beeinflussen. Für fettleibige Patienten sind CVDs der Hauptgrund für die hohe Fettleibigkeitsmortalität und Behinderungsrate. Die durch CVDs verursachte hohe BMI-bezogene Behinderungsrate beträgt 34% und die hohe BMI-verwandte Mortalitätsrate von bis zu 41% [9]
Steigende Morbidität, potenzielle Gesundheitsrisiken und erhebliche wirtschaftliche Belastungen haben das Problem der Übergewicht/Adipositas im Bereich der globalen öffentlichen Gesundheit zu einer großen Herausforderung gemacht. In den letzten Jahren wurden in der klinischen Praxis allmählich verschiedene Formen von Gewichtsverlustinterventionen angewendet und in Richtlinien geschrieben. Lifestyle -Interventionen sind der Eckpfeiler der Behandlung von Fettleibigkeit, und Ernährungsmaßnahmen sind die Hauptwahl. Unter den zahlreichen Interventionsmodellen mit geringem Kohlenhydrat hat die Intervention mit kohlenhydratartigen Ernährung viel Aufmerksamkeit erregt. Es hat eine lange Geschichte, aber es hat unterschiedliche Formen. In den letzten Jahren hat LCD weit verbreitete Aufmerksamkeit erregt, aber es gibt auch bestimmte Kontroversen.
Diese Studie umfasste 51 männliche oder weibliche Probanden im Alter von 18 bis 65 Jahren, die die diagnostischen Kriterien für Übergewicht/Fettleibigkeit erfüllten (in den ersten drei Monaten der klinischen Studie wurden keine Antibiotika oder Medikamente verwendet). Die Probanden wurden in Gruppen randomisiert und in verschiedene Gruppen unterteilt. Energiebeschränkte normale Diät (ND) -Gruppe und nicht kalorienbeschränkte Gruppe mit kohlenhydratarmen Diät (LCD) mit kohlenhydratartigen Diät. Die Diätinterventionszeit betrug 12 Wochen. Um die LCD -Diätstruktur zu gewährleisten, nahm die LCD -Gruppe eine standardisierte Ernährungsriegel (zur Verfügung gestellt von Guangzhou Nanda Fite Nutrition and Health Consulting Co., Ltd.) anstelle des täglichen Grundnahrungsmittels zum Mittag- und Abendessen. Die Anzahl anderer Lebensmittel ist nicht begrenzt, und übermäßiges Essen wird vermieden. Zum Zeitpunkt der Einschreibung (dh Ausgangswert) und 12 Wochen nach der Intervention wurden venöse Blut- und Stuhlproben gesammelt. Die Blutproben wurden zum Nachweis von biochemischen Indikatoren wie Glukose- und Lipidstoffwechsel, Leber- und Nierenfunktion verwendet, und die Stuhlproben wurden für die Darmflora 16S -rDNA -Amplikon -Sequenzierung durch 16S -rDNA -Amplikonsequenzierung verwendet, insgesamt 2,47 Millionen Hochs -Qualitätslesungen wurden erhalten. Die Diät der Probanden wurde 3 Tage die Woche durch eine 24-Stunden-Diät überwacht. Während des gesamten Untersuchungszeitraums betrug der durchschnittliche Anteil der Kohlenhydrataufnahme in der normalen Ernährungsgruppe etwa 50% und der Anteil der LCD-Gruppe etwa 20% (Abbildung 1b-d). Obwohl die Kalorienaufnahme nicht eingeschränkt war, betrug die durchschnittliche Energieaufnahme der Kohlenstoffgruppe etwa 50%. Die Registrierung war signifikant niedriger als die der normalen Diätgruppe. Die 12-wöchige LCD-Intervention verbesserte die Körperparameter der Probanden signifikant wie BMI, Taillenumfang, Taillenumfang, Körperfettanteil und viszerale Fettfläche.
Zusätzlich zu verschiedenen Ergebnissen der Gewichtsverlust können unterschiedliche Nahrungskomponenten die Zusammensetzung und Vielfalt der Darmflora beeinflussen. Abgesehen von Änderungen der Gesamtzusammensetzung und des Phyla -Levels haben frühere Studien jedoch keine konstruktive Schlussfolgerung gezogen, um LCD zu leiten, daher haben wir daher analysiert. Die Darmflora-Sequenzierungsdaten und die 5-fache Kreuzvalidierung und zufällige Waldalgorithmus unter Berücksichtigung der Mindestfehlerrate und der Standardabweichung, um die höchste Genauigkeit und Stabilität zu gewährleisten. Als nächstes analysierten wir die 16S -rDNA -Sequenzdaten von Probanden in den ND- und LCD -Gruppen vor und nach dem Test, um potenzielle Biomarker von Flora zu identifizieren. Eine weitere Analyse der gesamten Gattung, die durch das zufällige Waldmodell in den Daten aus dem Ausgangswert und in der 12. Woche untersucht wurde ). Nach bestehenden Forschungsberichten sind diese beiden Bakterienarten an der Produktion von Butyrat im Darm beteiligt, was darauf hindeutet, dass andere Faktoren, die sich während des LCD -Interventionsprozesses bei Gewichtsverlust zur Gewichtsänderung auswirken, möglicherweise auf Gewichtsveränderungen beeinflusst.
Analysieren Sie den Gewichtsverlust jedes Subjekts weiter und unterteilen Sie jede Gruppe in zwei Untergruppen entsprechend der Clusterbildung von Gewichtsverlustparametern: BMI, Taillenumfang, WHR-, BFR- und VFA -Änderungen: Ein moderierter Gewichtsverlusteffekt. Gewichtsverlustgruppe (MG) und signifikante Gewichtsverlustgruppe (Different -Gewichtsverlustgruppe, DG). Unter den Bedingungen der LCD -Intervention waren die Energieaufnahme und der Anteil der Kohlenhydrate in der Ernährung der beiden Untergruppen nahezu gleich Gewichtsverlusteffekte können durch andere Faktoren beeinflusst werden. Beeinflussen
Die obigen Ergebnisse legen nahe, dass die LCD -Intervention einen guten Gewichtsverlust -Effekt hat, aber es gibt individuelle Unterschiede. Daher analysierte diese Studie die Darmflora -Daten der beiden Untergruppen weiter und untersuchte weiter, ob es potenzielle Faktoren mit der Flora gibt, die den Unterschied des Gewichtsverlusts zwischen den beiden Untergruppen dieser Ernährung verursachten. In weiterer Subgruppenanalyse verwendeten wir das Ko-Auftreten-Netzwerk auf Gattungsebene, um die Wechselwirkung zwischen der Darmflora in der LCD-Untergruppe weiter zu analysieren und festzustellen des Netzwerks hat abgenommen, aber LCD_DG zeigte in der Basislinie und in der 12. Woche einen dichteren, umfangreicheren und reicheren Netzwerkinteraktionskomplexität als LCD_MG. Die obigen Ergebnisse zeigen, dass zusätzlich zu den Unterschieden in der Zusammensetzung und Vielfalt der Flora die Unterschiede zwischen der Struktur der Flora und der Komplexität der Wechselwirkung der Flora ein wichtiger Grund für die individuellen Unterschiede im Gewichtsverlust sein können Wirkung. In der Untergruppe mit kohlenstoffarmer Kohlenstoff ergab die Analyse durch den zufälligen Waldmodellalgorithmus, dass die relative Baseline-Häufigkeit von Bakteroidaidaceae-Bakteroiden in den beiden Untergruppen der kohlenstoffarmen Ernährung statistisch unterschiedlich war. Gemäß der linearen Regressionsanalyse fanden wir, dass die Grundlinie der relativen Häufigkeit von Bacteroidaceae positiv mit dem Gewichtsverlusteffekt einer kurzfristigen kohlenstoffarmen Ernährung korreliert. Basierend auf den obigen Ergebnissen wurde das ROC-Modell basierend auf der relativen Basishäufigkeit der kohlenstoffarmen Untergruppe von Bakteroiden festgelegt. Das ROC -Modell spiegelt die Anfälligkeit jedes Datenpunkts auf der Kurve für denselben Signalstimulus wider und reflektiert umfassend die Empfindlichkeit und Spezifität der Variablen. In dieser Studie erreichte der ROC-Modell-AUC-Wert 73,2%, was darauf hindeutet, dass die relative Baseline-Häufigkeit von Bakteroiden einen gewissen Vorhersagewert für den Kurzzeit-Gewichtsverlusteffekt mit kohlenhydratartigen Ernährung aufweist.
Da die Flora im menschlichen Darm kein unabhängiges Individuum ist, gibt es komplizierte Verbindungen zwischen Bakterien. Daher wird in dieser Forschung künstliches neuronales Netzwerk (ANN) eingeführt. Ann ist ein leistungsstärkeres Deep -Lern -Modell, das geschult und verwendet wird, um biologische neuronale Netzwerke für die komplexe Datenanalyse zu simulieren. Ann basiert auf biologischen neuronalen Netzwerken. Das Grundprinzip des Netzwerks, der den menschlichen Gehirnstruktur und den externen Stimulus -Reaktionsmechanismus imitiert und ein Modell basierend auf dem Wissen der Netzwerktopologie aufbaut, hat die Funktionen des assoziativen Gedächtnisses, der Klassifizierung und Erkennung, der optimierten Berechnung und der nichtlinearen Kartierung. In den letzten Jahren wenden immer mehr medizinische Forschungen Ann für die Verarbeitung komplexer Daten an. Wir haben die Änderungswerte und Verhältnisse der Gewichtsverlustparameter der LCD -Gruppe in das ANN -Modell basierend auf der relativen Basishäufigkeit der gesamten Darmflora der Gruppe einbezogen und einen höheren Vorhersagemodellbestimmungskoeffizienten (R2) erhalten, der ebenfalls anzeigt Die Vorhersage von Ann the Effekt ist besser als das lineare Modell, was darauf hindeutet, dass der Vorhersageeffekt besser ist.
Insgesamt zeigt die aktuelle Untersuchung, dass bei übergewichtigen/fettleibigen Menschen eine kurzfristige LCD-Intervention ohne Kalorienbeschränkung einen signifikanten Gewichtsverlusteffekt ohne signifikante nachteilige Auswirkungen aufweist. Es gibt individuelle Unterschiede beim kurzfristigen LCD-Gewichtsverlust. Die relative Häufigkeit von Bacteroidaceae-Bakteroiden zu Studienbeginn vor der LCD-Intervention korreliert positiv mit dem Kurzzeit-LCD-Interventionsverlust-Effekt. Schließlich baute diese Studie ein hochpräzisetztes Ann-Vorhersagemodell auf, das auf der relativen Häufigkeit der Darmflora an der Basislinie basiert. Durch das Ann Prediction -Modell wurde festgestellt, dass die relative Basishäufigkeit der Darmflora als Prädiktor für den individualisierten Gewichtsverlusteffekt vor der LCD -Intervention verwendet werden kann. Es hat eine wichtige Leit von Bedeutung für das Gewichtsmanagement der klinischen Medizin. Verwandte Forschungsergebnisse wurden in "Microbiology Spectrum" veröffentlicht.
Basierend auf den Ergebnissen dieser Forschung im Gewichtsmanagement der klinischen Medizin ist die relative Häufigkeit von Bacteroidaceae -Bakteroides im Darm relativ niedrig, aber die übergewichtigen/fettleibigen Probanden, die hoffen, durch LCD Gewicht zu verlieren entsprechendes Probio tics . Wirksamkeit. Gegenwärtig arbeitet unsere Forschungsgruppe am Guangdong Academy of Sciences Institute of Microbiology und am Team des Xie Liwei Research Institute Institute zusammen, um klinische Gewichtsverlustrecherchen zur kombinierten Verwendung von Probiotika und kohlenstoffarmen Diät durchzuführen, um die Strategien und Ideen von medizinisch weiter zu untersuchen Gewichtsmanagement. Lassen Sie sich auf die aktualisierten Forschungsergebnisse freuen.
Der Hauptautor dieser Studie ist Zhang Susu, ein Arzt in der Abteilung für Endokrinologie und Stoffwechsel des Zhujiang -Krankenhauses der Southern Medical University; Co-First-Autor, Wu Peili, PhD-Kandidat in der Abteilung für Endokrinologie und Stoffwechsel, Nanfang Hospital, Southern Medical University; Tian promovierte auch die Abteilung für Endokrinologie und Metabolismus des Zhujiang -Krankenhauses, die Southern Medical University, Chen Hong, der Professor und Forscher Xie Liweisch vom staatlichen Schlüssellabor für angewandte Mikrobiologie in Südchina gemeinsam Master -Studenten; Liu Bingdong ist eine gemeinsame Ausbildung von Doktoranden von Professor Pan Jiyang von der Abteilung für Psychiatrie des ersten verbundenen Krankenhauses der Jinan University und des Forschers Xie Liweist des staatlichen Schlüssellabors für angewandte Mikrobiologie in Südchina. Der entsprechende Autor dieses Artikels ist Professor Sun Jia vom Ministerium für Endokrinologie und Metabolismus, das Zhujiang Hospital der Southern Medical University, und die mit den Mitarbeitern besprechenden Autoren sind Professor Chen Hong vom Ministerium für Endokrinologie und Metabolismus des Zhujiang Hospital der Southern Medical University, der Southern Medical University, und Forscher Pi Xie Liweii aus dem Darmmikroökologie- und Gesundheitsteam des Instituts für Mikrobiologie der Guangdong Academy of Sciences.