Συγχαρητήρια στον Xie Liwei, τον Σύμβουλο Βιολογικής Έρευνας και Ανάπτυξης, για την εξασφάλιση της νέας προσφοράς για τους Ολυμπιακούς Αγώνες
Σε παγκόσμιο επίπεδο, ο επιπολασμός του υπερβολικού βάρους/παχυσαρκίας αυξάνεται ταχέως. Η παχυσαρκία και οι επιπλοκές της όχι μόνο επηρεάζουν σοβαρά την ποιότητα ζωής των ασθενών, αλλά επίσης φέρνουν ένα βαρύ οικονομικό βάρος στην κοινωνία και τις οικογένειες. Οι δίαιτες χαμηλών υδατανθράκων (LCD) αποτελούν τρόπο διατροφικής παρέμβασης για θεραπεία απώλειας βάρους. Ωστόσο, σε διάφορες μελέτες, τα αποτελέσματα απώλειας βάρους της παρέμβασης LCD είναι αρκετά διαφορετικά. Δεν υπάρχουν επί του παρόντος επαρκή στοιχεία για να εξηγηθεί αυτή η διαφορά. Αυτό είναι ένα ποιοτικό φαινόμενο, το οποίο είναι επίσης μια δύσκολη πτυχή στον τομέα της ιατρικής διαχείρισης βάρους.
Στις 15 Σεπτεμβρίου, οι ομάδες του καθηγητή Χονγκ Τσεν και ο καθηγητής Sun Jia από το Τμήμα Ενδοκρινολογίας και Μεταβολισμού στο Νοσοκομείο Zhujiang του Southern Medical University και ο καθηγητής Xie Liwei από την Ομάδα της Μικροβιολογίας και της Υγείας του Guangdong, Έκθεση έρευνας με τίτλο «Microbiota Gut, χρησιμεύει ως προβλέψιμο αποτέλεσμα της βραχυπρόθεσμης παρέμβασης δίαιτας χαμηλής περιεκτικότητας σε υδατάνθρακες (LCD) για ασθενείς με παχυσαρκία» στο φάσμα μικροβιολογίας του περιοδικού. Η μελέτη αυτή ανέφερε για πρώτη φορά ότι το χαρακτηριστικό της βασικής γραμμής της εντερικής χλωρίδας είναι καθοριστικός παράγοντας της βραχυπρόθεσμης χαμηλής περιεκτικότητας σε υδατάνθρακες (LCD) μείωση του βάρους στον υπερβολικό βάρος και τον παχύσαρκο πληθυσμό. Η μελέτη δημιουργεί ένα μοντέλο τεχνητών νευρωνικών δικτύων (ANN) με βάση τα βασικά χαρακτηριστικά της εντερικής χλωρίδας για να προβλέψει την επίδραση απώλειας βάρους της LCD. Τα ευρήματα παρέχουν μια νέα προσέγγιση για τις στρατηγικές κλινικής ιατρικής διαχείρισης βάρους και παρέμβασης.
Σε παγκόσμιο επίπεδο, ο επιπολασμός του υπερβολικού βάρους/παχυσαρκίας αυξάνεται ταχέως. Από το 1980, ο επιπολασμός της παχυσαρκίας σε περισσότερες από 70 χώρες έχει διπλασιαστεί. Ο πληθυσμός που επηρεάζεται από τις χρόνιες μεταβολικές ασθένειες που σχετίζεται με την παχυσαρκία ή την παχυσαρκία έχει αυξηθεί σε περισσότερα από 2 δισεκατομμύρια [1]. Σύμφωνα με στοιχεία του Εθνικού Κέντρου Στατιστικής Υγείας (NCHS), από το 2017 έως το 2018, ο επιπολασμός της παχυσαρκίας στις ΗΠΑ ήταν περίπου 42,4% και ο επιπολασμός της σοβαρής παχυσαρκίας με BMI≥40 kg/m2 έφτασε το 9,2% [2 ]. Ταυτόχρονα, η "Έκθεση για τη Διατροφή και τη Χρόνια Ασθένεια των Κινέζων κατοίκων (2020)" [3] επεσήμανε ότι το ποσοστό επιπολασμού/επίπτωσης του υπερβολικού βάρους και της παχυσαρκίας μεταξύ των κινεζικών κατοίκων εξακολουθεί να αυξάνεται ταχέως και το υπέρβαρο του ενήλικου πληθυσμού ή Το ποσοστό παχυσαρκίας έχει ξεπεράσει το 50%. Το υπερβολικό βάρος/παχυσαρκία είναι ένας παράγοντας κινδύνου για μια σειρά χρόνιων ασθενειών όπως η καρδιαγγειακή νόσο, ο διαβήτης τύπου 2, ο καρκίνος κλπ. [4], [5], που θέτει σε κίνδυνο την υγεία του κινεζικού λαού [6], [7], [8]. Επιπλέον, υπάρχουν περισσότερες από 29 επιπλοκές όπως η υπέρταση, η δυσλιπιδαιμία και οι διαταραχές του μεταβολισμού της γλυκόζης που προκαλούνται από την παχυσαρκία στους εφήβους, επηρεάζοντας σοβαρά τη φυσική ανάπτυξη και την υγεία των εφήβων. Για τους παχύσαρκους ασθενείς, οι CVD είναι ο κύριος λόγος για τη θνησιμότητα και το ποσοστό αναπηρίας που σχετίζεται με την παχυσαρκία. Το υψηλό ποσοστό αναπηρίας που σχετίζεται με το BMI που προκαλείται από CVD είναι 34% και το υψηλό ποσοστό θνησιμότητας που σχετίζεται με το ΔΜΣ είναι τόσο υψηλό όσο το 41% [9]
Η αύξηση της νοσηρότητας, των δυνητικών κινδύνων για την υγεία και η σημαντική οικονομική επιβάρυνση έχουν κάνει το πρόβλημα της υπερβολικής βάρδιας/παχυσαρκίας μια τεράστια πρόκληση στον τομέα της παγκόσμιας δημόσιας υγείας. Τα τελευταία χρόνια, διάφορες μορφές παρεμβάσεων απώλειας βάρους έχουν εφαρμοστεί σταδιακά στην κλινική πρακτική και γράφονται σε κατευθυντήριες γραμμές. Οι παρεμβάσεις του τρόπου ζωής είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της θεραπείας της παχυσαρκίας και οι διαιτητικές παρεμβάσεις είναι η κύρια επιλογή. Μεταξύ των πολλών μοντέλων διατροφικής παρέμβασης, η παρέμβαση διατροφής χαμηλής περιεκτικότητας σε υδατάνθρακες έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή. Έχει μακρά ιστορία, αλλά έχει διαφορετικές μορφές. Τα τελευταία χρόνια, η LCD έχει προσελκύσει ευρεία προσοχή, αλλά υπάρχουν και ορισμένες διαμάχες.
Η μελέτη αυτή περιελάμβανε 51 αρσενικά ή θηλυκά άτομα ηλικίας 18-65 ετών που πληρούσαν τα διαγνωστικά κριτήρια υπέρβαρου/παχυσαρκίας (δεν χρησιμοποιήθηκαν αντιβιοτικά ή φάρμακα κατά τους πρώτους 3 μήνες της κλινικής δοκιμής). Τα άτομα τυχαιοποιήθηκαν σε ομάδες και χωρίστηκαν σε διαφορετικές ομάδες. Ομάδα Normal Diet (ND) περιορισμένη ενεργειακή και μη θερμιδική ομάδα χαμηλής περιεκτικότητας σε υδατάνθρακες (LCD). Ο χρόνος παρέμβασης στη διατροφή ήταν 12 εβδομάδες. Προκειμένου να διασφαλιστεί η δομή δίαιτας LCD, η ομάδα LCD υιοθέτησε μια τυποποιημένη ράβδο διατροφής (που παρέχεται από την Guangzhou Nanda Feite Nutrition and Health Consulting Co., Ltd.) αντί για το καθημερινό φαγητό για μεσημεριανό γεύμα και δείπνο. Ο αριθμός άλλων τροφίμων δεν είναι περιορισμένος και αποφεύγεται η υπερκατανάλωση. Κατά τη στιγμή της εγγραφής (δηλαδή της γραμμής βάσης) και 12 εβδομάδες μετά την παρέμβαση, συλλέχθηκαν δείγματα φλεβικού αίματος και κοπράνων. Τα δείγματα αίματος χρησιμοποιήθηκαν για την ανίχνευση βιοχημικών δεικτών αίματος όπως η γλυκόζη και ο μεταβολισμός των λιπιδίων, η ηπατική και η νεφρική λειτουργία, και τα δείγματα κοπράνων χρησιμοποιήθηκαν για την αλληλουχία του rDNA του εντερικού χλωριού 16S, μέσω της αλληλουχίας ενισχυτή rDNA 16S, συνολικά 2,47 εκατομμύρια υψηλής -Οι αναγνώσεις ποιότητας ελήφθησαν. Η διατροφή των θεμάτων παρακολουθήθηκε μέσω 24 ωρών δίαιτας για 3 ημέρες την εβδομάδα. Κατά τη διάρκεια ολόκληρης της περιόδου μελέτης, το μέσο ποσοστό της πρόσληψης υδατανθράκων στην κανονική ομάδα διατροφής ήταν περίπου 50% και η αναλογία στην ομάδα LCD ήταν περίπου 20% (Εικόνα 1Β-D). Παρόλο που η πρόσληψη θερμίδων δεν περιορίστηκε, η μέση ενεργειακή πρόσληψη της ομάδας χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα ήταν περίπου 50%. Η εγγραφή ήταν σημαντικά χαμηλότερη από αυτή της κανονικής ομάδας διατροφής. Η παρέμβαση LCD των 12 εβδομάδων βελτίωσε σημαντικά τις παραμέτρους του σώματος των υποκειμένων όπως ο ΔΜΣ, η περιφέρεια της μέσης, η περιφέρεια της μέσης, το ποσοστό σωματικού λίπους και η περιοχή σπλαχνικών λίπους.
Εκτός από τα διαφορετικά αποτελέσματα απώλειας βάρους, διαφορετικά διαιτητικά συστατικά μπορεί να επηρεάσουν τη σύνθεση και την ποικιλομορφία της εντερικής χλωρίδας, αλλά εκτός από τις αλλαγές στη συνολική σύνθεση και το επίπεδο φυλών, οι προηγούμενες μελέτες δεν έχουν καταλήξει σε εποικοδομητικό συμπέρασμα για να καθοδηγήσουν το LCD, επομένως, έχουμε αναλύσει Τα δεδομένα προσδιορισμού αλληλουχίας της εντερικής χλωρίδας και υιοθέτησαν 5 φορές διασταυρωμένο αλγόριθμο και τυχαίο δασικό αλγόριθμο, λαμβάνοντας υπόψη το ελάχιστο ποσοστό σφάλματος και την τυπική απόκλιση για να εξασφαλιστεί η υψηλότερη ακρίβεια και σταθερότητα. Στη συνέχεια, αναλύσαμε τα δεδομένα αλληλουχίας 16S rDNA των ατόμων στις ομάδες ND και LCD πριν και μετά τη δοκιμή για τον εντοπισμό πιθανών βιοδεικτών της χλωρίδας. Μια περαιτέρω ανάλυση όλου του γένους που εξετάστηκε από το μοντέλο τυχαίων δασών κατά την αρχική τιμή και τα δεδομένα της εβδομάδας 12 διαπίστωσαν ότι η σχετική αφθονία του Ruminococcaceae Oscillospira και Porphyromonadaceae parabacteroides αυξήθηκε σημαντικά μετά την παρέμβαση LCD των 12 εβδομάδων και η διαφορά ήταν στατιστικά σημαντική (p <0,05 ). Σύμφωνα με τις υπάρχουσες ερευνητικές εκθέσεις, αυτά τα δύο είδη βακτηρίων εμπλέκονται στην παραγωγή βουτυρικού στο έντερο, υποδηλώνοντας ότι μπορεί να υπάρχουν άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τις αλλαγές βάρους κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παρέμβασης στην LCD στην απώλεια βάρους.
Αναλύστε περαιτέρω την απώλεια βάρους κάθε υποκειμένου και διαιρέστε κάθε ομάδα σε δύο υποομάδες σύμφωνα με τη συσσώρευση παραμέτρων απώλειας βάρους: BMI, περιφέρεια της μέσης, WHR, BFR και VFA αλλαγές: ένα μετριοπαθές αποτέλεσμα απώλειας βάρους. Ομάδα απώλειας βάρους (MG) και σημαντική ομάδα απώλειας βάρους (ξεχωριστή ομάδα απώλειας βάρους, ΓΔ). Υπό τις συνθήκες παρέμβασης LCD, η πρόσληψη ενέργειας και το ποσοστό των υδατανθράκων στη διατροφή των δύο υποομάδων ήταν σχεδόν η ίδια, αλλά οι δείκτες απώλειας βάρους των ατόμων στην αξιοσημείωτη αποτελεσματική υποομάδα μειώθηκαν πιο σημαντικά, υποδηλώνοντας ότι οι εξατομικευμένες διαφορές στις Τα αποτελέσματα απώλειας βάρους μπορεί να επηρεαστούν από άλλους παράγοντες. Επιρροή
Τα παραπάνω αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η παρέμβαση LCD έχει καλή επίδραση απώλειας βάρους, αλλά υπάρχουν ατομικές διαφορές. Ως εκ τούτου, η μελέτη αυτή ανέλυσε περαιτέρω τα δεδομένα εντερικής χλωρίδας των δύο υποομάδων και διερεύνησε περαιτέρω εάν υπάρχουν δυνητικοί παράγοντες που σχετίζονται με τη χλωρίδα που προκάλεσε τη διαφορά απώλειας βάρους μεταξύ των δύο υποομάδων σε αυτή τη δίαιτα. Σε περαιτέρω ανάλυση υποομάδων, χρησιμοποιήσαμε το δίκτυο συν-εμφάνισης σε επίπεδο γένους για να αναλύσουμε περαιτέρω την αλληλεπίδραση μεταξύ της εντερικής χλωρίδας στην υποομάδα LCD και διαπίστωσε ότι μετά από 12 εβδομάδες παρέμβασης LCD, αν και οι δύο υποομάδες LCD_DG και LCD_MG η πολυπλοκότητα του δικτύου, του δικτύου έχει μειωθεί, αλλά το LCD_DG έδειξε μια πυκνότερη, εκτεταμένη και πλουσιότερη πολυπλοκότητα αλληλεπίδρασης δικτύου από την LCD_MG στη βασική γραμμή και τη 12η εβδομάδα. Τα παραπάνω αποτελέσματα δείχνουν ότι, εκτός από τις διαφορές στη σύνθεση και την ποικιλομορφία της χλωρίδας, οι διαφορές μεταξύ της δομής της χλωρίδας και της πολυπλοκότητας της αλληλεπίδρασης της χλωρίδας μπορεί να είναι ένας σημαντικός λόγος για τις μεμονωμένες διαφορές στην απώλεια βάρους αποτέλεσμα. Στην υποομάδα χαμηλής άνθρακα, η ανάλυση από τον αλγόριθμο τυχαίου δασικού μοντέλου διαπίστωσε ότι η βασική σχετική αφθονία των Bacteroidaceae Bacteroides ήταν στατιστικά διαφορετική στις δύο υποομάδες της δίαιτας χαμηλής άνθρακα. Σύμφωνα με την ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης, διαπιστώσαμε ότι η βασική γραμμή της σχετικής αφθονίας Bacteroidaceae συσχετίζεται θετικά με την επίδραση απώλειας βάρους βραχυπρόθεσμης δίαιτας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα. Με βάση τα παραπάνω αποτελέσματα, το μοντέλο ROC δημιουργήθηκε με βάση τη βασική σχετική αφθονία της υποομάδας χαμηλής άνθρακα των βακτηροειδών. Το μοντέλο ROC αντικατοπτρίζει την ευαισθησία κάθε σημείου δεδομένων στην καμπύλη στο ίδιο ερέθισμα σήματος και αντικατοπτρίζει ολοκληρωτικά την ευαισθησία και την εξειδίκευση των μεταβλητών. Σε αυτή τη μελέτη, η τιμή AUC του μοντέλου ROC έφτασε στο 73,2%, υποδηλώνοντας ότι η σχετική αφθονία των Bacteroides έχει μια ορισμένη προγνωστική αξία για τη βραχυπρόθεσμη επίδραση απώλειας βάρους χαμηλής περιεκτικότητας σε υδατάνθρακες.
Δεδομένου ότι η χλωρίδα στο ανθρώπινο έντερο δεν είναι ανεξάρτητο άτομο, υπάρχουν περίπλοκες συνδέσεις μεταξύ των βακτηρίων. Ως εκ τούτου, αυτή η έρευνα εισάγει τεχνητό νευρωνικό δίκτυο (ANN). Η Ann είναι ένα πιο ισχυρό μοντέλο βαθιάς μάθησης που εκπαιδεύεται και χρησιμοποιείται για την προσομοίωση βιολογικών νευρωνικών δικτύων για σύνθετη ανάλυση δεδομένων. Η Ann βασίζεται σε βιολογικά νευρωνικά δίκτυα. Η βασική αρχή του δικτύου, η μίμηση της δομής του ανθρώπινου εγκεφάλου και του εξωτερικού μηχανισμού απόκρισης ερεθισμού, οικοδόμηση ενός μοντέλου που βασίζεται στη γνώση της τοπολογίας του δικτύου, έχει τις λειτουργίες της συσχετιστικής μνήμης, της ταξινόμησης και της αναγνώρισης, του βελτιστοποιημένου υπολογισμού και της μη γραμμικής χαρτογράφησης. Τα τελευταία χρόνια, όλο και περισσότερες ιατρικές έρευνες ισχύουν για την επεξεργασία σύνθετων δεδομένων. Ενσωματώσαμε τις τιμές αλλαγής και τις αναλογίες των παραμέτρων απώλειας βάρους της ομάδας LCD στο μοντέλο ANN με βάση τη σχετική αφθονία της βασικής γραμμής της συνολικής εντερικής χλωρίδας της ομάδας και έλαβε υψηλότερο συντελεστή προσδιορισμού μοντέλου (R2), που υποδεικνύει επίσης Η πρόβλεψη του ANN το αποτέλεσμα είναι καλύτερη από το γραμμικό μοντέλο, υποδηλώνοντας ότι το αποτέλεσμα πρόβλεψης είναι καλύτερο.
Συνολικά, η τρέχουσα έρευνα δείχνει ότι στους υπερβολικούς/παχύσαρκους ανθρώπους, η βραχυπρόθεσμη παρέμβαση LCD χωρίς περιορισμό θερμίδων έχει σημαντική επίδραση απώλειας βάρους χωρίς σημαντικές δυσμενείς επιπτώσεις. Υπάρχουν μεμονωμένες διαφορές στη βραχυπρόθεσμη απώλεια βάρους LCD. Η σχετική αφθονία των Bacteroidaceae Bacteroides κατά την έναρξη πριν από την παρέμβαση LCD συσχετίζεται θετικά με το βραχυπρόθεσμο αποτέλεσμα απώλειας βάρους της LCD. Τέλος, η μελέτη αυτή δημιούργησε ένα μοντέλο πρόβλεψης ANN υψηλής ακρίβειας με βάση τη σχετική αφθονία της εντερικής χλωρίδας στην αρχική τιμή. Μέσω του μοντέλου πρόβλεψης ANN, διαπιστώθηκε ότι η βασική σχετική αφθονία της εντερικής χλωρίδας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόβλεψη της εξατομικευμένης επίδρασης απώλειας βάρους πριν από την παρέμβαση LCD. , Έχει σημαντική καθοδήγηση για τη διαχείριση του βάρους της κλινικής ιατρικής. Σχετικά αποτελέσματα έρευνας δημοσιεύθηκαν στο "Microbiology Spectrum".
Με βάση τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας, στη διαχείριση βάρους της κλινικής ιατρικής, η σχετική αφθονία των βακτηροειδών Bacteroidaceae στα έντερα είναι σχετικά χαμηλή, αλλά τα υπέρβαρα/παχύσαρκοι υποκείμενα που ελπίζουν να χάσουν βάρος μέσω της LCD μπορεί να αυξήσουν την απώλεια βάρους της LCD συμπληρώνοντας το αντίστοιχο probio τικ . Αποτελεσματικότητα. Επί του παρόντος, η ερευνητική μας ομάδα συνεργάζεται με το Ινστιτούτο Μικροβιολογίας του Guangdong Academy of Sciences και την ομάδα του Ινστιτούτου Ερευνών του Xie Liwei για να διεξαγάγει κλινική έρευνα απώλειας βάρους σχετικά με τη συνδυασμένη χρήση προβιοτικών και διατροφής χαμηλής άνθρακα για να διερευνήσει περαιτέρω τις στρατηγικές και τις ιδέες της ιατρικής διαχείριση βάρους. Ας προσβλέπουμε στα ενημερωμένα αποτελέσματα της έρευνας.
Ο κύριος συγγραφέας αυτής της μελέτης είναι ο Zhang Susu, ιατρός στο Τμήμα Ενδοκρινολογίας και Μεταβολισμού, Νοσοκομείο Zhujiang, Νότιο Ιατρικό Πανεπιστήμιο. Συνεργάτης, Wu Peili, υποψήφιος διδάκτορας στο Τμήμα Ενδοκρινολογίας και Μεταβολισμού, Νοσοκομείο Nanfang, Νότιο Ιατρικό Πανεπιστήμιο. Ο Tian είναι επίσης Ph.D., Τμήμα Ενδοκρινολογίας και Μεταβολισμού, Νοσοκομείο Zhujiang, Νότιο Ιατρικό Πανεπιστήμιο, Chen Hong ο καθηγητής και ερευνητής Xie Liwei του κρατικού εργαστηρίου κλειδιού της εφαρμοσμένης μικροβιολογίας στη Νότια Κίνα, Ο Liu Bingdong είναι μια κοινή εκπαίδευση διδακτορικών φοιτητών από τον καθηγητή Pan Jiyang από το Τμήμα Ψυχιατρικής του πρώτου συνδεδεμένου νοσοκομείου του Πανεπιστημίου Jinan και του ερευνητή Xie Liwei του κρατικού εργαστηρίου εφαρμοσμένης μικροβιολογίας στη Νότια Κίνα. Ο αντίστοιχος συγγραφέας αυτού του άρθρου είναι ο καθηγητής Sun Jia από το Τμήμα Ενδοκρινολογίας και Μεταβολισμού, το Νοσοκομείο του Νότιου Ιατρικού Πανεπιστημίου Zhujiang του Νότου, και οι συν-αντιστοιχούσες συγγραφείς είναι ο καθηγητής Chen Hong από το Τμήμα Ενδοκρινολογίας και Μεταβολισμού, το Νοσοκομείο Zhujiang του Νότιου Ιατρικού Πανεπιστημίου, και ο ερευνητής PI Xie Liwei από την Ομάδα της Μικρο -Εξολογίας και Υγείας του Ινστιτούτου της Μικροβιολογίας, της Ακαδημίας Επιστημών του Guangdong.