در مطالعه ی اخیراً منتشر شده در ژورنال Nature Communications، محققان تأثیر دو رژیم غذایی را بر میکروبیوتای روده و دهان، سیتوکین ها و متابولیت های 200 فرد پیش دیابتی ارزیابی کردند.

پیش دیابت، که با افزایش سطح گلوکز در خون مشخص می شود اما کمتر از آستانه دیابت است، یک عامل تعیین کننده خطر اصلی برای دیابت نوع 2 و بیماری های کلیوی و قلبی عروقی است.

تغذیه ناکافی، افزایش مصرف گوشت فرآوری شده، کربوهیدرات های کم کیفیت، نوشیدنی های شیرین و مصرف کمتر غذاهای گیاهی می تواند منجر به نارسایی انسولین و آسیب به سلول های بتا در پانکراس شود.

محققان دریافتند که میکروبیوتای روده واسطه ی این ارتباط است و انرژی را از غذاهای غیرقابل هضم می گیرد و سیتوکین ها و متابولیت هایی را تولید می کند که براندازه‌گیری‌های گلایسمی، متابولیک و ایمنی، تاثیر می گذارد. همچنین محققان دریافتند که میکروبیوتای دهان به دلیل التهاب مزمن پریودنتال با هایپرگلایسمی مرتبط است.

در مورد این مطالعه

در مطالعه حاضر، محققان اثرات یک رژیم غذایی با هدف تاثیر بر قند خون پس از صرف غذا (PPT) را در مقابل رژیم استاندارد مدیترانه ای (MED)بر میکروبیوم روده و دهان و سیتوکین ها و متابولیت های سرولوژیکی در افراد مبتلا به پیش دیابت، ارزیابی کردند.

در مجموع، 225 نفر برای این مطالعه انتخاب شدند که 113 و 112 نفر از آنها به‌ترتیب به‌طور تصادفی در گروه‌های PPT و MED قرار گرفتند. با این حال، در نهایت 200 نفر این تحقیق را به پایان رساندند-100 نفر از هر گروه. افراد به مدت شش ماه در مرحله مداخله بررسی شدند و برای دو دوره ی 14 روزه تحت نظارت قرار گرفتند.

برای جمع‌آوری داده‌ها از اندازه‌گیری‌های آنتروپومتریک، یک دستگاه پایش مداوم قند خون(CGM)، سوابق دیجیتالی مصرف غذا با استفاده از تلفن همراه، جمع‌آوری نمونه‌های خون، مدفوع و پلاک زیر لثه‌ای برای تعیین توالی میکروبی‌، استفاده شد.

در مداخله غذاییPPT ، محققان از الگوریتم‌های مبتنی بر یادگیری ماشینی (ML) استفاده کردند که محتوای تغذیه‌ای وعده‌های غذایی، تن‌سنجی، آزمایش‌های خون، سبک زندگی و متغیرهای میکروبیوتای روده را ارزیابی می‌کرد تا پاسخ گلایسمی پس از غذا را تخمین بزند. رژیم مدیترانه ای که در توصیه های ملی به عنوان مراقبت استاندارد برای افراد مبتلا به پیش دیابت توصیه می شود، به عنوان یک کنترل عمل کرد.

غلات، نان گندم، سبزیجات، میوه ها، حبوبات، ماهی، روغن زیتون، لبنیات کم کالری و محصولات مرغ به شرکت کنندگان مداخله ی رژیم استاندارد مدیترانه ایتوصیه شد، در حالی که این افراد از مصرف شیرینی، گوشت فرآوری شده، غذاهای سرخ شده و چرب، لبنیات پرکالری، و محصولات قنادی منع شدند.

محققان تأثیر هر رژیم غذایی را بر روی 336 گونه میکروبی در دهان و 605 گونه میکروبی در روده، 311 مسیر میکروبی در دهان و 380 مسیر میکروبی در روده، 1095 متابولیت سرولوژیکی و 76 خصوصیت سیتوکین ها در نمونه های گرفته شده از افراد قبل و بعد از مداخله، ارزیابی کردند.

محققان همچنین با محاسبه فراوانی نسبی مسیر در ابتدا و مقایسه آن با پایان مداخله برای هر رژیم به طور مستقل، ارزیابی کردند که آیا عملکرد میکروبی در پاسخ به تغییرات رژیم غذایی به طور قابل توجهی تغییر می کند یا خیر. برای تجزیه و تحلیل تغییرات تنوع میکروبی از شاخص تنوع آلفای شانون استفاده شد. غلظت متابولیت ها در سرم با استفاده از کروماتوگرافی مایع - طیف سنجی جرمی (LC-MS) تعیین شد.

برای اندازه‌گیری سطوح سیتوکین ها، از روش qPCR استفاده شد. تجزیه و تحلیل میانجی برای بررسی اینکه آیا میکروبیوتا تأثیر تغییرات رژیم غذایی بر معیارهای گلیسمی، متابولیک و ایمونولوژیک را واسطه می‌کند، انجام شد.

علاوه بر این، محققان بررسی کردند که آیا گونه‌های میکروبی بر تأثیر رژیم غذایی بر متابولیت‌های خون تأثیر می‌گذارند یا خیر. در نهایت، آنها بررسی کردند که آیا اثرات غذا بر روی سیتوکین ها، توسط گونه های میکروبی واسطه می شود یا خیر.

یافته ها

این مطالعه نشان داد که میکروبیوم نقش مهمی در تأثیر رژیم غذایی بر اندازه‌گیری‌های گلایسمی، متابولیک و ایمنی دارد. تغییر ترکیب میکروبیوتای روده مسئول 12 درصد از واریانس متابولیت سرم بود.

شرکت کنندگان در گروهPPT ، افزایش معنی داری را از نظر آماری در مصرف چربی رژیم غذایی خود به میزان 14.8 درصد و کاهش مصرف کربوهیدرات تا 17.8 درصد نشان دادند، در حالی که شرکت کنندگان در گروه MED به طور قابل توجهی مصرف لیپید خود را تا 4.5 درصد کاهش دادند و مصرف کربوهیدرات را تا 2.1 درصد افزایش دادند.

هر دو مداخله منجر به افزایش قابل توجهی در دریافت پروتئین شد، و مداخله PPT باعث تغییر بیشتر در مقایسه با مداخله مدیترانه ای در اجزای درشت مغذی ها شد.

مداخله PPT اثرات مشخصی بر تنظیم قند خون داشت، همانطور که توسط مقادیر هموگلوبین گلیکوزیله و سطح گلوکز در خون مشهود بود. با این حال، یافته های تست تحمل گلوکز خوراکی (OGTT) تفاوت های قابل توجهی را بین رژیم های غذایی نشان نداد.

هفت مسیر روده تنها با رژیم غذایی PPT تغییر کرد، از جمله افزایش قابل توجهی در تخریب پلی ساکارید بتا-(1،4)-مانان، تجزیه D-فرکشنات و بتا-D-گلوکورونوزید، گلوکونئوژنز، متابولیسم انرژی بی هوازی، کاهش نیترات و بیوسنتز پوترسین.

در گروه رژیم مدیترانه ای، 27 متابولیت به طور قابل توجهی افزایش یافت، از جمله 10ترکیب بیوشیمیایی که مشخصات آنها قبلا شناخته نشده بود، هفت لیپید و شش آمینو اسید، همراه با یک زنوبیوتیک (3-بروم-5-کلرو-2،6-دی هیدروکسی بنزوئیک اسید)، پپتید (HWESASXX)، نوکلئوتید (دی هیدروروتات) و بیلی روبین.

در شرکت کنندگان مداخله ی رژیم غذایی PPT، یک سیتوکین، به نام فاکتور سلول های بنیادی (SCF)، به طور قابل توجهی افزایش یافت. در میان شرکت کنندگان رژیم مدیترانه ای، سیتوکین های Sirtuin 2 (SIRT2)و Axin 1 (AXIN1)، به طور قابل توجهی افزایش یافتند.

در میان شرکت کنندگان در گروه PPT، همچنین افزایش قابل توجهی در لیگاند کموکاین 1 موتیف C-X-C3  یا همان CX3CL1 و لیگاند کموکاین 11 موتیف C-C یا همان CCL11- که ارتباط مثبتی با دیابت دارند- و عامل نکروز تومور (TNF) مرتبط با القای آپوپتوز لیگاند (TRAIL) که با مدولاسیون ایمنی از بیماری محافظت می کند، مشاهده شد. علاوه بر این، در میان شرکت‌کنندگان رژیم غذایی مدیترانه ای، افزایش معنی‌دار آماری در پروتئین بایندینگSTAM  و سولفوترانسفراز1A1،مشاهده شد.

افراد گروه  PPTاز نظر آماری افزایش معنی داری در غنای میکروبیوتای روده (11 گونه)، تنوع (0.3) و شدینگ سلولی انسان (0.1-٪ خوانده شده در یک نمونه میکروبیوتا) نشان دادند. رژیم مدیترانه ای منجر به افزایش قابل توجهی در فراوانی Clostridiaceaeو Ruminococcaceaeو کاهش معنی‌دار آماری در گونه Eubacteriaceae شد.

میکروبیوتای دهان از نظر ژنتیکی پویاتر از میکروبیوتای روده بود، و گونه هایی که بیشترین جایگزینی را در افراد گروه PPT داشتند، شامل: Leptotrichia buccalis، Fusobacterium nucleatum و  Actinomyces naeslundiiبودند.

نتیجه

به طور کلی، یافته‌های این مطالعه اهمیت میکروبیوم را در تأثیرگذاری بر اثرات رژیم غذایی بر اندازه‌گیری‌های گلایسمی، متابولیک و ایمنی، به‌ویژه در مورد دیابت، برجسته کرد.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20230907/Eating-for-health-how-dietary-interventions-impact-pre-diabetic-oral-and-gut-microbiome-metabolites-and-cytokines.aspx