Characteristics of intestinal microbiota parameters in young people with metabolic syndrome

Cover Page

Cite item

Abstract

Objective. To study the features of the colon microbiota, as well as the associations of microbial representatives with anthropometric, anamnestic and biochemical parameters in young patients with metabolic syndrome.

Materials and methods. 118 young people took part in a single-center, one stage, controlled study. 87 of them were diagnosed with obesity, and 31 people with normal body weight formed the control group (“C”). 87 obese patients were divided into 2 groups: “MS-” which consisted of 43 people (49.4 %), and “MS+” including 44 people (50.6 %) with metabolic syndrome. When stratifying the groups, the NCEP ATP III criteria were used. Blood for biochemical test was taken from all the participants, and the condition of the colon microbiota was assessed using polymerase chain reaction («Colonoflor-16 (premium)»). The Microsoft Excel 2010 and IBM SPSS Statistics 26.0 application software package were used for statistical calculations. The results were evaluated as statistically significant at a level of p < 0.05.

Results. In the MS+ group Fusobacterium nucleatum (Fusobacteriaceae family) was detected statistically significantly more often than in individuals from group “C” (40.5 %). Differences in the bacterial composition of the intestinal microbiota between two groups of obese people were revealed: in the “MS+” group there was a significant decrease in bacteria of the genus Bifidobacterium (Bifidobacteriaceae family), Prevotella (Prevotellaceae family) and Faecalibacterium prausnitzii (Ruminococcaceae family) (p < 0.05). In addition, correlation patterns between the species and generic composition of the microbiota on the one hand and age, BMI, waist circumference, hip circumference, breastfeeding duration, indicators of carbohydrate (glucose, insulin, HOMA-IR index) and lipid (total cholesterol, triglycerides, low-density lipoproteins, very low-density lipoproteins, high-density lipoproteins) metabolism, CRP on the other hand have been established.

Conclusions. The colon microbiota in obese patients is characterized by proinflammatory changes. For the metabolically unhealthy phenotype of obesity these changes are most characteristic. It is clear that further research is needed to determine the mechanisms underlying the influence of bacterial-fungal associations on metabolism in obese individuals, as these mechanisms are likely to play a key role in the development of metabolic diseases.

About the authors

T. S. Dushina

Tyumen State Medical University

Author for correspondence.
Email: dr.dushina@mail.ru

Assistant of the Department of Therapy with Endocrinology, Functional and Ultrasound Diagnostics Courses

Russian Federation, Tyumen

S. M. Klyashev

Tyumen State Medical University

Email: dr.dushina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7739-3859

DSc (Medicine), Professor, Head of the Department of Therapy with Endocrinology, Functional and Ultrasound Diagnostics Courses

Russian Federation, Tyumen

L. A. Suplotova

Tyumen State Medical University

Email: dr.dushina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9253-8075

DSc (Medicine), Professor of the Department of Therapy with Endocrinology, Functional and Ultrasound Diagnostics Courses

Russian Federation, Tyumen

E. F. Dorodneva

Tyumen State Medical University

Email: dr.dushina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7203-5729

DSc (Medicine), Professor of the Department of Faculty Therapy

Russian Federation, Tyumen

M. V. Nikolenko

Tyumen State Medical University

Email: dr.dushina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1099-0656

DSc (Biology), Professor of the Department of Microbiology, Head of the Laboratory of Microbiome, Regenerative Medicine and Cell Technology of the University Research Institute of Biomedicine and Medical Biotechnology

Russian Federation, Tyumen

References

  1. Драпкина О.М., Самородская И.В., Старинская М.А., Ким О.Т., Неймарк А.Е. Ожирение: оценка и тактика ведения пациентов: коллективная монография. М.: ФГБУ “НМИЦ ТПМ” Минздрава России; ООО “Силицея-Полиграф”. 2021; 174 / Drapkina O.M., Samorodskaya I.V., Starinskaya M.A., Kim O.T., Neymark A.E. Ozhirenie: otsenka i taktika vedeniya patsientov. Kollektivnaya monografiya. Moscow: FGBU «NMICz TPM» Minzdrava Rossii; OOO «Siliceya-Poligraf»; 2021 (in Rus-sian).
  2. Iacobini C., Pugliese G., Blasetti Fantauzzi C., Federici M., Menini S. Metabolically healthy versus metabolically unhealthy obesity. Metabolism. 2019; 92: 51–60. doi: 10.1016/j.metabol.2018.11.009.
  3. Kouvari M., Panagiotakos D.B., Yannakoulia M., Georgousopoulou E., Critselis E., Chrysohoou C., Tousoulis D., Pitsavos C. ATTICA Study Investigators. Transition from metabolically benign to metabolically unhealthy obesity and 10-year cardiovascular disease incidence: The ATTI-CA cohort study. Metabolism. 2019; 93: 18–24. doi: 10.1016/j.metabol.2019.01.003.
  4. Cani P.D., Amar J., Iglesias M.A., Poggi M., Knauf C., Bastelica D., Neyrinck A.M., Fava F., Tuohy K.M., Chabo C., Waget A., Delmée E., Cousin B., Sulpice T., Chamontin B., Ferrières J., Tanti J.F., Gibson G.R., Casteilla L., Delzenne N.M., Alessi M.C., Burcelin R. Metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance. Diabetes. 2007; 56 (7): 1761–1772. doi: 10.2337/db06-1491.
  5. Engevik M.A., Danhof H.A., Ruan W., Engevik A.C., Chang-Graham A.L., Engevik K.A., Shi Z., Zhao Y., Brand C.K., Krystofiak E.S., Venable S., Liu X., Hirschi K.D., Hyser J.M., Spinler J.K., Britton R.A., Versalovic J. Fusobacterium nucleatum Secretes Outer Membrane Vesicles and Promotes Intestinal Inflammation. mBio. 2021; 12 (2): e02706–20. doi: 10.1128/mBio.02706-20.
  6. Liu H., Hong X.L., Sun T.T., Huang X.W., Wang J.L., Xiong H. Fusobacterium nucleatum exacerbates colitis by damaging epithelial barriers and inducing aberrant inflammation. J Dig Dis. 2020; 21 (7): 385–398. doi: 10.1111/1751-2980.12909.
  7. Depommier C., Everard A., Druart C., Plovier H., Van Hul. M., Vieira-Silva S., Falony G., Raes J., Maiter D., Delzenne N.M., de Barsy M., Loumaye A., Hermans M.P., Thissen J.P., de Vos W.M., Cani P.D. Supplementation with Akkermansia muciniphila in overweight and obese human volunteers: a proof-of-concept exploratory study. Nat Med. 2019; 25 (7): 1096–1103. doi: 10.1038/s41591-019-0495-2.
  8. Cani P.D., Neyrinck A.M., Fava F., Knauf C., Burcelin R.G., Tuohy K.M., Gibson G.R., Delzenne N.M. Selective increases of bifidobacteria in gut microflora improve high-fat-diet-induced diabetes in mice through a mechanism associated with endotoxaemia. Diabetologia. 2007; 50 (11): 2374–2383. doi: 10.1007/s00125-007-0791-0.
  9. Pedret A., Valls R.M., Calderón-Pérez L., Llauradó E., Companys J., Pla-Pagà L., Moragas A., Martín-Luján F., Ortega Y., Giralt M., Caimari A., Chenoll E., Genovés S., Martorell P., Codoñer F.M., Ramón D., Arola L., Solà R. Effects of daily consumption of the probiotic Bifidobacterium animalis subsp. lactis CECT 8145 on anthropometric adiposity biomarkers in abdominally obese subjects: a randomized controlled trial. Int J Obes (Lond). 2019; 43 (9): 1863–1868. doi: 10.1038/s41366-018-0220-0.
  10. Nichols F.C., Yao X., Bajrami B., Downes J., Finegold S.M., Knee E., Gallagher J.J., Housley W.J., Clark R.B. Phosphorylated dihydroceramides from common human bacteria are recovered in human tissues. PLoS One. 2011; 6 (2): e16771. doi: 10.1371/journal.pone.0016771.
  11. Sokol H., Pigneur B., Watterlot L., Lakhdari O., Bermúdez-Humarán L.G., Gratadoux J.J., Blugeon S., Bridonneau C., Furet J.P., Corthier G., Grangette C., Vasquez N., Pochart P., Trugnan G., Thomas G., Blottière H.M., Doré J., Marteau P., Seksik P., Langella P. Faecalibacterium prausnitzii is an anti-inflammatory commensal bacterium identified by gut microbiota analysis of Crohn disease patients. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008; 105 (43): 16731–16736. doi: 10.1073/pnas.0804812105.
  12. Furet J.P., Kong L.C., Tap J., Poitou C., Basdevant A., Bouillot J.L., Mariat D., Corthier G., Doré J., Henegar C., Rizkalla S., Clément K. Differential adaptation of human gut microbiota to bariatric surgery-induced weight loss: links with metabolic and low-grade inflammation markers. Diabetes. 2010; 59 (12): 3049–3057. doi: 10.2337/db10-0253.
  13. Sugawara Y., Kanazawa A., Aida M., Yoshida Y., Yamashiro Y., Watada H. Association of gut microbiota and inflammatory markers in obese patients with type 2 diabetes mellitus: post hoc analysis of a synbiotic interventional study. Biosci Microbiota Food Health. 2022; 41 (3): 103–111. doi: 10.12938/bmfh.2021-081.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Eco-Vector


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».