Črevné baktérie a krvné metabolity priamo ovplyvňujú výšku detí, preštudujte si štúdiu

Črevné baktérie a krvné metabolity priamo ovplyvňujú výšku detí, preštudujte si štúdiu

Nová genetická štúdia ukazuje, že niektoré črevné baktérie a krvné chemikálie nie sú spojené len s nízkym vzrastom – môžu to spôsobiť, čím sa otvárajú dvere k zásahom založeným na mikroflóre pri problémoch s detským rastom.

V štúdii nedávno publikovanej v časopiseDetský výskumVýskumníci skúmali príčinný vzťah medzi krvnými metabolitmi, črevnou mikrobiotou a rizikom nízkeho vzrastu (SS).

SS je bežná endokrinná a metabolická porucha u detí, definovaná ako výška pod tretím percentilom alebo dve štandardné odchýlky pod priemernou výškou detí rovnakého veku, pohlavia a rasy za porovnateľných rastových podmienok. V roku 2019 bolo na celom svete približne 144 miliónov zakrpatených detí. SS regulujú rôzne epigenetické, environmentálne a genetické faktory. Približne 60 % detí so SS má neznámu patogenézu a neidentifikovateľnú etiológiu, konkrétne idiopatickú SS (ISS).

Štúdia naznačila, že črevná mikroflóra a metabolity prispievajú k zdraviu ľudských kostí. Okrem toho ďalšia štúdia uvádzala kratšie dĺžky stehennej kosti u myší bez mikróbov a kolonizácia normálnou črevnou flórou zvýšila rýchlosť tvorby kostí a dĺžku stehennej kosti. To naznačuje, že črevná mikroflóra hrá dôležitú úlohu v pozdĺžnom raste kostí. Zatiaľ čo štúdie hodnotili asociácie medzi SS a črevnou mikrobiotou, sú pozorovacie; Preto nie je možné vyvodiť kauzálne vzťahy.

Toto je prvá štúdia, ktorá používa Mendelovu randomizáciu na skúmanie kauzality medzi črevnou mikrobiotou, krvnými metabolitmi a SS.

O štúdiu

Deti s vyššími hladinami Prevotella9 vykazovali zníženú aktivitu inzulínu podobného rastového faktora-1 (IGF-1), kľúčového hormónu pre vývoj kostí, čo naznačuje priamu os rastu mikrobiómu.

V tejto štúdii výskumníci skúmali kauzálny vzťah medzi SS, krvnými metabolitmi a črevnou mikrobiotou, ako aj to, ako krvné metabolity ovplyvňujú tento vzťah. Vykonali dvojstupňovú analýzu MENDELIAN randomizácie (MR) s použitím súhrnnej miery genómovej asociácie (GWAS). Súhrnné údaje GWAS o SS, črevnej mikrobiote a metabolomike boli zozbierané zo samostatných štúdií.

Údaje GWAS nízkeho vzrastu sa získali zo súboru údajov Finngen R9 obsahujúceho 611 prípadov a 361 988 kontrol s priemerným vekom približne 8 rokov. Údaje GWAS boli odvodené predovšetkým od európskych populácií, čo môže obmedziť zovšeobecnenie na iné etnické skupiny.

Inštrumentálne premenné sa vybrali, ak jednotlivé lokusy nukleotidového polymorfizmu vykazovali významné asociácie s expozíciou. Inverzné váženie rozptylu (IVW) bolo primárnou metódou MR, zatiaľ čo jednoduchý režim, vážený režim, vážený medián a MR Eggerova regresia boli doplnkové metódy. Na hodnotenie horizontálnej pleiotropie sa použil MR Egger intercept. Heterogenita bola hodnotená pomocou Cochranovej Q štatistiky. Kauzálny vzťah sa považoval za stabilný, ak smery účinku komplementárnych metód súhlasili s výsledkami analýzy IVW.

Okrem toho sa uskutočnila dvojstupňová analýza sprostredkovania na preskúmanie sprostredkovania krvných metabolitov v súvislosti medzi SS a črevnou mikrobiotou.

Výsledky

Črevný rod Roseburia produkuje butyrát, mastnú kyselinu, ktorá bola predtým spojená s hustotou kostí u myší, ale jej úloha v ľudskej výške zostala až do tejto štúdie nepreskúmaná.

Analýza IVW navrhla sedem kauzálnych vzťahov medzi črevnou mikrobiotou a SS. Po validácii komplementárnymi metódami bolo šesť smerov účinku konzistentných s výsledkami IVW. Tri rody (Alloprevotella, Prevotella9 a familyxiiiad3011) boli pozitívne spojené s rizikom SS a tri ďalšie (Parautterella, Roseburia aClostridium sensu stricto 1) boli negatívne spojené. Ochranná úloha Parautterelly sa môže týkať jej zapojenia do metabolizmu testosterónu a žlčových kyselín, ako sa uvádza v predchádzajúcom výskume.

Okrem toho tím vykonal reverznú analýzu MR, aby preskúmal, či má SS kauzálny vplyv na identifikované rody. To neodhalilo reverznú kauzalitu medzi SS a týmito črevnými mikróbmi. Okrem toho výsledky IVW ukázali šesť kauzálnych vzťahov medzi krvnými metabolitmi a SS a po validácii komplementárnymi metódami bolo päť smerov účinku konzistentných s výsledkami IVW.

Tri metabolity (kofeín, 4-hydroxyhippurát a laurát) boli negatívne spojené s rizikom SS a dva (cyklo(Leu-pro) a 3-(4-hydroxyfenyl)-laktát boli spojené pozitívne. Pomery pravdepodobnosti (ORS) sa pohybovali od 0,08 do 16,12, čo vykazovalo podstatné rozdiely vo veľkosti účinku.

Zatiaľ čo kofeín tu preukázal ochranný účinok, autori upozorňujú, že štúdie na zvieratách uvádzajú, že kofeín môže inhibovať rast kostí, čo naznačuje, že toto zistenie si vyžaduje ďalšiu štúdiu. Nevyskytla sa žiadna heterogenita ani pleiotropia. Okrem toho analýza mediácie odhalila nepriamy účinokClostridium sensu stricto 1na SS od 4-HydroxyhipPurate s pomerom umiestnení 43,03 %. Tento metabolit je spojený s metabolizmom flavonoidov, ktorý pri spracovaní závisí od črevnej mikroflóry.

Päť metabolitov identifikovalo štyri hlavné metabolické cesty: lipidy, aminokyseliny, peptidy a xenobiotiká (zlúčeniny, ktoré telo prirodzene nevytvára, ako sú chemikálie z potravy alebo životného prostredia).

Závery

Nezistila sa žiadna súvislosť medzi metabolitmi vitamínu D a nízkym vzrastom, čo je v rozpore s hypotézami, že rizikám dominujú nedostatky mikroživín.

Štúdia skúmala kauzálne vzťahy medzi krvnými metabolitmi, črevnou mikrobiotou a rizikom SS. Tím identifikoval Alloprevotella, familyxiiiad3011 a prevotella9 ako rizikové faktory pre SS. V predchádzajúcej štúdii predchádzajúca štúdia uvádzala vyššiu frekvenciu prevotelly u detí s ISS v porovnaní so zdravými deťmi a táto hladina sa vrátila do normálu pri liečbe rekombinantným ľudským rastovým hormónom.

Naproti tomu Roseburiae, Parautterella aClostridium sensu stricto 1boli ochrannými faktormi pre SS. Päť krvných metabolitov bolo v príčinnej súvislosti so SS. Najmä 3-(4-hydroxyfenyl)-laktát a cyklo(Leu-pro) boli spojené s vyšším rizikom SS. Naopak, kofeín, lauráty a 4-HydroxyhipPurát boli spojené s nižším rizikom SS. Analýza mediácie odhalila novú sprostredkujúcu úlohu 4-hydroxyhippurátu vo vzťahu medzi SS aClostridium sensu stricto 1.

Celkovo výsledky ilustrujú kauzálne vzťahy medzi krvnými metabolitmi, črevnou mikroflórou a SS a že 4-hydroxyhippurát sprostredkováva účinkyClostridium sensu stricto 1na ss. Smery účinku rôznych metód boli konzistentné a neexistovala žiadna heterogenita alebo reverzná kauzalita. Spoliehanie sa štúdie na údaje na úrovni rodu však obmedzuje rozlíšenie a účinky špecifické pre jednotlivé druhy alebo kmene zostávajú nepreskúmané. Nedostatok analýzy demografických podskupín tiež obmedzuje pohľad na to, ako sa tieto asociácie môžu líšiť podľa veku, pohlavia alebo pôvodu. Celkovo by budúca klinická diagnostika a liečba SS mala zvážiť reguláciu črevnej mikrobioty.

Zdroje: