Role of Gut Microbiota in the Metabolism of Young Adults: Novel Insights and Potential Intervention Strategies

• Autores: Huiwen Xu
• Directores de la Tesis: Jonatan Ruíz Ruíz (codir. tes.), Borja Manuel Martínez Téllez (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2022
• Idioma: inglés
• ISBN: 9788411174121
• Número de páginas: 207
• Títulos paralelos:
  • Papel de la microbiota intestinal en el metabolismo de adultos jóvenes: nuevos avances y posibles estrategias de intervención
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jesús Rodríguez Huertas (presid.), Inmaculada Concepción Aguilera García (secret.), Daniel Ramón Vidal (voc.), Mónica Olivares Martín (voc.), Juan Luis Santos (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Granada
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
• Resumen
  • español

    La microbiota intestinal se refiere a los microrganismos que colonizan el tracto gastrointestinal. La microbiota intestinal ha surgido como un transductor fundamental de las influencias ambientales para ejercer efectos protectores o perjudiciales en varios tejidos y sistemas del huésped, y como un actor importante en el mantenimiento de la salud humana y la fisiopatología de las enfermedades cardiometabólicas. Por lo tanto, comprender el papel que podría desempeñar la microbiota intestinal en el desarrollo y tratamiento de las enfermedades cardiometabólicas es de gran interés científico y social. Por otro lado, los beneficios potenciales del ejercicio y las terapias basada en frío en la salud cardiometabólica podrían explicarse a través de la modificación en la composición de la microbiota intestinal.

    Los objetivos de esta Tesis Doctoral Internacional fueron estudiar si nuevos marcadores de salud cardiometabólica están relacionados con la composición de la microbiota fecal en adultos jóvenes (sección I) e investigar el impacto del ejercicio y el frío en la microbiota fecal y la salud cardiometabólica, respectivamente, en adultos jóvenes (sección II). Para alcanzar estos objetivos, realizamos dos estudios transversales (sección I) y una revisión sistemática, un estudio de intervención de ejercicio durante 24 semanas y un novedoso estudio de frío leve a corto plazo en adultos jóvenes (sección II).

    Los resultados de la presente Tesis Doctoral Internacional mostraron que los niveles plasmáticos de oxilipinas omega-3 y omega-6 se relacionan con la composición de la microbiota fecal en adultos jóvenes (estudio I). También encontramos que existen algunas bacterias que podrían estar relacionadas con los niveles plasmáticos de ácidos biliares primarios y secundarios (estudio II). Además, los resultados de la revisión sistemática pusieron de manifiesto el efecto del ejercicio sobre la composición de la microbiota fecal en humanos (estudio III), y encontramos que, tras 24 semanas de ejercicio realizado a intensidad moderada, modificó la composición de la microbiota fecal (estudio IV). Por último, demostramos que una intervención novedosa de exposición al frío leve es capaz de disminuir la temperatura de la piel distal en ambas manos después de 3.5 días de activación, sin alterar parámetros metabólicos jóvenes (estudio V).

    El conjunto de los resultados de esta Tesis Doctoral Internacional sugiere que hay nuevos marcadores de salud cardiometabólica (es decir, oxilipina y ácidos biliares) que están asociados con la microbiota fecal en adultos jóvenes, y que el ejercicio a intensidad moderada, puede modificar la composición de la microbiota fecal. Los resultados de la intervención con frío sirven de base para iniciar hacia nuevos experimentos que ayuden a dilucidar el papel de la exposición al frío en la composición de la microbiota intestinal en humanos.

  • English

    The gut microbiota refers to the microorganisms that colonize the gastrointestinal tract. It has emerged as a pivotal transducer of environmental influences to exert protective or detrimental effects on several host tissues and systems, and as a major player in the maintenance of human health and the pathophysiology of cardiometabolic diseases. Therefore, understanding the role that gut microbiota might play in the development and treatment of cardiometabolic diseases is of great scientific and societal interest. It has been speculated that the potential benefits of exercise and cold therapies on cardiometabolic health can be explained through their impact on the host’s gut microbiota.

    The aims of this International Doctoral Thesis were to study whether novel markers of cardiometabolic health are related to fecal microbiota composition in young adults (section I); and to investigate the impact of exercise and cold on fecal microbiota and cardiometabolic health, respectively, in young adults (section II). To unravel these aims we conducted two cross-sectional studies (section I), and a systematic review, a 24-week exercise-intervention study and a novel short-term mild cold intervention in young adults (section II).

    The results of the present International Doctoral Thesis showed a unique relationship between plasma levels of omega-3 and omega-6 oxylipins and fecal microbiota composition in young adults (study I). We also showed that specific bacteria species were related to plasma levels of primary and secondary bile acids (study II). We provided the available scientific evidence on the effect of exercise on human fecal microbiota composition (study III) and showed that a 24-week moderate-exercise intensity program modified the fecal microbiota composition in young adults (study IV). Lastly, we demonstrated that a novel mild cold regimen is able to decrease distal skin temperature in both hands after 3.5 days of activation, yet other metabolic parameters were not affected (study V).

    Altogether, the results of the present International Doctoral Thesis suggest that novel markers of cardiometabolic health (i.e., oxylipins and bile acids) are associated with fecal microbiota in young adults, and that exercise of moderate intensity is able to modify fecal microbiota composition. Preliminary findings on our cold intervention will pave the way towards new experiments understanding the role of cold exposure in gut microbiota composition in humans.