Resumen de Gut microbiota: a connection between obesity and cardiovascular health in children
- español
La obesidad infantil es un problema muy importante en nuestra Sociedad que esta asociado al desarrollo de alteraciones cardiometabólicas. Debido a la gran repercusión que comporta en la edad adulta, actualmente, se están destinando muchos esfuerzos en prevenir y tratar la obesidad infantil i sus comorbilidades. En este aspecto, la microbiota intestinal esta ganando mucho interés, debido a su papel en muchas de las funciones del cuerpo humano. La composición y la diversidad de la microbiota intestinal se han asociado con el desarrollo de obesidad y sus comorbilidades, tales como diabetis tipo 2, hipertensión o dislipidemia. Además, se ha observado que la composición de la microbiota ante de empezar una intervención para la pérdida de peso podría predecir la eficacia de ésta misma. La mayoría de evidencia está centrada en modelos animales y en adultos, sin embargo, las evidencias en niños son escasas. En esta tesis, se ha caracterizado la microbiota intestinal den niños con obesidad. En ella, hemos detectado que un perfil de microbiota caracterizado por poca diversidad, poca abundancia de Akkermansia i Christensnellaceae R7 i una mayor abundancia de Bacteroides está asociado a un mayor riesgo cardiovascular. Por otro lado, una abundancia elevada de Faecalibacterium i Eubacterium , junto con mucha diversidad y poca abundancia de Bacteroides podría predecir una mejor respuesta a una intervención (dietética y de actividad física) multicomponente. El conocimiento obtenido en esta tesis podría ser útil para futuros estudios de intervención con el objetivo de probar intervenciones dirigidas a la modificación de la microbiota intestinal en niños con obesidad.
- català
Justificació:
El tractament i prevenció de l'obesitat, són ara per ara un repte molt important en la nostra societat. S'ha observat que l'acumulació de greix que es dona durant el desenvolupament de l'obesitat pot portar al comorbiditats associades com la hipertensió, la dislipèmia o la resistència a la insulina. Però, cal remarcar que les persones amb obesitat no sempre presenten aquestes alteracions. Existeix un subgrup d'individus que tot i tenir una gran acumulació de greix no arriba a desenvolupar cap d'aquestes alteracions. Si s’aconsegueix entendre el mecanisme de protecció d'aquestes alteracions, es podrien dissenyar estratègies més eficaces de prevenció de les alteracions cardiometabòliques.
Recentment, l'associació entre la microbiota intestinal i l' obesitat està guanyant molt d’interès degut al paper que juga en molts dels processos fisiològics del cos humà. Fins a la data, els estudis que associen la microbiota intestinal amb el desenvolupament de comorbiditats s'han dut a terme especialment en adults i en models animals. No obstant, degut a la gran repercussió que la obesitat infantil te sobre la vida adulta, la detecció de mecanismes i perfils específics que porten al desenvolupament de comorbiditats a una edat precoç podria obrir noves oportunitats per promoure el tractament dirigit en obesitat. Tanmateix, la microbiota mostra tenir una relació complexa i multidireccional amb diferents processos metabòlics i mecanismes proinflamatoris, motiu pel qual, s’ha suggerit que determinats perfils de microbiota puguin afavorir el guany o la pèrdua de pes.
L'objectiu principal d'aquesta tesi ha estat la caracterització d’un perfil de microbiota intestinal en nens i adolescents amb obesitat que estigui associat a la salut cardiometabòlica i amb una millor resposta a un tractament per la pèrdua de pes.
Metodologia:
Aquesta tesi està basada en l'estudi MICROBEKIDS. Aquest estudi tenia com a objectiu avaluar si la intervenció motivacional de l'estudi OBEMAT2.0 (PI15/00970) era més efectiva que una intervenció convencional en l'augment de la diversitat microbiana i per tant amb una major millora de IMC i risc cardiometabòlic. Es va convidar a participar en una col·lecció de mostres fecals i sang als 303 participants de l'OBEMAT2.0 tant al principi com al final de la intervenció. Aquells participants que van acceptar aquesta recollida es van incloure a l'estudi MICROBEKIDS. Les mostres fecals van ser analitzades mitjançant la tècnica 16s RNA. Tant l'IMC com els altres factors de risc cardiovasculars (pressió arterial sistòlica i diastòlica, colesterol HDL, triglicèrids i HOMA-IR) van ser estandarditzats com a puntuació z. Per l’avaluació de la salut cardiometabòlica vam crear una variable continua: el "metabolic risk score". Aquesta variable es el resultat de la suma dels valors estandarditzats de la pressió arterial sistòlica i diastòlica, el HOMA-IR, els triglicèrids i el colesterol HDL (aquest últim multiplicat per -1). Del treball desenvolupat per assolir els objectius principals, se n’han derivat dues publicacions científiques.
Per avaluar l'associació entre salut cardiometabòlica i la composició i diversitat de la microbiota intestinal es realitzar un estudi observacional, transversal. Es van incloure dades de 191 que van accedir a participar a la recollida de mostres a la visita inicial. Aquets nens van ser classificats segons el seu estat de salut cardiometabòlica en nens amb obesitat metabòlicament sana (MHO; n=106) i nens amb obesitat metabòlicament no sana (MUO; n=85). Els nens MUO eren aquells que presentaven al menys un factor de risc cardiovascular per damunt de 1.5SD de la mediana. Per altra banda, per analitzar si la microbiota intestinal pot predir la eficàcia de la intervenció es va realitzar un estudi longitudinal observacional. En aquest cas vam incloure només aquells nens que van accedir a participar a la recollida de mostres fecals al principi de la intervenció, van accedir a realitzar la anàlisis de sang al principi i final de la intervenció i que a més, van venir a 9/11 visites de intervenció (n=42). Aquets nens van ser separats en funció a la seva resposta a la intervenció en responedors o no responedors. La resposta a la intervenció es va valorar en funció de si hi havia una millora en l'IMC o si hi havia una millora en el risc cardiovascular. Aquells nens que tenien una millora de IMC o MetScore per damunt de la mediana van ser considerats responedors, la resta no responedors a la intervenció.
Resultats:
Els nens amb MUO presenten significativament menor alfa diversitat i riquesa que els nens amb MHO (Índex CHAO1 p=0.021, índex Simpson p=0.045, respectivament). En quant a bacteris específics, el grup de MUO estava caracteritzat per menor abundància relativa dels generes Christensenellaceae R7 grup (MHO:1.42% [0.21-2.94]; MUO:0.47% [0.02-1.60], p<0.004) i Akkermansia (MHO:0.26% [0.01-2.19]; MUO:0.01% [0.00-0.36], p<0.001) i una major abundància de Bacteroides (MHO:10.6% [4.64-18.5]; MUO:17.0% [7.18-27.4], p=0.012). Després d'ajustar per sexe, edat i IMC, una major abundància de Akkermansia, Christensenellaceae R7 grup i CHAO1 índex representaven un menor risc de la presencia de una o més alteracions cardiometabòliques.
Els nens que presentaven una major resposta en quant a la pèrdua de IMC presentaven major abundància de Veillonela i menor de Sutterella (p=0.041; p=0.019). Vam trobar que tant Bilophila com Sutterela estaven negativament associades amb la pèrdua de IMC (r=0.031, p=0.043; r=0.33, p=0.035). En quant als nens que presentaven una millora en el MetScore, presentaven major abundància relativa de Faecalibacterium (p=0.038) i Eubacterium coprostanologines (p=0.017) en comparació als que no tenien tanta millora. Després d'ajustar per sexe, edat, IMC basal, MetScore basal i millora de IMC, Faecalibacterium augmentava les probabilitats de respondre d'una manera mes eficaç a la intervenció (Odds ratio, 95%IC: 1.47[1.14-2.07], p=0.008).
Conclusions:
La composició i diversitat de la microbiota intestinal estan associades amb la salut metabòlica de nens amb obesitat La composició i diversitat de la microbiota abans de començar una intervenció per la pèrdua de pes, pot predir l’èxit d'aquesta en nens amb obesitat.
Un perfil caracteritzat per major abundància Akkermansia, Christensenellaceae, menor abundància de Bacteroides i alta diversitat pot estar associat amb un millor estat de salut cardiometabòlica Un perfil caracteritzat per una major abundància de Faecalibacterium i Eubacterium coprostanoligenes i una major abundància de Bacteroides pot predir una major èxit després de una intervenció per la pèrdua de pes.
- English
Childhood obesity is a significant public health problem associated with the development of cardiometabolic alterations. Due to its effects on the adulthood, currently, most of the efforts are focused on preventing and treating childhood obesity and its comorbidities. Nowadays, gut microbiota is gaining special interest due to its role in several functions of the human body. The development of obesity and its comorbidities such as type 2 diabetes, hypertension or dyslipidaemia has been associated with the composition and diversity of the gut microbiota. Moreover, it has been reported that the composition of the gut microbiota before starting an intervention may predict the efficacy of such intervention. Most of the evidence are centred in animal models and adult populations, however, in children evidence are scarce. Within this thesis, the gut microbiota of children with obesity has been identified and characterized. A specific gut microbiota profile characterized by lower abundances of Akkermansia and Christensenellaceae and higher abundance of Bacteroides have been associated with higher cardiovascular risk. Higher abundances of Faecalibacterium and Eubacterium coprostanoligenes and lower of Bacteroides may predict a better response to a multicomponent (diet and physical activity) intervention. Knowledge gathered within this doctoral thesis may be helpful to be applied in further intervention studies aiming to test tailored interventions to modify gut microbiota profiles in children with obesity.
