Med Comm | 朱艳娜团队发文揭示高纤维饮食与运动改善心血管健康新机制——肠道菌群调控及个性化预测潜力
心血管疾病(Cardiovascular disease, CVD)是全球范围内的主要死因之一。我国2019年因CVD导致的死亡人数占总死亡人数的40%,已经成为全球心血管疾病负担最重的国家。近年来,青年人群中肥胖、血脂异常和高血糖问题的日益加剧,导致心血管代谢因子(Cardiometabolic, CMFs)水平异常的发生率显著上升,这大大增加了未来罹患CVD的风险。因此,针对青年人群尽早实施科学有效的干预措施,改善CMFs水平,对于预防未来CVD的发生具有重要作用。
摄入更多的膳食纤维和有氧运动(Aerobic exercise, AE)已被广泛证明在体重管理、改善脂质代谢以及降低空腹血糖水平方面具有显著的干预效果。研究表明,单一的膳食纤维干预或AE均可通过调节肠道菌群及其代谢物来改善部分CMFs,但由于单一干预措施的局限性,往往难以全面覆盖所有CMFs的改善需求。例如,某些干预措施虽在体重控制方面表现出良好效果,但对血脂或血糖的改善却相对不足。同时,CMFs的复杂性和多样性进一步增加了干预研究的难度,特别是膳食纤维和AE联合干预是否能够在多维度上带来更显著的效果,目前尚缺乏充分证据。此外,个体基线肠道菌群的组成差异导致对干预的响应因人而异,这使部分个体显著受益,而另一些个体效果甚微。因此,通过比较不同干预措施的效果,并从肠道菌群组成及其与干预效果的关系入手,不仅能够揭示CMFs改善的潜在机制,还将为优化干预策略、推动个性化精准健康管理提供重要科学依据。
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妇幼卫生学系朱艳娜副教授团队开展了相关研究,近日在Med Comm上发表了题为“Comparison of diet and exercise on cardiometabolic factors in young adults with overweight/obesity: multiomics analysis and gut microbiota prediction, a randomized controlled trial”的论文,该研究通过多组学方法解析了肠道菌群和代谢物在饮食和/或运动干预后对CMFs改善的调控机制,并尝试用基线肠道菌群组成来预测干预后效果,为个性化健康管理提供了科学依据。

研究将129名超重/肥胖的青年随机分为4组:富含膳食纤维饮食干预组(Fiber-riched, FR)、跳绳运动组(Rope-skipping, RS)、FR与RS联合干预组(FR-RS)以及对照组。在为期8周的干预后,研究对各干预组与对照组的改善效果进行了比较,并通过16S rRNA和非靶向代谢组学技术分析了参与者的微生物组和代谢组数据。结果显示,与对照组相比,单独的FR、RS及其联合干预均能显著改善超重/肥胖青年人群的CMFs,包括体重、腰围、体脂质量和体脂率。其中,FR干预在降低低密度脂蛋白胆固醇和尿酸方面表现尤为突出,而FR-RS虽然在部分指标上显示出更优趋势,但整体效果未显著优于单一干预。进一步分析表明,不同干预可能通过“肠道菌群-代谢物-宿主”调控轴来改善CMFs。例如,RS干预通过调控Holdemanella菌属及其代谢物LysoPE改善体重,而FR干预则通过调控Turicibacter菌属及代谢物L-天冬酰胺降低低密度脂蛋白。最后,研究利用机器学习算法构建了预测模型,发现基线肠道菌群的组成能够有效预测个体对干预的响应。例如,基线Escherichia-Shigella丰度较高的个体在FR干预中的体重改善效果更显著,而基线Alistipes丰度较低的个体对FR-RS干预的体脂改善更为敏感。
这些发现不仅揭示了肠道菌群及代谢物在饮食、运动干预中的关键作用,还为探索CMFs的个性化精准健康干预策略提供了科学依据,并强调了以肠道菌群特征为核心的干预设计在未来临床实践中的潜力。
中山大学朱艳娜副教授为该论文的通讯作者,硕士生林宗钰,博士生李天泽,硕士生黄凤连为共同第一作者。该研究得到广东省重点领域研发计划项目等经费资助。
论文链接://doi.org/10.1002/mco2.70044
撰稿:李天泽
配图:李天泽
初审:朱艳娜、董光辉
复核:王燕芳
终审:范瑞泉