абстрактно

През последните десетилетия хипертонията се превърна в голяма глобална тежест за здравето и сред най-често срещаните хронични заболявания при възрастните хора. [1] Намаленият работен капацитет е предпоставка за възрастните хора. Минималните стресови фактори причиняват функционални разстройства при лица, страдащи от физическа нестабилност, гериатричен синдром, който увеличава уязвимостта на индивида. [2] Към днешна дата доказателствата за валидността на интервенциите за предотвратяване на крехкостта на възрастните хора са оскъдни. [3] Следователно са необходими спешно проучвания за по-задълбочено разбиране на патогенните фактори, които допринасят за това състояние.

методи

Проучване на популацията

Проучването включва 56 пациенти с хипертония от Ханджоу, голям съвременен град в южната част на Китай, които се явяват доброволци. Включени са пациенти, които отговарят на следните критерии: пациенти с диагноза първична хипертония; възраст от 65 до 80 години; и живееше самостоятелно. Критериите за изключване бяха: всякакви несъответствия при кардиопулмонални упражнения (CPET), неконтролирана хипертония въпреки медицинската терапия, пушене, инфекция, рак, инсулт, заболяване на периферните артерии, бъбречна недостатъчност, задържане на вода, ендокринни нарушения (напр. Заболявания на щитовидната жлеза и жлези) или малабсорбционно заболяване на червата . В допълнение, пациентите не са получавали никакво слабително, антидиарично, стероидно, пробиотично или антибиотично лечение през последните 3 месеца. Демографските, клиничните и функционалните характеристики на участниците са показани в таблица 1. Освен това не са наблюдавани статистически значими разлики в употребата на наркотици между групите (допълнителна таблица 1).

Маса в пълен размер

Това проучване беше одобрено от Комитета по медицинска етика в болница Zhejiang и процедурите бяха извършени в съответствие с Декларацията от Хелзинки. Всички участници предоставиха писмено информирано съгласие. Изследването е регистрирано в Китайския регистър за клинични изпитвания (ChiCTR-IOR-17011799).

Оценка на клиничните параметри

Измерват се антропометрични променливи и се изчислява индексът на телесна маса (ИТМ) съгласно следната формула: тегло/височина ². Кръвните променливи бяха определени в проби от венозна кръв на гладно. CPET (Cosmed, Рим) се извършва съгласно стандартния протокол на Брус за оценка на пиковата консумация на кислород (пикова VO2), степента на товароносимост.

Вземане на проби и извличане на ДНК

Проби от пресни изпражнения се събират в стандартни епруветки за събиране на изпражнения един ден след записването и се съхраняват при -80 ° C. ДНК се извлича от фекални проби съгласно QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Hilden). Всички ДНК проби бяха замразени при -80 ° C до по-нататъшна обработка.

16 с рРНК PCR и секвениране

Екстрахираните ДНК проби бяха използвани като шаблон за усилване на V4 областта на бактериална 16 с рРНК гена, използвайки специфични праймери (515 F5'-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3 'и 806 R5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3') с баркод. [14] PCR се извършва в 30 μl реакции с 15 μl Phusion® High-Fidelity PCR Master Mix; 10 ng матрична ДНК, 3 μl (6 μM) праймери и реверсивни праймери и 2 μl двойно дестилирана Н20. Термичното циклиране се състои от първоначална денатурация при 98 ° C за 1 минута, последвано от 30 цикъла от 98 ° C за 10 s, 50 ° C за 30 s, 72 ° C за 30 s и окончателно удължаване при 72 ° C за 5 минути. След количествено определяне и квалификация, ампликоните се смесват в съотношения на еквидистанция. След това пробите се пречистват с помощта на комплект за екстракция на гел Qiagen (Qiagen, Hilden). Библиотеките с последователности бяха подготвени с помощта на TruSeq® DNA PCR-Free Sample Preparation Kit (Illumina, San Diego) в съответствие с инструкциите на производителя. След това качеството на библиотеката беше оценено на флуорометър (Thermo Scientific) и Agilent Bioanalyzer 2100 на инструмент 2.0. И накрая, библиотеката беше секвенирана на платформата IlluminaHiSeq2500 и бяха генерирани 250 двойки сдвоени краища.

Анализ на последователността

Отчитанията на двойки от оригиналните ДНК фрагменти бяха обединени с помощта на софтуер FLASH. Последователностите бяха анализирани с помощта на софтуерния пакет Quantitative Insights Into Microbial Ecology (QIIME), а вътрешните Perl скриптове бяха използвани за анализ на алфа (в проби) и бета разнообразие (между пробите). Поредици с сходство ≥97% бяха разпределени към същите оперативни таксономични единици (OTU). За всяка OTU избрахме представителни последователности и използвахме класификатора RDP, за да посочим таксономичната информация за всяка представителна последователност. Относителното изобилие беше изчислено на ниво щам и род. Обединихме таблицата на OTU и изчислихме три показателя за изчисляване на алфа разнообразието: Наблюдавани видове, Chao1 и индекс Шанън. QIIME изчислява както претеглени, така и непретеглени стойности на unfrac, които са филогенетични мерки за бета разнообразие. Графиката на разстоянието е начертана по метода на неметричното многомерно мащабиране (NMDS). Тестовете бяха извършени с величината на ефекта на линеен дискриминант анализ (LDA) (LefSe) и ANOSIM.

статистика

Тестът хи-квадрат е използван за анализ на данните от изчисленията. Непрекъснатите данни бяха сравнени чрез ANOVA и LSD-t тестът беше използван за множество сравнения. Ако числените данни нарушават нормалното разпределение и хомогенността на дисперсията, за сравняване на данните между групите се използва непараметричен тест на Kruskal-Wallis H, а за post hoc сравнение се използва тест на Dunn-Bonferroni. За да се изчислят линейни корелации между променливите, беше изчислен коефициентът на корелация на Спирман. Всички статистически анализи бяха завършени с помощта на софтуера SPSS 19.0. Статистическият анализ на данните за последователността беше извършен с помощта на R-пакета (версия 2.15.3) и инструменти като Chao 1, Simpson, Shannon, неметрично многомерно мащабиране (NMDS), ANOSIM и LefSe. Р 0,05). По отношение на бета разнообразието, което представлява междуиндивидуални разлики, NMDS графиките, базирани на разпределението на OTU, показват частично припокриващи се разпределения между всяка група (фиг. 2), а пробите на Weber A все още са отделени от другите групи (ANOSIM двойни сравнения генерират R> 0,5, p

активност

а Относителни количества на топ 10 филуса по състав във всяка проба. б Относително количество топ 10 фила по състав в три групи. ° С Показва се броят на топ 35 бактерии на ниво род във всяка група. Топлинната карта е цветно кодирана на базата на Z-score линия. Групите с най-висока и най-ниска честота на бактерии са показани в червено и синьо

Изображение в пълен размер

Графика на несиметрично многомерно скалиране (NMDS) на пробите на Weber A, Weber B и Weber C. Изравняването се основава на разликата между Bray-Curtis, изчислена с данни на ниво OTU. Всяка точка представлява една проба; колкото по-близо са разположени тези точки, толкова по-сходни са микробните състави на пробите

Изображение в пълен размер

Резултати от анализа на LefSe (LDA резултат> 4, 0, p

LefSe анализ се използва заедно с линеен дискриминант анализ (LDA) за идентифициране на бактериалната индикация в групите. Weber B vs. Weber C, ( б ) Weber A vs. Weber B, ( ° С ) Weber A vs. Weber C, ( д ) Weber A vs. Weber B + C a ( д ) Weber B vs. Weber C

Изображение в пълен размер

Намалената товароносимост е свързана отрицателно с ядрената чревна микрофлора

По-нататък определихме корелацията между ядрената чревна микробиоза и клиничните параметри на пациентите (Таблица 2). Броят на бактериите Lactobacillales, Eubacterium_hallii_group и Blautia бяха положително корелирани с нивата на CRP (r = 0,385, p = 0,003; r = 0,296, p = 0,027 и r = 0,268, p = 0,046; съответно), докато Alcaligenaceae отрицателно корелираха с нивата на CRP (r = −0, 294, p = 0, 028). Броят на бактериите Lactobacillales, Blautia, Ruminococcu s_sp._5_1_39BFAA и E. coli отрицателно корелира с максималния VO2/kg (r = -0.284, p = 0.034; r = -0.290, p = 030; -0.273, p = 0.042 и r = -0,355, p = 0,007), докато Alcaligenaceae корелират положително с максимални нива на VO 2/kg (r = 0, 318, p = 0,017). Междувременно броят на Е. coli отрицателно корелира с VO2/kg при AT (r = −0, 364, p = 0.006).

Маса в пълен размер

дискусия

Въз основа на събирането на доказателства, получени от скорошни проучвания, чревната дисбиоза предизвиква хронично състояние на нискостепенно системно възпаление, което играе ключова роля в патофизиологията на ССЗ, включително хипертония. [7, 16] Хипертонията е хронично заболяване, което се счита за основен рисков фактор за развитието и прогресирането на ССЗ и има нисък процент на контрол и високо разпространение при няколко популации, особено при възрастните хора в развиващите се страни. [17] От друга страна, физическите упражнения са може би най-обещаващият нефармакологичен подход за профилактика и лечение на хипертония, а оптималните нива на физическа активност са свързани с по-ниска смъртност и заболеваемост от всички сърдечно-съдови заболявания. [18, 19] Интересното е, че са установени силни връзки между влиянието на възрастта и крехкостта върху състава и функцията на чревния микробиом. [20] Следователно, ние изследвахме връзката между чревната микрофлора и физическия капацитет при пациенти в напреднала възраст с хипертония.

В заключение, забележителна отрицателна връзка между намалената товароносимост и специфичните таксономични количества. Чревната дисбиоза играе потенциална патогенна роля за намаляване на физическата активност на пациенти в напреднала възраст с хипертония. Необходими са допълнителни изследвания в тази област, за да се предоставят допълнителни подкрепящи доказателства за разработването на нова специфична терапия или стратегия за облекчаване на това състояние.

Благодаря

Тази работа беше подкрепена от безвъзмездни средства от Националната научна фондация на Китай (31670701), Здравното бюро на провинция Чжецзян (2018KY852 и 2018KY194) и китайските традиционни научно-технологични проекти на провинция Чжецзян (2018ZB004).