Badanie związku między epigenetycznym starzeniem a składem mikrobiomu jelitowego u sprawnych fizycznie mężczyzn i kobiet

W niedawnym badaniu opublikowanym w medRxiv* Preprint server, naukowcy badają związek między mikrobiomem jelitowym, sprawnością fizyczną i starzeniem epigenetycznym u osób sprawnych fizycznie.

pobyt: Zmiany w mikrobiomie jelitowym są związane z przyspieszeniem epigenetycznej długości życia i sprawności. Źródło obrazu: wavebreakmedia/Shutterstock.com

*Ważna uwaga: medRxiv Publikuje wstępne raporty naukowe, które nie zostały zrecenzowane i dlatego nie powinny być uważane za rozstrzygające, ukierunkowujące praktykę kliniczną/zachowania zdrowotne lub traktowane jako twarde informacje.

tło

Liczne badania dowiodły, że zdrowy styl życia może wydłużyć życie jednostki i zmniejszyć liczbę chorób związanych ze stylem życia. Zegary epigenetyczne, które mierzą wiek biologiczny i są pod wpływem stylu życia i genów, dokładnie przewidują wiek i są powiązane z parametrami życiowymi i ryzykiem śmiertelności.

Niedawno naukowcy opracowali DNAmFitAge w oparciu o geny związane ze sprawnością fizyczną, ponieważ osoby sprawne fizycznie wydają się mieć młodszy wiek biologiczny i lepsze wyniki związane z wiekiem. Mikrobiom, wysoce adaptacyjny system, zmienia się wraz z wiekiem, wpływając na odporność, stany zapalne i długowieczność.

Badanie związku między mikrobiomem, starzeniem epigenetycznym i poziomem sprawności może znacznie poprawić obecne zrozumienie ludzkiego zdrowia, chorób i starzenia się.

o studiowaniu

W tym badaniu naukowcy zbadali mikrobiom jelitowy 80 zdrowych osób w wieku od 38 do 84 lat. Dane te przeanalizowano, aby określić związek między mikrobiomem a sprawnością i przyspieszeniem epigenetycznej długości życia.

Maksymalny pobór tlenu mierzono w celu oceny wydolności układu sercowo-naczyniowego, podczas gdy maksymalna siła uścisku dłoni i skok w pionie zostały wykorzystane do oceny, odpowiednio, ogólnej siły mięśni i nóg. Wartości wskaźnika masy ciała (BMI) określono za pomocą monitora składu ciała.

Poziomy iryzyny w osoczu mierzono za pomocą testu immunoenzymatycznego (ELISA), podczas gdy bilans redoks obliczano na podstawie siły działania przeciwutleniaczy i reaktywnych metabolitów tlenu. Pobrano również próbki kału do analizy mikrobiomu i ekstrakcji DNA.

Do analizy DNA drobnoustrojów wykorzystano sekwencjonowanie Illumina, podczas gdy analiza bioinformatyczna oceniła jakość odczytów i charakterystykę taksonomiczną. Metylację DNA mierzono na poziomie epigenomu za pomocą Infinite Methylation EPIC BeadChip.

Godziny starzenia metylacji DNA zastosowano przy użyciu internetowego kalkulatora wieku firmy Horvath i pakietu DunedinPACE. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu pakietów Pythona, w tym testów t i współczynników korelacji Pearsona, odpowiednio dla porównań i korelacji.

Wyniki

Zaobserwowano różnice między płciami w składzie mikrobiomu jelitowego, m.in paczki I Proteobakterie Bardziej obfite odpowiednio u samców i samic. Zaobserwowano również związek między starzeniem epigenetycznym a różnorodnością mikrobiomu, co sugeruje, że zwiększona entropia drobnoustrojów może być związana z przyspieszonym starzeniem epigenetycznym.

Na poziomie gatunkowym niektóre bakterie zostały pozytywnie lub negatywnie powiązane ze starzeniem epigenetycznym, np Rozszczep nastolatków I Escherichia coli U mężczyzn f Bacteroides uniformis I Bacteroides vulgatus u kobiet.

Collinsella aerofaciens, który jest związany z zaburzeniami psychicznymi i infekcjami, również wykazał pozytywny związek z przyspieszonym starzeniem się u mężczyzn. Wręcz przeciwnie, działa przeciwzapalnie hardus anerosteps Pokazuje korelację ujemną.

Obfitość bakterii związana ze starzeniem epigenetycznym nie odpowiada wiekowi chronologicznemu. Wskazuje to na możliwy związek przyczynowy między bakteriami wywołującymi stany zapalne a przyspieszonym starzeniem.

Badanie szlaków bakteryjnych wykazało związek między przyspieszonym wiekiem a parametrami związanymi ze sprawnością. Na przykład szlaki biosyntezy difosforanu cytydyny (CDP)-diacyloglicerolu i flawiny wykazały negatywne powiązania z przyspieszonym starzeniem u mężczyzn, ale pozytywne powiązania u kobiet.

Naukowcy zbadali również związek między mikrobiomem a środkami związanymi z ćwiczeniami. U mężczyzn różnorodność drobnoustrojów była ujemnie związana z parametrami JumpMax, VO2max i Redox Balance, a dodatnio z poziomami trójglicerydów. U kobiet różnorodność mikrobiologiczna była ujemnie związana ze wskaźnikiem masy ciała i wynikami testów poznawczych.

Niektóre gatunki bakterii były powiązane z parametrami związanymi z wysiłkiem fizycznym. U kobiet powiązano przyspieszenie wieku Dorea longicatinaco wiąże się z ryzykiem metabolicznym w otyłości, oraz Zarazkizwłaszcza Bacteroides uniformis I Bacteroides vulgatusktóre są związane z ciężkim wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego.

Fusicatenibacter saccharivorans wykazał silny pozytywny związek z VO2max u mężczyzn, prawdopodobnie ze względu na jego właściwości przeciwzapalne i produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Eubacterium sp. CAG 180 Jest to negatywnie związane z siłą chwytu i wysokością skoku.

Równowaga redoks była dodatnio związana z określonymi szlakami molekularnymi, podczas gdy poziomy irydocykliny były ujemnie związane ze szlakiem kap-diacyloglicerol u kobiet. Obserwacje te wskazują na możliwe powiązania między zdolnościami poznawczymi, poziomami hormonów i szlakami metabolicznymi.

wnioski

Mikrobiom jest dynamiczny i reaguje na czynniki takie jak odżywianie, ćwiczenia i zdrowie, wykazując jednocześnie stabilność w czasie. Różnice płciowe w wieku, hormonach i poziomie sprawności przyczyniają się do różnic w mikrobiomie.

paczki I Zarazki są dominującymi gromadami w mikrobiomie jelitowym zdrowych osób; Jednak ich proporcje różnią się u bardzo wysportowanych sportowców. rosnąca obecność Proteobakterie Jest pozytywnie powiązany z przyspieszonym starzeniem się mężczyzn, co może wpływać na starzenie epigenetyczne, a jednocześnie działa przeciwzapalnie hardus anerosteps Pojawia się korelacja ujemna.

U kobiet przyspieszenie jest związane z wiekiem Dorea longicatena, Bacteroides uniformis, I Bacteroides vulgatusktóre są związane z ryzykiem metabolicznym i ciężkością wrzodziejącego zapalenia jelita grubego. Fusicatenibacter saccharivorans Pozytywnie koreluje z VO2max u mężczyzn, natomiast Eubacterium sp. CAG 180 Negatywnie wpływa na wydolność fizyczną.

*Ważna uwaga: medRxiv Publikuje wstępne raporty naukowe, które nie zostały zrecenzowane i dlatego nie powinny być uważane za rozstrzygające, kierujące praktyką kliniczną/zachowaniami zdrowotnymi lub traktowane jako twarde informacje.