菌群标记、膳食干预与肥胖及代谢综合征的人群研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘鑫 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2014-05 |
| 授予单位 | 中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院上海生命科学研究院 |
| 导师 | 林旭 |
| 关键词 | 内毒素结合蛋白 代谢综合征 肥胖 体脂估算公式 随机对照研究 |
| 其他题名 | Studies of a Marker of Microbiota, Dietary Intervention on Obesity and Metabolic Syndrome among Chinese |
| 学位专业 | 生物化学与分子生物学 |
| 中文摘要 | 研究背景 随着我国居民膳食的迅速转型和静态生活方式的增加，肥胖及相关代谢性疾病发病率逐年攀升。近年来，肠道菌群被认为是影响肥胖及相关代谢异常的重要环境因素之一，但影响方式仍不甚明确。动物研究提示，源自革兰氏阴性菌的内毒素与其结合蛋白结合后可诱导下游炎性反应，进而导致代谢异常；而血液内毒素结合蛋白（lipopolysaccharide binding protein，LBP）比内毒素更具稳定性和操作性，适于在大规模流行病学样本中进行研究。我们的及其它一些横断面人群研究曾发现肥胖和代谢综合征患者血浆LBP水平显著上升，然而前瞻性追踪研究仍十分缺乏。此外，虽然体脂过多积累是肥胖的主要特点，但目前临床上主要依靠昂贵的大型精密仪器对体内脂肪比例进行评估，因而不便于应用在大规模流行病学调查和经济欠发达地区。与此同时，有研究提示，在同等体质指数（body mass index，BMI）前提下，中国人倾向于比西方人含有更高体脂比例，通过西方人群研究所得体脂公式不一定适用于中国人群，因此我国亟需建立基于中国人群的简易体脂评估方法。近年来研究显示，在长期习惯于高碳水化合物摄入的中国人群中，总碳水化合物或精白米摄入的升高可显著增加2型糖尿病的发病风险，该关系在超重或肥胖个体中尤为明显。与此同时，在西方人群中开展的大规模干预研究提示低碳水化合物膳食比低脂\低能量膳食能更有效地降低体重并改善血脂。然而，在中国人群中这类干预是否可行和具有同等干预效果仍有待研究。 研究目的 1） 探讨人群血浆LBP水平与6年后代谢综合征发病风险的关联关系及潜在的影响因素； 2） 建立并验证基于中国人群的体脂百分比（body fat percentage，BF%）评估模型，为今后评估体脂水平提供简便易行的方法； 3） 通过对超重/肥胖女性的干预研究，了解低碳水化合物膳食和高碳水化合物+限制能量膳食干预的依从性、减肥效能及对心血管代谢风险因子的改善作用。 研究方法 1） 在前瞻性流行病学队列“中国老龄人口营养健康状况研究”中，对2529名年龄在50-70岁的京沪居民进行了长达6年的追踪。检测了血浆LBP水平，以及血脂、血糖和炎性因子等指标；代谢综合征的诊断采用了美国胆固醇成人教育计划III （the updated National Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel III criteria）针对美国亚裔的标准；在基线未患代谢综合征的1312名居民中，分析LBP与代谢综合征发病风险的关联关系。 2） 在一项肥胖病例-对照研究的960名调查对象中，以年龄、BMI、腰围为主要自变量，采用逐步回归的筛选方法建立BF%估算公式，并在“中国老龄人口营养健康状况研究”的1150名调查对象中进行验证。在两组样本中，均采用双能X射线吸收仪（dual-energy X-ray absorptiometry，DXA）测量客观BF%数据。在有完整6年随访数据的780名调查对象中评估了公式计算所得BF%和DXA所得BF%与代谢指标6年变化值及2型糖尿病发病风险的关联关系。 3） 在一项为期12周的随机对照干预研究中，将50名超重或肥胖妇女（BMI：26.7 ? 0.3 kg/m2）随机分配到：（1）低碳水化合物膳食组：第1周每日提供< 20 g碳水化合物，此后碳水化合物摄入每周增加10 g。干预期间不限制总能量摄入；（2）高碳水化合物+限制能量膳食组：每日碳水化合物占膳食总能量50%-55%，同时总能量平均减少35%。该项目的所有干预膳食均由研究人员制作提供。在干预开始和结束时，分别收集1次空腹血尿样，并使用DXA检测体成分。在干预前、第6周和第12周分别收集膳食记录信息。采用一般线性回归等统计方法检验各指标组间和组内差异。 在上述课题中，通过标准化统一方法收集人口学信息、生活方式（如吸烟、饮酒和体力活动等）及人体测量学数据（如身高、体重、腰围和血压等），采用自动生化分析仪检测血糖、血脂等生化指标。 研究结果 1） 在6年后随访时，共计449名（34.2%）调查对象发展为代谢综合征患者。基线血浆LBP与基线及6年后的BMI、腰围、血脂和C反应蛋白（C-reactive protein, CRP）显著相关。在矫正了BMI和CRP等因素后，与最低分位相比，LBP最高分位代谢综合征的相对风险度为 1.28（95%置信区间：1.04，1.58）。在针对BMI进行的分层分析中，仅在正常体重个体中发现LBP可增加代谢综合征发病风险（最高分位比最低分位相对风险度为1.59，95%置信区间：1.18，2.15，线性趋势P < 0.05），在超重或肥胖个体中则没有发现显著相关性（最高分位比最低分位相对风险度为0.99，95%置信区间：0.88，1.22，线性趋势P = 0.88）。LBP与肥胖状态存在显著交互作用（P = 0.01）。 2） 在男性和女性中分别建立了BF%公式，且所得公式与DXA测量所得结果具有合理一致性（差异均值? 2倍标准差：男性，0.08 ? 6.64%，P = 0.61；女性，0.45 ? 6.88%，P < 0.001）。在多元回归模型中，公式所得和DXA测量所得的BF%与甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、舒张压、CRP及尿酸的6年变化值关联性无显著差异（P ≥ 0.05）。同时，两种方式所得BF%与2型糖尿病风险的相关性也无显著差别（接收者操作特征曲线下面积差异统计学检验：男性，P = 0.33, 女性，P = 0.16）。 3） 在干预中，两组受试者对干预膳食具有相似的依从性和接受程度。在第12周时，低碳水化合物组和限制能量组的碳水化合物供能比分别为36.1%和51.1%（P < 0.001）。通过12周的干预，两种膳食均能显著地降低受试者体重和BF%，但无显著组间差异（体重：P = 0.67；BF%：P = 0.42）。与限制能量组相比，低碳水化合物组受试者的总胆固醇与高密度脂蛋白胆固醇之比（P = 0.03）和甘油三酯与高密度脂蛋白胆固醇之比（P = 0.01）下降更为显著。 结论 1) 在中国中老年人群中，菌群标记血浆LBP的升高可增加代谢综合征发病风险，且在体重正常的个体中尤为明显，该结果提示血浆LBP有可能是比肥胖能更早地预测代谢异常发生的生物标记物。 2) 本研究基于两个独立中国人群所得BF%公式可作为DXA的一项替代方法，用于大规模流行病学研究，尤其在经济欠发达地区。 3) 本研究首次通过随机对照膳食干预发现，低碳水化合物膳食有可能被中国女性接受，并与传统限制能量膳食具有同等减肥效能；同时，低碳水化合物膳食比限制能量膳食能更好地改善血脂水平，然而该膳食的长期影响仍有待通过大样本和长时间干预研究予以阐明。 |
| 索取号 | D2014-017 |
| 英文摘要 | Backgrounds: Parallelly with rapid nutrition and lifestyle transition during the past few decades in China, the epidemic of obesity and related metabolic diseases has been increasing dramatically. Recently, accumulating studies supported role(s) of gut microbiota in metabolic disorders, nevertheless underlining mechanisms are unclear. In animal models, microbiota-derived lipopolysaccharide could bind to lipopolysaccharide binding protein (LBP), thereafter trigger systematic inflammation, leading to metabolic deteriorations. Circulating LBP levels, with a longer half-life than lipopolysaccharide, have been used to assess endotoxemia status in large-scale studies. In our and others’ human studies, LBP was cross-sectionally assessed among individuals with obesity and metabolic syndrome (MetS). However, few prospective studies are available so far. Moreover, obesity is featured by excessively accumulated body fat percentage (BF%), but precise devices for measuring BF% are generally inconvenient or unavailable in large-scale field works, especially in underdeveloped regions. In Western populations, equations based on simple anthropometric data have been used to estimate BF%. However, these equations may not be able to apply to Chinese, who was found to have higher BF% than Westerners at a given body mass index (BMI). Meanwhile, in Chinese population with habitually high carbohydrate intake, positive associations were observed between intake of carbohydrate, or white rice and the risk of developing type 2 diabetes (T2D), especially among overweight/obese individuals. Recently, several large trials in the Westerners suggested that low-carbohydrate (LC) diets were more effective in weight loss and improving blood lipid profiles than conventional low fat/calories diets. Yet, it is not clear whether a LC diet is feasible and beneficial for weight loss and cardiometabolic profiles among Chinese. Objectives: 1) To determine the associations between plasma LBP levels and 6-year incident MetS, and potentially modifying factors in middle-aged and older Chinese; 2) To establish BF% equations in Chinese men and women; 3) To determine whether a LC diet is as acceptable and effective as a high-carbohydrate calorie-restricted (CR) diet in weight loss and improving cardiometabolic risk factors in overweight or obese Chinese women. Methods: 1) In our prospective cohort study entitled “Nutrition and Health of Ageing Population in China” (NHAPC), a total of 2,529 men and women aged 50-70 years from Beijing and Shanghai were followed for 6 years. Plasma LBP, as well as fasting glucose, lipids and inflammatory markers were measured. MetS was defined according to the updated National Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel III criteria for Asian-Americans. Those (1,312) free of MetS at baseline were included in the analyses for the risk of developing MetS. 2) In an obesity case-control study, BF% equations were developed among 960 individuals by using age, BMI, waist circumference as major independent variables with stepwise linear regression. The equations were then independently validated in 1,150 subjects of the NHAPC study. In both study populations, BF% was measured by dual-energy X-ray absorptiometry (DXA). The associations of equation-derived BF% with 6-year changes of cardiometabolic outcomes and incident T2D were evaluated in a sub-cohort of 780 Chinese, in comparison with BF% measured by DXA (BF%-DXA). 3) In the two-arm, randomized, controlled feeding trial, 50 overweight or obese women (BMI: 26.7 ? 0.3 kg/m2) were randomly assigned to (1) LC diet (initial carbohydrate intake was 20 g/d, with 10 g increase weekly) or (2) high carbohydrate CR diet (50-55% of total calories from carbohydrate + 35% of mean energy reduction) for 12 weeks. Before and after the intervention, fasting blood and urine samples were collected. At week 0, 6 and 12, dietary records were obtained. Within- and between-group differences were mainly tested using ge |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2015-12-24 |
| 源URL | [http://202.127.25.144/handle/331004/268]  |
| 专题 | 中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所_人类营养与疾病研究组 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘鑫. 菌群标记、膳食干预与肥胖及代谢综合征的人群研究[D]. 中国科学院上海生命科学研究院. 中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：上海营养与健康研究所
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