Introdução: A microbiota intestinal possui grande diversidade de bactérias, predominantemente dos filos Bacteroidetes e Firmicutes, com múltiplas funções. A alimentação pode alterar sua composição e função. Alto teor de gordura saturada altera a permeabilidade intestinal, eleva os lipopolissacarídeos e predispõe à inflamação subclínica crônica. Dieta rica em fibras, como a vegetariana, induz elevação de ácidos graxos de cadeia curta e benefícios metabólicos. Objetivos: Para analisar a composição da microbiota intestinal de adventistas com diferentes hábitos alimentares e associá-los à inflamação subclínica e resistência à insulina, esta tese incluiu: 1) revisão dos mecanismos que associam a alimentação à microbiota intestinal e ao risco cardiometabólico; 2) verificação da composição da microbiota intestinal segundo diferentes hábitos alimentares e de associações com biomarcadores de doenças cardiometabólicas; 3) avaliação da associação entre a abundância de Akkermansia muciniphila e o metabolismo da glicose; 4) análise da presença de enterótipos e de associações com características clínicas. Métodos: Este estudo transversal incluiu 295 adventistas estratificados segundo hábitos alimentares (vegetariano estrito, ovo-lacto-vegetariano e onívoro). Foram avaliadas associações com dados clínicos, bioquímicos e inflamatórios. O perfil da microbiota foi obtido por sequenciamento do gene 16S rRNA (Illumina® Miseq). Resultados: 1) Há evidências de que as relações entre dieta, inflamação, resistência à insulina e risco cardiometabólico são em parte mediadas pela composição da microbiota intestinal. 2) Vegetarianos apresentaram melhor perfil clínico quando comparados aos onívoros. Confirmou-se maior abundância de Firmicutes e Bacteroidetes, que não diferiram segundo a adiposidade corporal. Entretanto, vegetarianos estritos apresentaram mais Bacteroidetes, menos Firmicutes e maior abundância do gênero Prevotella quando comparados aos outros dois grupos de hábitos alimentares. Entre os ovo-lactovegetarianos verificou-se maior proporção de Firmicutes especialmente do gênero Faecalibacterium. Nos onívoros, houve super-representação do filo Proteobacteria (Succinivibrio e Halomonas) comparados aos vegetarianos. 3) Indivíduos normoglicêmicos apresentaram maior abundância de Akkermansia muciniphila que aqueles com glicemia alterada. A abundância desta bactéria correlacionou-se inversamente à glicemia e hemoglobina glicosilada. 4) Foram identificados três enterótipos (Bacteroides, Prevotella e Ruminococcaceae), similares àqueles previamente descritos. As concentrações de LDL-C foram menores no enterótipo 2, no qual houve maior frequência de vegetarianos estritos. Discussão: 1) Conhecimentos sobre participação da microbiota na fisiopatologia de doenças poderão reverter em estratégias para manipulá-la para promover saúde. 2) Apoia-se a hipótese de que hábitos alimentares se associam favorável ou desfavoravelmente a características metabólicas e inflamatórias do hospedeiro via alterações na composição da microbiota intestinal. Sugerimos que a exposição a alimentos de origem animal possa impactar negativamente nas proporções de comunidades bacterianas. 3) Sugerimos que a abundância da Akkermansia muciniphila possa participar do metabolismo da glicose. 4) Reforçamos que a existência de três enterótipos não deva ser específica de certas populações/continentes. Apesar de desconhecido o significado biológico destes agrupamentos, as correlações com o perfil lipídico podem sugerir sua utilidade na avaliação do risco cardiometabólico. Conclusões: Nossos achados fortalecem a ideia de que a composição da microbiota intestinal se altera mediante diferentes hábitos alimentares, que, por sua vez, estão associados a alterações nos perfis metabólicos e inflamatórios. Estudos prospectivos deverão investigar o potencial da dieta na prevenção de distúrbios cardiometabólicos mediados pela microbiota. / Introduction: The gut microbiota has great bacterial diversity, predominantly of the phyla Bacteroidetes and Firmicutes, with multiple functions. Diet can alter their composition and function. High amount of saturated fat alters intestinal permeability, raises the lipopolysaccharides and predisposes to low-grade inflammation. High-fiber diet, such as the vegetarian, induces the elevation of short-chain fatty acids and metabolic benefits. Objectives: To analyze the composition of gut microbiota of Adventists with diverse dietary patterns and associate them to the low grade inflammation and insulin resistance this thesis included: 1) review of underlying mechanisms of the association of diet, gut microbiota composition and cardiometabolic risk; 2) analysis of the gut microbiota composition according to different dietary patterns and associations with biomarkers of cardiometabolic diseases; 3) evaluation of the association between the Akkermansia muciniphila abundance and glucose metabolism; 4) analysis of the presence of enterotypes and associations with clinical characteristics. Methods: This cross-sectional study included 295 Adventists stratified according to dietary patterns (strict vegetarian, lacto-ovo-vegetarian and omnivore). Their associations with clinical, biochemical and inflammatory data were evaluated. The microbiota profile was obtained by sequencing 16S rRNA genes (Illumina® Miseq). Results: 1) There are evidences that the relationship among diet, inflammation, insulin resistance and cardiometabolic risk are partly mediated by the gut microbiota. 2) Vegetarians showed better clinical profile when compared to omnivores. It was confirmed greater abundance of Firmicutes and Bacteroidetes, which did not differ according to adiposity. However, strict vegetarians had more Bacteroidetes, fewer Firmicutes and higher abundance of genus Prevotella when compared to the other two groups of dietary patterns. The lacto-ovo-vegetarians had higher proportion of Firmicutes especially the genus Faecalibacterium. In the omnivores, there was overrepresentation of the Gammaproteobacteria (Succinivibrio and Halomonas) compared to vegetarians. 3) Normoglycemic individuals had higher abundance of Akkermansia muciniphila compared to those with abnormal glycemic profile. The abundance of this bacterium was inversely correlated to fasting glucose and glycated hemoglobin. 4) Three enterotypes were identified (Bacteroides, Prevotella and Ruminococcaceae), similar to those previously described. LDL-C concentrations were lower in enterotype 2, in which a higher frequency of strict vegetarians was found. Discussion: 1) Knowledge on the involvement of the microbiota in the pathophysiology of diseases could reverse on strategies to manipulate it to promote health. 2) Our data support the hypothesis that dietary patterns could be favorably or unfavorably associated with metabolic and inflammatory processes, via changes in the gut microbiota composition. We suggest that exposure to animal food could negatively impact on the proportions of bacterial communities. 3) We also suggest that the abundance of Akkermansia muciniphila can participate in the glucose metabolism. 4) We reinforce that the existence of three enterotypes should not be specific to certain populations/continents. Although the biological significance of these clusters remains unknown, the correlations with lipid profile may suggest their usefulness in the assessment of the cardiometabolic risk. Conclusions: Our findings reinforce the idea that the gut microbiota composition is altered by different dietary patterns, which, in turn, are associated with changes in metabolic and inflammatory profiles. Prospective studies should investigate the potential of diet to prevent microbiota-mediated cardiometabolic disorders.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-03052016-144159 |
| Date | 02 March 2016 |
| Creators | Moraes, Ana Carolina Franco de |
| Contributors | Pititto, Bianca de Almeida, Vivolo, Sandra Roberta Gouvea Ferreira |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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