بررسی رابطه بین پیری اپی ژنتیک و ترکیب میکروبیوم روده در مردان و زنان دارای آمادگی جسمانی

در مطالعه اخیر ارسال شده به medRxiv* سرور پیش چاپ، محققان رابطه بین میکروبیوم روده، آمادگی جسمانی و پیری اپی ژنتیک را در افراد دارای آمادگی جسمانی بررسی می کنند.

مطالعه: تغییرات میکروبیوم روده با تسریع سن اپی ژنتیک و آمادگی جسمانی مرتبط است. اعتبار تصویر: wavebreakmedia / Shutterstock.com

*اطلاعیه مهم: medRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان اطلاعات قطعی، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت تلقی شوند.

زمینه

مطالعات متعددی گزارش داده اند که یک سبک زندگی سالم می تواند طول عمر فرد را افزایش داده و بیماری های مرتبط با سبک زندگی را کاهش دهد. ساعت‌های اپی ژنتیک که سن بیولوژیکی را اندازه‌گیری می‌کنند و تحت تأثیر سبک زندگی و ژن‌ها هستند، سن را به دقت پیش‌بینی می‌کنند و با نشانگرهای زیستی و خطر مرگ و میر مرتبط هستند.

اخیراً، محققان DNAmFitAge را بر اساس ژن‌های مرتبط با آمادگی جسمانی ایجاد کرده‌اند که در آن افراد دارای آمادگی جسمانی به نظر می‌رسد سن بیولوژیکی جوان‌تری دارند و نتایج مرتبط با سن بهتری دارند. میکروبیوم، که یک سیستم بسیار سازگار است، با افزایش سن تغییر می کند و در نتیجه بر ایمنی، التهاب و طول عمر تأثیر می گذارد.

بررسی ارتباط بین میکروبیوم، پیری اپی ژنتیک و سطوح تناسب اندام می تواند به طور قابل توجهی درک فعلی از سلامت انسان، بیماری ها و پیری را بهبود بخشد.

در مورد مطالعه

در مطالعه حاضر، محققان میکروبیوم روده 80 فرد دارای آمادگی جسمانی بین 38 تا 84 سال را بررسی کردند. این داده ها برای تعیین رابطه بین میکروبیوم، آمادگی جسمانی و شتاب سن اپی ژنتیکی تجزیه و تحلیل شد.

حداکثر جذب اکسیژن برای ارزیابی آمادگی قلبی عروقی اندازه گیری شد، در حالی که حداکثر نیروی دست گرفتن و پرش عمودی به ترتیب برای ارزیابی قدرت کلی عضله و پا استفاده شد. مقادیر شاخص توده بدنی (BMI) با استفاده از مانیتور ترکیب بدن تعیین شد.

سطح آیریزین پلاسما با استفاده از روش ایمونوسوربنت متصل به آنزیم (ELISA) تعیین شد، در حالی که تعادل ردوکس بر اساس قدرت آنتی اکسیدانی و متابولیت های اکسیژن فعال محاسبه شد. نمونه های مدفوع نیز برای تجزیه و تحلیل میکروبیوم و استخراج DNA جمع آوری شد.

توالی یابی Illumina برای تجزیه و تحلیل DNA میکروبی مورد استفاده قرار گرفت، در حالی که تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک کیفیت خواندن و خصوصیات طبقه بندی را ارزیابی کرد. متیلاسیون DNA در سطح اپی ژنوم با استفاده از BeadChip Infinium MethylationEPIC اندازه گیری شد.

ساعت‌های پیری متیلاسیون DNA با استفاده از ماشین‌حساب سن آنلاین Horvath و بسته DunedinPACE استفاده شدند. تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از بسته های پایتون شامل آزمون t و ضرایب همبستگی پیرسون برای مقایسه و همبستگی به ترتیب انجام شد.

نتایج مطالعه

تفاوت‌های جنسیتی در ترکیب میکروبیوم روده مشاهده شد فیرمیکوت ها و پروتئوباکتری ها به ترتیب در نرها و ماده ها فراوان تر است. همچنین ارتباط بین پیری اپی ژنتیک و تنوع میکروبیوم مشاهده شد، بنابراین نشان می دهد که افزایش آنتروپی میکروبی ممکن است با پیری اپی ژنتیکی تسریع شده مرتبط باشد.

در سطح گونه، باکتری های خاصی با پیری اپی ژنتیکی ارتباط مثبت یا منفی داشتند، مانند بیفیدوباکتریوم نوجوانان و اشرشیاکلی در نرها و باکتری های یکنواخت و باکتریوئیدهای ولگاتوس در زنان

Collinsella aerofaciensکه با اختلالات روانی و التهاب همراه است، با شتاب سن در مردان همبستگی مثبت نشان داد. برعکس، ضد التهاب Anaerostipes hardus همبستگی منفی نشان می دهد.

فراوانی باکتری مربوط به پیری اپی ژنتیک با سن تقویمی همخوانی ندارد. این نشان دهنده یک رابطه مسبب بالقوه بین باکتری های پیش التهابی و تسریع سن است.

بررسی مسیرهای باکتریایی ارتباط بین شتاب سن و پارامترهای مربوط به تناسب اندام را نشان داد. به عنوان مثال، مسیرهای بیوسنتز سیتیدین دی فسفات (CDP) – دی اسیل گلیسرول و فلاوین، همبستگی منفی با شتاب سن در مردان و همبستگی مثبت در زنان نشان داد.

محققان بیشتر رابطه بین میکروبیوم و اندازه‌گیری‌های مرتبط با ورزش را بررسی کردند. در مردان، تنوع میکروبی با JumpMax، VO2max، و ردوکس تعادل منفی و با سطوح تری گلیسیرید همبستگی مثبت داشت. در زنان، تنوع میکروبی با BMI و عملکرد آزمون شناختی همبستگی منفی داشت.

گونه های باکتریایی خاص با پارامترهای مربوط به ورزش مرتبط بودند. در زنان، شتاب سن مرتبط بود Dorea longicatena، که با خطرات متابولیک در چاقی همراه است و باکتریوئیدها، به طور مشخص باکتری یونیفرمیس و باکتریوئیدهای ولگاتوسکه با شدت کولیت اولسراتیو مرتبط هستند.

Fusicatenibacter saccharivorans همبستگی مثبت قوی با VO2max در مردان نشان داد، احتمالاً به دلیل خواص ضد التهابی آن و تولید اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه. Eubacterium Sp. CAG 180 با قدرت گرفتن و ارتفاع پرش همبستگی منفی دارد.

تعادل ردوکس به طور مثبت با مسیرهای مولکولی خاص مرتبط بود، در حالی که سطح آیریزین با مسیر کلاهک-دی اسیل گلیسرول در زنان ارتباط منفی داشت. این مشاهدات ارتباط بالقوه بین عملکرد شناختی، سطوح هورمونی و مسیرهای متابولیک را نشان می دهد.

نتیجه گیری

میکروبیوم پویا است و به عواملی مانند تغذیه، ورزش و سلامت پاسخ می دهد و در عین حال ثبات خود را در طول زمان نشان می دهد. تفاوت‌های جنسیتی در طول عمر، هورمون‌ها و سطح تناسب اندام به تغییرات در میکروبیوم کمک می‌کند.

فیرمیکوت ها و باکتریوئیدها فیلاهای غالب در میکروبیوم روده افراد سالم هستند. با این حال، نسبت آنها در ورزشکاران بسیار مناسب متفاوت است. افزایش حضور پروتئوباکتری ها ارتباط مثبتی با شتاب سن در مردان دارد، که ممکن است بر پیری اپی ژنتیک تأثیر بگذارد، در حالی که ضد التهاب Anaerostipes hardus همبستگی منفی نشان می دهد.

در زنان، شتاب سن مرتبط است Dorea longicatena، Bacteroides uniformis، و باکتریوئیدهای ولگاتوسکه با خطرات متابولیک و شدت کولیت اولسراتیو همراه است. Fusicatenibacter saccharivorans با VO2max در مردان همبستگی مثبت دارد، در حالی که Eubacterium Sp. CAG 180 بر عملکرد فیزیکی تأثیر منفی می گذارد.

*اطلاعیه مهم: medRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان اطلاعات قطعی، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت تلقی شوند.