Background. It is known that the gut microbial community has a significant impact on the health of the host organism. It has been shown that changes in the composition and metabolic potential of the microbiota occur in people with obesity and diabetes type 2 (T2D). However, the impact of the microbiota on metabolic changes after bariatric surgery remains unclear.
Aim. To assess the influence of the gut microbiome composition on metabolic parameters in patients with obesity and T2D after bariatric surgery.
Materials and methods. The study included patients with T2D and obesity, who were treated with bariatric surgery (gastric bypass). Before surgery, as well as 6 and 12 months after surgery, the anthropometric, laboratory parameters were measured, feces were collected for analysis of the intestinal microbiota. The microbiota composition was determined through sequencing of the 16S rRNA gene from stool samples. For a subset of patients, the stool metabolome was also studied.
Results. After surgery, there was a significant positive trend in weight loss, glycemia, lipid spectrum parameters, and insulin resistance. However, patients did not achieve target levels of 25(OH) vitamin D and calcium. Taxa were identified whose abundance before surgery was associated with the dynamics of parathyroid hormone and vitamin D. The order Verrucomicrobiales was negatively associated with vitamin D dynamics, while the order Fusobacteriales, which includes hydrogen sulfide producers in the gut, was positively associated with the increase in parathyroid hormone. Interestingly, these bacteria were also elevated in patients with higher total cholesterol levels prior to intervention, whereas other H2S producers in the gut correlated with C-peptide levels. No significant associations between the metabolome and clinical parameters' were found; however, the correlation structure of microbiome and metabolome data in patients with obesity was examined.
Conclusion. The study revealed an association between several intestinal microbiota species and metabolic parameters after bariatric interventions. These results are pilot and, if reproduced, may allow the prediction of the bariatric surgery effects on weight and glycemia based on the composition of the gut microbiota.
Обоснование. Известно, что кишечное микробное сообщество оказывает существенное влияние на здоровье организма хозяина. В частности, показано, что изменения в составе и метаболическом потенциале микробиоты имеют место при ожирении и сахарном диабете (СД). Однако открытым остается вопрос о влиянии микробиоты на изменение метаболических показателей после бариатрических операций.
Цель. Изучить влияние состава микробиома кишечника пациентов с ожирением и СД 2-го типа (СД 2) на динамику лабораторных показателей заболевания после бариатрической операции.
Материалы и методы. В исследование включались пациенты с СД 2 и ожирением ≥2-й степени, методом лечения которых выбрана бариатрическая операция (гастрошунтирование). До операции, а также через 6 и 12 мес у включенных пациентов исследованы антропометрические, лабораторные параметры, собран кал для исследования кишечной микробиоты. Состав микробиоты определен путем секвенирования гена 16S рРНК для образцов стула. Для ряда пациентов также исследован метаболом стула.
Результаты. После оперативного вмешательства наряду со снижением массы тела отмечались значимая положительная динамика гликемии, параметров липидного спектра, снижение инсулинорезистентности. По уровню 25(ОН) витамина D, кальция пациенты не достигали целевых значений. Найдены таксоны, представленность которых до операции ассоциирована с динамикой паратиреоидного гормона и 25(ОН) витамина D. Порядок Verrucomicrobiales отрицательно ассоциирован с положительной динамикой 25(ОН) витамина D, а порядок Fusobacteriales, включающий производителей сероводорода в кишечнике, – положительно с динамикой паратиреоидного гормона. Интересно, что данные бактерии также оказались повышены у пациентов с более высоким уровнем общего холестерина до вмешательства, а другие производители сероводорода в кишечнике – с уровнем С-пептида. Значимых ассоциаций между метаболомом и динамикой клинических показателей не получено, однако изучена корреляционная структура микробиомных и метаболомных данных у пациентов с ожирением.
Заключение. В исследовании выявлена ассоциация ряда представителей кишечной микробиоты и метаболических параметров после бариатрических вмешательств. Полученные результаты являются пилотными и при воспроизведении в будущем могут позволить прогнозировать эффекты хирургического лечения ожирения и СД 2 на основе состава микробиоты.