abstract

În ultimele decenii, hipertensiunea a devenit o povară majoră la nivel mondial pentru sănătate și una dintre cele mai frecvente boli cronice la vârstnici. [1] Capacitatea redusă de performanță este o condiție prealabilă pentru persoanele în vârstă. Stresorii minimi provoacă tulburări funcționale la persoanele care suferă de fragilitate fizică, un sindrom geriatric care crește vulnerabilitatea unui individ. [2] Până în prezent, dovezile privind validitatea intervențiilor pentru a preveni fragilitatea persoanelor în vârstă sunt rare. [3] Prin urmare, sunt necesare urgent studii pentru a obține o înțelegere mai profundă a factorilor patogeni care contribuie la această afecțiune.

metode

Populația de studiu

Studiul a inclus 56 de pacienți hipertensivi din Hangzhou, un mare oraș modern din sudul Chinei, care s-au prezentat voluntar. Au fost incluși pacienții care au îndeplinit următoarele criterii: pacienți diagnosticați cu hipertensiune arterială primară; vârsta cuprinsă între 65 și 80 de ani; și a trăit independent. Criteriile de excludere au fost: orice discrepanțe pentru exercițiile cardiopulmonare (CPET), hipertensiunea arterială necontrolată în ciuda terapiei medicale, fumatul, infecția, cancerul, accidentul vascular cerebral, boala arterelor periferice, insuficiența renală, retenția de apă, tulburările endocrine (de exemplu boli tiroidiene și glandulare) sau boala malabsorptivă a intestinului . În plus, pacienții nu au primit niciun tratament laxativ, antidiareic, steroidal, probiotic sau antibiotic în ultimele 3 luni. Caracteristicile demografice, clinice și funcționale ale participanților sunt prezentate în Tabelul 1. În plus, nu au fost observate diferențe semnificative statistic în consumul de droguri între grupuri (Tabelul suplimentar 1).

Tabel în dimensiune completă

Acest studiu a fost aprobat de Comitetul de Etică Medicală al Spitalului Zhejiang și procedurile au fost efectuate în conformitate cu Declarația de la Helsinki. Toți participanții au acordat consimțământul scris în scris. Studiul a fost înregistrat în Registrul chinez de studii clinice (ChiCTR-IOR-17011799).

Evaluarea parametrilor clinici

Variabilele antropometrice au fost măsurate și indicele de masă corporală (IMC) a fost calculat conform următoarei formule: greutate/înălțime ². Variabilele de sânge au fost determinate în probele de sânge venos în post. CPET (Cosmed, Roma) a fost realizat conform protocolului Bruce standard pentru a evalua consumul maxim de oxigen (vârf VO2), rata capacității de încărcare.

Prelevarea de probe și extracția ADN-ului

Probele proaspete de scaun au fost colectate în tuburi standard de colectare a scaunului la o zi după înscriere și depozitate la -80 ° C. ADN-ul a fost extras din probele fecale conform QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Hilden). Toate probele de ADN au fost congelate la -80 ° C până la procesarea ulterioară.

16 cu ARRNA PCR și secvențierea

Probele de ADN extrase au fost utilizate ca șablon pentru a amplifica regiunea V4 a bacteriei 16 cu gena ARNr folosind primerii specifici (515 F5'-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3 'și 806 R5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3') cu un cod de bare. [14] PCR a fost efectuată în reacții de 30 μl cu 15 μl Phusion® High-Fidelity PCR Master Mix; 10 ng de ADN șablon, 3 μl (6 μM) de primeri înainte și invers și 2 μl de H 2 O. Ciclarea termică a constat într-o denaturare inițială la 98 ° C timp de 1 minut, urmată de 30 de cicluri de 98 ° C timp de 10 s, 50 ° C timp de 30 s, 72 ° C timp de 30 s și o extensie finală la 72 ° C timp de 5 minute. După cuantificare și calificare, ampliconii au fost amestecați în raporturi de echidistanță. Probele au fost apoi purificate folosind trusa de extracție a gelului Qiagen (Qiagen, Hilden). Bibliotecile de secvențe au fost preparate folosind trusa de preparare a probelor fără ADN-ul PCS TruSeq® (Illumina, San Diego) conform instrucțiunilor producătorului. Calitatea bibliotecii a fost apoi evaluată pe un fluorometru (Thermo Scientific) și un Agilent Bioanalyzer 2100 pe un instrument 2.0. În cele din urmă, biblioteca a fost secvențiată pe platforma IlluminaHiSeq2500 și au fost generate 250 de perechi de capete împerecheate.

Analiza secvenței

Citirile perechi din fragmentele originale de ADN au fost combinate utilizând software-ul FLASH. Secvențele au fost analizate folosind pachetul software Quantitative Insights Into Microbial Ecology (QIIME), iar scripturile Perl interne au fost utilizate pentru a analiza diversitatea alfa (în eșantioane) și beta (între eșantioane). Secvențe cu similaritate ≥97% au fost atribuite acelorași unități taxonomice operaționale (OTU). Pentru fiecare OTU, am selectat secvențe reprezentative și am folosit clasificatorul RDP pentru a indica informațiile taxonomice pentru fiecare secvență reprezentativă. Abundența relativă a fost calculată la nivelul tulpinii și genului. Am unificat tabelul OTU și am calculat trei valori pentru a calcula diversitatea alfa: speciile observate, Chao1 și indicele Shannon. QIIME calculează atât valorile unifrac ponderate, cât și cele neponderate, care sunt măsuri filogenetice ale diversității beta. Graficul la distanță a fost reprezentat grafic folosind metoda scalării multidimensionale nemetrice (NMDS). Testele au fost efectuate cu magnitudinea efectului analizei discriminante liniare (LDA) (LefSe) și ANOSIM.

statistici

Testul chi-pătrat a fost utilizat pentru a analiza datele de calcul. Datele continue au fost comparate de ANOVA și testul LSD-t a fost utilizat pentru comparații multiple. Dacă datele numerice au încălcat distribuția normală și omogenitatea varianței, s-a folosit un test Kruskal-Wallis H neparametric pentru a compara datele între grupuri și s-a folosit un test Dunn-Bonferroni pentru comparație post hoc. Pentru a calcula corelațiile liniare între variabile, a fost calculat coeficientul de corelație Spearman. Toate analizele statistice au fost finalizate utilizând software-ul SPSS 19.0. Analizele statistice ale datelor secvenței au fost efectuate folosind pachetul R (versiunea 2.15.3) și instrumente precum Chao 1, Simpson, Shannon, scalarea multidimensională nemetrică (NMDS), ANOSIM și LefSe. P 0,05). În ceea ce privește diversitatea beta, care reprezintă diferențe interindividuale, graficele NMDS bazate pe distribuția OTU au arătat distribuții parțiale suprapuse între fiecare grup (Fig. 2) și mostrele Weber A au fost încă separate de celelalte grupuri (comparațiile ANOSIM în perechi au generat R> 0,5, p

asociată

A Abundențe relative ale primelor 10 filuze după compoziție în fiecare probă. b Cantitatea relativă de primii 10 fili după compoziție în trei grupuri. c Este afișat numărul celor mai importante 35 de bacterii la nivelul genului din fiecare grup. Harta de căldură este codificată pe culori pe baza liniei Z-score. Grupurile cu cea mai mare și mai mică incidență a bacteriilor sunt prezentate în roșu și albastru

Imagine la dimensiune completă

Grafic de ordonare a scalării multidimensionale nesimetrice (NMDS) a probelor Weber A, Weber B și Weber C. Alinierea s-a bazat pe diferența Bray-Curtis calculată cu date la nivelul OTU. Fiecare punct reprezintă un eșantion; cu cât aceste puncte sunt situate mai aproape, cu atât sunt mai asemănătoare compozițiile microbiene ale probelor

Imagine la dimensiune completă

Rezultatele analizei LefSe (scor LDA> 4, 0, p

Analiza LefSe a fost utilizată împreună cu analiza discriminantă liniară (LDA) pentru a identifica indicația bacteriană din grupuri. Weber B vs. Weber C, ( b ) Weber A vs. Weber B, ( c ) Weber A vs. Weber C, ( d ) Weber A vs. Weber B + C a ( e ) Weber B vs. Weber C

Imagine la dimensiune completă

Capacitatea de încărcare redusă este legată negativ de microflora intestinală nucleară

Am determinat în continuare corelațiile dintre microbioza intestinală nucleară și parametrii clinici ai pacienților (Tabelul 2). Numărul bacteriilor Lactobacillales, Eubacterium_hallii_group și Blautia au fost corelate pozitiv cu nivelurile CRP (r = 0,385, p = 0,003; r = 0,296, p = 0,027 și r = 0,268, p = 0,046; respectiv), în timp ce Alcaligenaceae s-au corelat negativ cu nivelurile CRP (r = −0, 294, p = 0, 028). Numărul bacteriilor Lactobacillales, Blautia, Ruminococcu s_sp._5_1_39BFAA și E. coli corelat negativ cu VO2 maxim/kg (r = -0, 284, p = 0,034; r = -0, 290, p = 0, 030; r = -0.273, p = 0.042 și r = -0.355, p = 0.007), în timp ce Alcaligenaceae s-au corelat pozitiv cu nivelurile maxime de VO 2/kg (r = 0, 318, p = 0,017). Între timp, numărul de E. coli a fost corelat negativ cu VO2/kg la AT (r = −0, 364, p = 0,006).

Tabel în dimensiune completă

discuţie

Pe baza colectării dovezilor obținute din studii recente, disbioza intestinală induce o stare cronică de inflamație sistemică de grad scăzut care joacă un rol cheie în fiziopatologia BCV, inclusiv hipertensiunea. [7, 16] Hipertensiunea este o boală cronică care este considerată un factor major de risc pentru dezvoltarea și progresia BCV și are o rată scăzută de control și o prevalență ridicată la mai multe populații, în special la persoanele în vârstă din țările în curs de dezvoltare. [17] Pe de altă parte, exercițiul este probabil cea mai promițătoare abordare non-farmacologică pentru prevenirea și tratamentul hipertensiunii, iar nivelurile optime ale capacității de efort sunt asociate cu mortalitate și morbiditate mai scăzute a tuturor bolilor cardiovasculare. [18, 19] Interesant, au fost identificate legături puternice între influența vârstei și fragilitate asupra compoziției și funcției microbiomului intestinal. [20] Prin urmare, am investigat relația dintre microflora intestinală și capacitatea de efort la pacienții vârstnici cu hipertensiune.

În concluzie, o corelație negativă remarcabilă între capacitatea de încărcare redusă și abundențele taxonomice specifice. Disbioza intestinală joacă un potențial rol patogen în reducerea capacității de exercițiu a pacienților vârstnici cu hipertensiune. Sunt necesare cercetări suplimentare în acest domeniu pentru a furniza dovezi suplimentare în sprijinul dezvoltării unei noi terapii sau strategii specifice pentru ameliorarea acestei afecțiuni.

Mulțumiri

Această lucrare a fost susținută de subvenții de la Fundația Națională pentru Științe din China (31670701), Biroul pentru sănătate din provincia Zhejiang (2018KY852 și 2018KY194) și Proiectele tradiționale și științifice chineze din provincia Zhejiang (2018ZB004).