Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Background: It’s decelerated that childhood obesity is a global epidemic since 21st century. General obesity has doubled since 1980 and comes with a distinct increase of mobility and mortality. Obesity also correlate with future consequences in form of different diseases such as metabolic syndrome, cancer and increased risk of chronic diseases and not to mention the increased cost for the society. The condition is undoubtable multifactored and the precise mechanism behind are still incomplete. Previous studies have suggested an indirect pathogenicity of methanogens, favouring other microbes’ growth and in that way correlate in obesity. In this work the aim was to further investigate this possible correlation by analysing levels of methanogens in obsese and lean children. The analysis was made directly in faecal samples and after incubation of feaces in a nutrient solution. The hypothesis was that a small but important difference in methanogenic levels between lean and obese children exist but might be too low to be statistically proven and that an incubation allowing growth of the methanogens would ease the detection and result in a stronger signal.

Methods: The participants in the study was assigned to lean- or obese group depending on S-BMI, a total of 29 participants. Faecal samples and anthropometrical data were collected from the two groups. Levels of methanogens in feaces, non-incubated and after 48h anaerobic incubation in a nutrient solution, was determined by quantitative PCR targeting the 16S-ribosomal RNA. Methanogen groups included in the analysis was Methanobacteriales (MBT), Methanosaetaceae (MST), Methanosarcinaceae (MSC) and Methanomicrobiales (MMB).

Results and conclusion: The results showed a general low abundance of methanogen quantification in the different groups, except for the MBT group. The abundance of MSC, MMB and MST were at the point for detection, making the results quite uncertain. MBT however, were well detected and specific for its selected primers. Furthermore, a correlation between BMI and MBT was significantly lower in the obese group compared to the lean group in the non-incubated samples, and an even greater significance was seen in the incubated samples. The incubation aspect is unique for this study and according to hypothesis highlighted a significant correlation between levels of MBT and BMI. Further studies are needed to understand the importance of methanogens and their activity on effects of diet and obesity in childhood.

Mag-tarmkanalens mående speglar ofta människans hälsa i stort. Koppling mellan tarmflorans komposition och övervikt har i djur- och humana studier visat sig ha en korrelation och forskning pågår just nu avsevärt för att försöka kartlägga sjukdomssamband, maghälsa och tarmflorans inflytande i människans liv. Övervikt är något som ökar runt om i värden och har lett till ett folkhälsoproblem. I denna studie undersöks specifikt övervikt i ung ålder då detta leder till en markant ökad risk för övervikt även i vuxen ålder. Detta indirekt ökar risken till följdsjukdomar som till exempel kroniska tillstånd och metabola syndromet (övervikt och diabetes). Det metalbolasyndromet har bland annat visat sig öka risken för hjärtinfarkt fem gånger jämfört med normalindividen, varför övervikt i unga år är av stor vikt att bekämpa. Övervikt och vem som drabbas har flera orsaker och kartläggningen till dessa mekanismer är fortfarande inte helt klart. Som tidigare nämnt fokuseras mycket forskning inom området på kopplingen mellan övervikt och tarmfloras sammansättning och aktivitet, där bland annat metanogener, olika bakterier samt kortkedjade fettsyror (mikrobiella nedbrytningsprodukter) visat sig ha en korrelation till övervikt. Metanogener producerar metan ifrån väte som frigörs tillsammans med kortkedjade fettsyrorna när olika bakterier fermenterar (bryter ner) kolhydrater. I två tidigare associerade studier gjorda på samma deltagare fann man en ökad nivå av propionat i överviktiga jämfört med normalviktiga barn men ingen tydlig koppling till sammansättningen av olika bakterier. I denna studie kompletteras dessa studier men en analys av metanogener, för att undersöka dessa mikroorganismers potentiella korrelation till övervikt hos barn. Insamling av material i from av avföringsprover och kroppsmätningar ifrån deltagarna samlades in. Där det olika metanogena grupperna sedan mättes i avföringsproverna. En av de metanogena grupperna, som fanns i högst nivå, undersöktes också efter det att mikroorganismerna i avföringsproverna fått växa till sig i en i näringslösning, detta för att få ett mått på individuell potentiell tillväxt av metanogener och för att tydligare kunna identifiera eventuella kopplingar mellan dessa, nivåer och fettsyror och övervikt. Resultaten visade en signifikant skillnad i nivåerna av en specifik metanogen grupp, Methanobacteriales (MBT) hos överviktiga jämfört med normalviktiga barn, men en lägre nivå in de förra. En positiv korrelation fanns också mellan nivåerna av fettsyror och samma metanogen. Denna studie var unik då den studerade tarmflorans sammansättning efter tillväxt i näringslösning, som visade sig ge en större åtskillnad mellan den överviktiga och normalviktiga gruppen. Dock krävs det mer forskning för att slutgiltigt bevisa att halten av metanogener är en riskfaktor för övervikt.