The modification of gut microbiota composition by dietary intervention: the effect of plant-based and western-type diet

Abstract

Tato dizertační práce zkoumá vztah mezi stravou, střevní mikrobiotou a metabolickým zdravím. Konkrétně se zaměřuje na vztah mezi složením střevní mikrobioty a nepřenosnými metabolickými chorobami, jako je obezita a diabetes 2. typu (T2D). Cílem první studie je posoudit rozdíly ve složení a metabolismu střevní mikrobioty mezi zdravými štíhlými dlouhodobými vegany a omnivory. Studie ukazuje, že zatímco složení střevní mikrobioty se mezi oběma skupinami významně neliší, jsou zde významné rozdíly ve fekálním, sérovém a močovém metabolomu. Tyto rozdíly lze přičíst odlišné dostupnosti substrátů ve stravě, protože veganská strava je spojena s přechodem od proteolytického k sacharolytickému fermentačnímu programu. Naše výsledky podporují hypotézu o odolnosti i metabolické flexibilitě střevní mikrobioty u dospělých jedinců. Kromě taxonomických analýz zahrnuje tato disertační práce také metabolomiku pro vyhodnocení funkčních projevů střevní mikrobioty. Zavádíme novou metodu hodnocení schopnosti střevní mikrobioty produkovat prospěšné metabolity se specifickým zaměřením na syntézu butyrátu pomocí qPCR kvantifikace bakteriální butyryl-CoA:acetát CoA-transferázy. In silico jsme identifikovali lidské střevní bakterie, které jsou vybaveny but genem, navrhli jsme a ověřili šest sad degenerovaných primerů...

This thesis explores the relationship between diet, gut microbiota, and metabolic health, with a particular focus on their association with non-communicable metabolic diseases (NCDs) such as obesity and type 2 diabetes (T2D). The aim of the first study is to assess compositional and metabolic differences in gut microbiota between healthy lean long-term vegans and omnivores. The study reveals that while the gut microbiota composition is not significantly different between the two groups, there are significant differences in the fecal, serum and urinary metabolome. These differences may be attributed to the different availability of substrates in the diet, as the vegan diet is associated with a shift from a proteolytic to a saccharolytic fermentation program. Our results support the hypothesis of both resilience and metabolic flexibility of the adult gut microbiota. In addition to taxonomic analyses, this dissertation also includes metabolomics to evaluate the functional manifestations of the gut microbiota. We introduce a novel method to assess the ability of the gut microbiota to produce beneficial metabolites with a specific focus on butyrate synthesis using qPCR quantification of bacterial butyryl-CoA:acetate CoA-transferase. In silico, we identified bacteria among the human gut microbiota that...