Inter-individual variance in colonic fermentation: understanding gastrointestinal responses for future personalized management of gastrointestinal symptoms
Creators: name: Τσεκιτσίδη, Ειρήνη Τριαντάφυλλου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Γαστρεντερικά συμπτώματα
Λιπαρά οξέα μικρής αλύσου
Δια-ατομικότητα
Gastrointestinal symptoms
Short Chang Faty Acids
Inter-individuality

description: The onset of gastrointestinal symptoms is particularly prevalent worldwide, highlighting the urgent need to understand the relationship between colonic fermentation processes and gastrointestinal responses. To investigate how individual characteristics, microbiota-derived metabolites, and the gut environment, are associated with gastrointestinal symptoms data from the 9-day observational study PRIMA were used. During the study, participants registered their dietary intakes and bowel movements. Furthermore, a daily collection of faecal and urine samples was held, and Short-chain Fatty Acids were obtained via targeted liquid chromatography-mass spectrometry. A standardized meal test was done on day 2. On days 3 and 5, participants consumed sweetcorn, and their intestinal transit time was estimated. Segmental transit times and gut pH were assessed in a subgroup of the participants by SmartPill Wireless Motility Capsule, following the meal test on day 2. Intestinal gasses and blood samples were collected on days 2 and 9. Sixty-one healthy adults took part in the study (43 females and 17 males) and a subgroup of 50 participants underwent SmartPill monitoring. Among the participant, great individuality characterized the microbiota-derived metabolites (SCFAs: CV= 73.91%, fasting hydrogen: CV= 96.97%, fasting methane: CV&gt;100%), the intestinal transit time (segmental whole gut transit time: CV= 46.17%, sweetcorn transit time: CV= 65.99%), and the dietary intake (CV= 34.52%). Focusing on gastrointestinal symptoms, there was a negative association between constipation and both butyrate (r= -0.35, p= 0.036) and energy intake (r= -0.33, p= 0.009). On the other hand, fruit intake was positively correlated to stomach air (r= 0.33, p= 0.011). Furthermore, negative correlations were found between age and Total GIS (r= -0.33, p= 0.009), bloating (r= -0.41, p= 0.001), or stomach air (r= -0.36, p= 0.005). No associations were found between gastrointestinal symptoms and gut environment (pH, transit time) or intestinal gasses. Altogether these results suggest that variations in colonic fermentation are associated with gastrointestinal symptoms, which brings us closer to achieving personalized management of such symptoms.
description: Η εμφάνιση γαστρεντερικών συμπτωμάτων είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη παγκοσμίως, υπογραμμίζοντας την επείγουσα ανάγκη για την κατανόησης της σχέσης μεταξύ των διεργασιών ζύμωσης του παχέος εντέρου και των γαστρεντερικών αποκρίσεων. Για να διερευνηθεί πώς τα ατομικά χαρακτηριστικά, οι μεταβολίτες της πέψης και το περιβάλλον του γαστρεντερικού σωλήνα σχετίζονται με την εκδήλωση γαστρεντερικών συμπτωμάτων, χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από την 9ήμερη μελέτη παρατήρησης PRIMA. Κατά τη διάρκεια της μελέτης, οι συμμετέχοντες κατέγραψαν τις διατροφικές τους προσλήψεις και τις κενώσεις τους. Πραγματοποιήθηκε καθημερινή συλλογή δειγμάτων κοπράνων και ούρων, ενώ τα λιπαρά οξέα μικρής αλύσου μετρήθηκαν μέσω στοχευμένης υγρής χρωματογραφίας - φασματομετρίας μάζας. Ένα τυποποιημένο γεύμα καταναλώθηκε την 2η ημέρα, ενώ την 3η και 5η ημέρα οι συμμετέχοντες κατανάλωσαν καλαμπόκι και εκτιμήθηκε ο χρόνος εντερικής διαμετακόμισης. Οι τμηματικοί χρόνοι διέλευσης και το pH του εντέρου αξιολογήθηκαν σε μια υποομάδα των συμμετεχόντων, μετά το τυποποιημένο γεύμα της 2ης ημέρας, με παρακολούθηση μέσω SmartPill Wireless Motility Capsule. Εντερικά αέρια και δείγματα αίματος συλλέχθηκαν την 2η και 9η ημέρα. Εξήντα ένα υγιείς ενήλικες έλαβαν μέρος στη μελέτη (43 γυναίκες και 17 άνδρες) και μια υποομάδα 50 συμμετεχόντων υποβλήθηκαν σε παρακολούθηση SmartPill. Μεταξύ των συμμετεχόντων, μεγάλη δια-ατομικότητα χαρακτήρισε τους μεταβολίτες της πέψης (SCFAs: CV = 73,91%, υδρογόνο νηστείας: CV = 96,97%, μεθάνιο νηστείας: CV&gt;100%), τον χρόνο γαστρεντερικής διέλευσης (συνολικός τμηματικός χρόνος διέλευσης: CV = 46,17%, χρόνος διέλευσης καλαμποκιού: CV = 65,99%) και τις διατροφικές προσλήψεις (CV = 34,52%). Εστιάζοντας στα γαστρεντερικά συμπτώματα, υπήρξε αρνητική συσχέτιση μεταξύ της δυσκοιλιότητας και τόσο του βουτυρικού οξέος (r= -0,35, p= 0,036) όσο και της ενεργειακής πρόσληψης (r= -0,33, p= 0,009). Η πρόσληψη φρούτων συσχετίστηκε θετικά με τα αέρια του στομάχου (r= 0,33, p= 0,011). Επιπλέον, βρέθηκαν αρνητικές συσχετίσεις μεταξύ της ηλικίας και του συνολικού GIS (r= -0,33, p= 0,009), του φουσκώματος (r= -0,41, p= 0,001) ή του αέρα του στομάχου (r= -0,36, p= 0,005). Δεν βρέθηκαν συσχετίσεις μεταξύ γαστρεντερικών συμπτωμάτων και περιβάλλοντος εντέρου (pH, χρόνος διέλευσης) ή εντερικών αερίων. Συνολικά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι δια-μεμονωμένες παραλλαγές της ζύμωσης του παχέος εντέρου σχετίζονται με γαστρεντερικά συμπτώματα, γεγονός που μας φέρνει πιο κοντά στην επίτευξη εξατομικευμένης διαχείρισης των γαστρεντερικών συμπτωμάτων.