富氢水通过调节空腹血糖受损患者的肠道微生物群从而改善代谢紊乱。一项随机双盲对照临床研究

  国际糖尿病联合会出版的《全球糖尿病调查》第九版揭示了全世界糖尿病病例增加的趋势。2019年,调查发现,大约有4.63亿20-79岁的成年人患有糖尿病。糖尿病的年龄标准化患病率为8.3%,预计到2030年和2045年将分别达到9.2%和9.6%。此外,估计在2019年同一年龄范围内有3.539亿人的空腹血糖受损。预计这一数字在2030年和2045年将分别上升到4.538亿和5.840亿。值得注意的是,近半数(48.1%)的家庭暴力人口年龄在50岁以下,其中很大一部分(28.3%)属于20-39岁年龄段。在受家庭暴力影响人数最多的国家中,中国名列第一,有5450万例,其次是美国3740万例,印度尼西亚2910万例[ 1 ]。最近的流行病学研究表明,中国的糖尿病患病率为11.2%。此外,研究表明,在中国,24至64岁的人中有9.7%患有糖尿病前期,这是由葡萄糖耐量降低和空腹血糖水平降低决定的[ 2 ].

近年来,氢的基础和临床研究(H 2 )医学发展迅速[ 3 , 4 ]。氧化应激是糖尿病并发症的重要病理生理因素[ 5 ,使抗氧化治疗成为糖尿病并发症的一个有希望的途径[ 6 , 7 ]。高血糖引起的线粒体电子泄漏是内源性活性氧(ROS)的一个重要来源,它可能导致血管内皮细胞损伤和多种葡萄糖代谢途径的激活[ 8 ]。据观察,葡萄糖过载可通过氧化应激引起细胞损伤,氧化应激与各种糖尿病并发症的发病机制密切相关[ 5 ]。适当水平的胰岛素分泌可促进胰岛素分泌,过量的胰岛素分泌可引发强烈的氧化应激反应,降低胰岛素基因的表达,并直接损害细胞,最终导致糖尿病及其相关并发症的发展[ 9 ].

到目前为止,大多数关于H的临床研究 2 糖尿病的治疗主要集中在基本的生化参数上。在动物模型中,对富含氢的水的施用(人权观察)已经证明了有益的效果,如减轻体重、肝脏氧化压力、脂肪肝、血糖、胰岛素和甘油三酯水平。这些影响可归因于成纤维细胞生长因子21(FGF21),一种促进脂肪酸和葡萄糖消耗的肝素[ 10 ]。在临床试验中,人权观察显示,通过改变低密度脂蛋白(LDL)的净负电荷、血液中的低密度脂蛋白(VLDL)和尿液中的8-异前列腺素(8-等离子体),修饰的低密度脂蛋白(LDL)胆固醇显著降低。人权观察还与氧化LDL和游离脂肪酸(FFA)水平下降以及血浆脂联素和细胞外超氧化物歧化酶水平上升有关[ 11 ]。此外,人权观察署在减少非酒精性脂肪性肝病患者的肝脏脂肪积累方面显示出与安慰剂相比的潜力[ 12 ]。但是,有关的代谢途径和机制 2尚未被彻底探究。近年来,代谢组学在糖尿病研究中的应用和发展,对糖尿病的发病机制提供了全面而系统的认识。

我们已经发现 2 肠道菌群的产生缩短结肠转运,特别是近端结肠而不是远端结肠[ 13 ]。许多研究也表明肠道微生物介导的H与 2 生产和肠胃疾病以及代谢紊乱。此外,H 2 体外给药对肠道环境,包括短链脂肪酸(SCFA)含量和微生物组成有显著影响。例如,东村等。结果发现用H治疗的小鼠 2 -溶解碱性电解水的丰度增加。维罗萨菌株 MT12,以及高浓度的异丁酸和丙酸。这表明这些特别基金的增加与 维罗萨 压力。此外, 弧线菌属 也显著增加了接受人工呼吸治疗的小鼠,这对肠道固有和适应性免疫系统的成熟起着关键作用[ 14 ]。可能,在H生产受损的情况下 2 由于肠道损伤,外源H 2 通过人权观察可以改变肠道微生物群,改善新陈代谢。今后有必要进一步研究这一假设。

本研究设计为随机双盲安慰剂对照临床试验。通过收集73名IFG患者,并给予其中41名纯净水和32名人权观察干预,我们调查了是否有H 2 可改善葡萄糖代谢异常。此外,从肠道菌群的角度,我们探讨了代谢途径与相关临床效应之间的潜在关系。

2.方法和材料

2.1.主题的筛选和分类

2.1.1. Subjects

该研究共有73名研究对象参与,其中32名研究对象归氢处理组,41名研究对象归纯净水控制组。参与者从锦州医科大学第三附属医院招募。医院道德操守委员会批准了这项研究,道德操守委员会通过了第号意见。Jydsy-kxyj-IEC2020-002。

2.1.2.列入标准

使用了世卫组织在1999年建议的诊断标准----空腹血糖为6.1至7.0毫摩尔/升----来诊断。

2.1.3.排除标准

(1)1型、2型糖尿病及其他特殊类型糖尿病患者。

(2)肝、肾功能明显异常的患者或最近服用影响肝肾功能的药物的患者。

(3)怀孕和哺乳期间的病人。

(4)与其他受试者有血缘关系的受试者。

(5)在研究开始前3年内不在锦州居住。

(6)使用抗氧化剂如维生素E、维生素C、叶酸片等的患者。,在研究开始前3个月内。

(7)在研究开始后1个月内使用抗生素的患者。

(8)其他疾病(如骨折、创伤导致血糖升高等)引起的急性应激状态患者。)。

(9)有酗酒、癌症、HIV感染、中风、心肌梗死等严重慢性病病史的患者。

2.2.学习设计

用于干预的人权观察是温州氢源技术公司生产的。(中国温州)。本研究采用了两批生产。生产日期为2020年5月n9日n和2020年10月28日。安慰剂纯水也由同一公司供应。食品安全监督抽样检验报告标签为DC20330300300932063。使用亚甲基蓝溶解氢浓度测量剂检测氢浓度(日本,藤泽明盛)[ 15 ]。患者在8周的时间里,在每天1升时消费了人权观察(氢浓度:1.4毫克/升)。随机双盲和安慰剂(纯水,无H 2 进行控制[ 12]。在参与试验前后,对患者进行相关临床和实验室检测指标的检测。以下参数在基线(0周)和8周后测量。

2.2.1.基本指数收集

在8周之前和之后收集了患者基本信息调查、慢性病病史等健康状况调查以及身高和血压等体检信息。血液基本测试指标主要包括总蛋白、白蛋白、球蛋白、总胆红素、直接胆红素、肌酐、尿酸、乳酸脱氢酶、肌酸激酶、红细胞计数、血红蛋白、糖化血红蛋白、白细胞计数、血小板等。

为了确保患者的依从性和试验效果,研究小组设计并管理了一个患者问卷应用。在研究开始时,受试者完成了关于基本信息和饮食结构的问卷调查。在整个试验过程中,他们每天的喝水量和体重都是通过一个移动应用程序记录的。病人的面部照片每周收集一次[ 16 ],匹兹堡睡眠质量指数问卷和锻炼习惯问卷每周完成一次。在实验之前,对20名受试者进行了问卷的可靠性和有效性测试。该调查表具有良好的内部可靠性(克伦巴赫的阿尔法=0.783)。凯泽-迈耶-奥尔金采样适足性测量(0.704)和巴特利特球性测试( P 两者都表明,问卷数据适合于因素分析。

2.2.2.葡萄糖代谢相关指标检测

空腹血糖水平是研究中测量的指标之一。一次性真空采血管被用来收集2-3毫升静脉血,这被迅速送到医疗实验室与收集。收集的标本在每分钟3000-5000转的低速度离心3分钟。离心后,用惰性分离凝胶将试样分为两层,上层为血清。如果不能立即检测,则可在分析前将血清冷冻4-8℃,最多48小时。

2.2.3.脂代谢相关指标检测

相关生化指标的检测方法与葡萄糖代谢相关指标相同,包括总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白和非常低密度脂蛋白等。一种腹部肝超声(DC-70,明迪,深圳,中国)用于脂肪肝检测。人体内脏脂肪测量仪(HDS-2000,日本京都市奥姆龙市)被用于内脏脂肪检测。在体检中心进行体重、体重指数和腹围的人工测量。

2.2.4。炎症因子检测

用酶联免疫吸附法检测了血清白细胞介素-1VIN、白细胞介素-2、白细胞介素-6和TNF-A的含量。有限公司根据制造商的协议。

2.2.5.代谢相关指标检测

利用质谱检测项目检测氨基酸、脂肪酸和肉碱。采用主成分分析无监督模型和偏最小平方鉴别分析(PLS-DA)监督模型,通过使用瑞典UMAR-P12.0(UMISI,UMEMA)来评价糖尿病的整体代谢学改变,并确定糖尿病的重要变量。此外,还计算了预测值的重要性,这意味着变量对人权观察与安慰剂组之间差异的贡献。在这项研究中,使用重要人物值来筛选生物标记物。用200个迭代的置换试验验证了PLS-DAA模型的合理性。通过夏皮罗-威尔克试验,检测了患者和健康个体所有参数的正常性。A t -测试用于检测不同群体之间的差异。此外,还对非参数变量进行了曼-惠特尼试验。采用基于本贾米尼-豪姆的错误发现率(FDR)来调整 P 多假设检验的价值[ 17 ]。利用火山块来选择生物标记物。调整后的贵宾1的参数 P -应用值&t;0.05和折变(FC)&t;1.2或FC<-1.2来选择重要的代谢产物。选定的生物标记物用于筛选纯净水和人权观察团体的重要生物标记物[ 18 ]。统计分析是使用战略支助系统软件(美国,纳卡里)进行的。

2.2.6。肠道菌群检测

对于肠道菌群的检测,根据临床葡萄糖和脂肪酸相关指标,我们选择了人权观察组葡萄糖和脂肪肝明显减轻的8名参与者,以及安慰剂组葡萄糖和脂肪肝没有改善的4名参与者。在安慰剂组和人权观察组中,用无菌粪便收集器对12名患者进行治疗前后的24个新鲜粪便样本进行了采集。样品被立即放置在冰面上,样品的中间和内部部分被拦截并分类,然后在-80℃时储存,直至分析。粪便样本被送到了生物树公司。有限公司(中国上海)进行肠道微生物分析。简而言之,利用天安普细菌试剂盒(北京天根生化技术)提取DNA时使用的粪便是0.25~0.5克。根据制造商的指示[19]。利用引物338F5'-ACTCTCTAGGCACAC-3'和806R5'-GGactachvgggtwtctaat-3',采用PCR方法对细菌16个RNAV3-V4区进行了扩增。当安慰剂组的一名参与者和人权观察组的两名参与者退出时,最终有3名参与者在安慰剂组,6名参与者在人权观察组,总共18个样本用于进一步分析。本文采用光学分析法对纯化后的PCR产物进行了序列分析。原始的FSTQ文件是使用1.9.1版本进行质量筛选的。操作单元(OTUS)使用USAR(10.0版)进行了97%相似性的聚集。以SILVA.132为参考数据库,以70%的置信阈值,用贝叶斯分类器分析了16S基因序列的亲缘关系。

2.3.统计分析

用SPSS26.0(SPSS公司)对血液测试指标数据进行统计分析。,美国,芝加哥),和印刷板棱镜9.0(印刷板软件。(美国加利福尼亚州圣地亚哥市)被用来绘制统计图表。符合正态分布的连续变量以平均值(平均数)的平均数标准误差表示,而非正态变量则以四分位数范围(中位数)的中位数表示。用未分配样本对满足正态分布的变量进行比较 t 测试和抽样 t 根据实验设计,分别用曼恩-惠特尼试验和威尔科克森签名等级和试验,比较了不符合正态分布的变量。P以0.05为标准,判断两组间差异是否显著.O2PLS模型是利用SIMCA软件(瑞典,UGINS)来检测微生物群和代谢物之间的联系。在O2PLS模型中,微生物群数据被定义为X矩阵,代谢物数据被定义为Y矩阵,通过将数据从X矩阵映射到Y矩阵,评估了微生物群数据与代谢物之间的联系。用皮尔森相关性测试了微生物群和代谢物之间的关系,并通过R软件(3.6.1版)(美国帕洛阿尔托,加利福尼亚州,阿洛)进一步可视化了结果。

3. Results

3.1.调查对象的筛选及问卷调查结果

共有106名接受IFG培训的学生,年龄从35岁到55岁不等,约50%为男性和女性。经核实,7个不符合列入标准的主体被排除在外。由于各种因素,辍学组共有26人,正常组共有73人,其中氢处理组32人,纯水控制组41人( 图1 )。研究对象的基线特征载于 表S1 .

Figure 1. 参与者注册/跟进流程图。

H 2 在检测到人权观察产品生产后的5天、1个月、2个月和4个月的浓度,所有这些浓度都达到了包装标签中1.6毫克/毫升的氢浓度。氢浓度达到1.4毫克/毫升的实验要求,而安慰剂水不含H 2 ( 图S1 ).

在我们的研究中,大多数受试者的饮食习惯相对正常,而且一般都有吃早餐的习惯。约85.4%的被调查者报告说他们经常吃早餐,12.6%的人偶尔吃早餐,只有1.9%的人很少或从不吃早餐。水果和蔬菜的摄入量很好,尽管品种可能更丰富。坚果的摄取量应该增加.大多数参与者很少吃零食和冷饮。共有76.7%的受试者有相对规律的饮食,很少或没有午夜零食,63.1%的受试者饮食中没有零食和冷饮,也没有人每天吃零食或喝冷饮。纯净水的摄入量很高,大多数人保证每天喝足够的水。数据可透过 https://jinshuju.net/f/yPQjDP/r/pIUqO7 (accessed on 1 June 2022).

研究对象的睡眠质量总体良好,对睡眠辅助工具的需求也很少。大多数被调查者报告说,他们感到清醒和精力充沛,但没有睡意。共有52.7%的研究对象认为他们的睡眠质量更好,29.9%的研究对象认为他们的睡眠质量好,14.6%的研究对象认为他们的睡眠质量差。共有96.1%的受试者不需要药物催眠,超过半数的受访者(55.4%)报告说在过去的一周里不经常感到困,20.2%的人每周感到一两次困。由于个人工作量和其他原因,大多数受试者的体力活动有限,锻炼时间也不确定,通常只限于晚上。大多数科目对锻炼的重要性认识不足,对锻炼的要求也很少。在这项研究中,45.8%的被试偶尔锻炼,24.9%的被试每周锻炼2至3次,21.9%的被试每周锻炼4次以上,每周锻炼一次的人数至少只有7.4%。超过半数的参与者(51.3%)更喜欢在夜间锻炼,32.9%的参与者对锻炼时间不确定,只有5.6%的参与者选择在下午锻炼。数据可透过 https://jinshuju.net/f/b6YifU/r/XdEaSw (accessed on 1 June 2022).

3.2.人权观察对葡萄糖代谢相关指标的影响

这些被试是根据包括标准(斋戒血糖6.1-7.0mmol/l)选择的,而不是他们对正态分布的坚持。因此,我们首先验证了每个指标是否遵循正态分布,并根据数据属性选择了更合适的测试。接受人权观察和安慰剂治疗8周后,人体成分和生物标记物的变化显示在 表1 .人权观察组空腹血糖水平明显下降,但安慰剂水组在8周后也出现下降;然而,人权观察组空腹血糖水平下降更明显( 图2 a)治疗8周后,在正常范围内(<6.1mmol/l)的有效率显示在 图2B.人权观察组为68.8%(22/32),安慰剂组为53.8%(22/41),在8周后恢复到正常血糖水平,但人权观察组与安慰剂组之间没有显著差异。

Figure 2. 人权观察对葡萄糖代谢相关指标的影响。( A 在八个星期的治疗后,每个组之间的空腹血糖变化(曼恩-惠特尼试验和威尔克森试验)。( B )治疗8周后在正常范围内的有效比率(皮尔森奇方)。*每组0周至8周之间差别很大(*: P ≤ 0.05; ***: P 0.001)。#人权观察与安慰剂组在同一周有显著差异(#: P 。黑点表示样品值.

Table 1. 治疗8周后,人权观察和安慰剂组之间的身体成分和生物标记物的变化。

3.3.人权观察对脂代谢相关指标的影响

在研究开始时,安慰剂组的19名受试者和人权观察组的16名受试者都有脂肪肝。在8周的治疗后,人权观察组共减轻了62.5%(10/16),安慰剂组减少了31.6%(6/19),发现略有显著差异( 图3 a)在8个星期的人权观察治疗后,所有患者的内脏脂肪组织显著减少,但与异常患者(内脏脂肪组织:100厘米)相比,单独治疗后的内脏脂肪组织明显减少。2 在研究开始时,各组别间并无显著差异( 图3 b,c)。在8周的治疗后,体重显著增加,但这种增加在安慰剂组比人权观察组更为明显( 图3 D).

Figure 3. 人权观察对脂代谢相关指标的影响。( A )在8周的治疗后,研究开始时,对脂肪肝异常患者缓解症状的有效比率(皮尔森奇方)。( B )在八个星期的治疗后,所有患者的内脏脂肪组织都发生了变化(曼恩-惠特尼试验和威尔科克森试验)。( C )在八个星期的治疗后,一开始出现异常内脏脂肪组织的患者的变化(配对和未配对 t -test). ( D (接受8周的治疗后,体重发生了变化(曼恩-惠特尼测试和威尔克森测试)。*每组0周至8周之间有很大差别(*: P ≤ 0.05; ***: P 0.001)。黑点表示样品值.

3.4.人权观察对肠道微生物群的影响

通过对18个样品的排序,共获得1439422对读数,经平头读取质量控制和拼接后,共产生1432945个干净读数。每个样品至少有79,275个清洁读数,平均有79,608个清洁读数。研究表明,在安慰剂治疗前后的细菌群数量没有显著变化( 图4 a)五氯苯甲醚分析表明,每组样品没有很好地分离;因此,采用PCOA法进一步分析样品,每组样品之间有明显的分离( 图4 B).

Figure 4. 人权观察对8周后肠道微生物群的影响。( A 辛普森-多样性指数分析。( B 五氯苯甲醚和PCOA分数。( C 门和属水平微生物成分和丰度分析。( D )人权观察对肠道菌群的影响。( E )留在每组的主要植物区系分析。每个环代表下一个分类层次(门至属)。( F )利夫塞分析结果(LDA⋙10)。数据以平均数为单位,用单向变异数分析和图基的后特别试验进行评价(*: P ≤ 0.05; **: P ≤ 0.01; ***: P ≤ 0.001, ****: P ≤ 0.0001).

在门的层次上, 长管 , 变形杆菌 , 放线菌 , 细菌类 , 伤寒菌 , 神经槽 , 蓝藻 , 小细菌 , 酸性菌 ,以及 微生物 是非常丰富的。在属水平上,与安慰剂组相比,人权观察组的微生物多样性增加,但两组间无显著差异。另外, 粪杆菌 , 粒粒 , 志贺氏菌 , 双歧杆菌 , 阿克曼斯 , 布劳西亚 , 无脑杆菌 , uncultured_bacterium_f_Enterobacteriaceae , 罗布西亚 ,以及 Erysipelotrichaceae_UCG-003 是非常丰富的细菌( 图4 C).

通过方差分析,我们筛选了人权观察组治疗前后的不同植物区系,以及安慰剂组和人权观察组治疗后的差异。与安慰剂组相比,人权观察显著增加了各属的相对丰度。脱氯单胞菌 , 甲氧基 , 脱氯瘤 , 杜鹃科 , 微生物 , 托埃拉 , 单口鱼 , 特雷莫纳斯 , 黄杆菌属 , 氢体 和 酸旋涡 ,同时显著降低属的相对丰度 醋酸杆菌 和 长线 ( 图4 (d)莱夫塞分析发现安慰剂组和人权观察组的主要微生物分布。人权观察组包括家庭、属和物种三个主要细菌群,即: 梭兰科 , swine_fecal_bacterium_SD_Pec10 ,以及 Clostridium_sensu_stricto . ( 图4 E,F).

3.5.肠道微生物群和代谢物之间的相关分析

建立了O2PLS模型,以分析安慰剂水和氢水组中不同代谢物和肠道微生物之间的联系。由于没有明显不同的代谢产物被检测到串联质谱法( 表S2 ),我们为O2PLS模型选择了安慰剂水和氢水组之间所有检测到的代谢产物。O2PLS模型中的肠道微生物是两个组在属水平上的不同微生物群。代谢物及肠道菌群类别载于 图5 A.该模型的R2值和Q2值分别为0.502和0.244,这表明O2PLS模型可用于代谢物微生物群的分析和预测( 图5 B). The VIP values of the metabolites were ranging from 0.011 to 1.744. Among them, 36 metabolites had VIP values > 1.0, highlighting C5, Asn, Trp, Ser, C16, Lys, C8/C10, C18:2, C5DC, C18, C5/C0, C5-OH, C4, C18:1, C5/C2, Val/Phe, C6, and C10:2 as important downstream metabolites influenced by changes in intestinal flora due to HRW ( 图5 c)为了进一步探讨肠道菌群与这些代谢物(VV&T;1.0)之间的相互作用,进行了皮尔森相关分析。它揭示了16S分析获得的肠道微生物之间的高度相关性,包括 醋酸杆菌 , 脱氯单胞菌 , 脱氯瘤 , 黄杆菌 , 氢体 , 微生物 , 甲氧基 , 长线 , 单口鱼 , 特雷莫纳斯 , 托埃拉 ,以及 uncultured_ bacterium_f_Rhodocyclaceae, and nine metabolites, C5, Asn, Trp, Ser, Lys, C8/C10, C18:2, C5/C0, and C4-OH were highly correlated ( 图5 D).

Figure 5. 基于O2PLS模型的肠道微生物群与代谢物的相关分析。( A )代谢物及肠道菌群类别;( B )O2PLS模式分数;( C )代谢物的重要人物值;( D 皮尔森肠道菌群和代谢物相关分析。大圆周表示强相关,小圆周表示弱相关。比例尺的颜色代表相关性,蓝色表示正相关,红色表示负相关(白星表示显著相关,*: P ≤ 0.05; **: P ≤ 0.01).

4. Discussion

在这项研究中,我们证实了8周的人权观察摄入量降低了血清空腹葡萄糖水平,人权观察组和安慰剂组之间存在显著差异,提示H- 2 对IFG患者血糖调节有潜在的影响。

不过,与进一步的临床研究不同[ 11 , 20 ],我们的结果显示,即使是安慰剂的水处理也会在8周后导致空腹血糖的减少,可能是出于以下原因:(1)受试者都是通过健康人的身体检查招募的。许多因素可导致葡萄糖水平在IFG阶段波动[ 21 ]。在知道自己有IFG后,受试者可能会更加关注自己的健康状况,从而提高血糖水平。(2)在受试者注册参加临床试验后,为确保其依从性,我们设计了一个问卷在线填充系统,并附有相关信息和膳食结构问卷。在某种程度上,它可能干扰了受试者的饮食、睡眠、锻炼和其他日常习惯和风格,促进更健康的生活方式选择,而这些选择可能对血糖水平产生积极影响[ 5 ]。(3)问卷结果显示,受试者一般有良好的睡眠质量,这有助于更好地控制血糖。此外,研究还发现,充足的水摄入对糖尿病有预防作用,而黄连素是一种潜在的机制。喝水刺激黄皮素的分泌,增加ACTH和皮质醇的分泌,促进糖原溶解和糖原生成,调节胰岛素和高血糖素的分泌。所有这些因素有助于预防和治疗代谢性疾病,包括糖尿病[ 22 , 23 , 24]。在我们的研究中,受试者每天额外消耗1000毫升水,确保充分的水化,并有可能提高葡萄糖代谢和降低血糖水平。这些因素共同有助于观察到的空腹血糖水平的降低,即使在安慰剂组,突出了生活方式改变和水化在血糖调节中的重要性。

关于人权观察对血脂代谢的影响,我们发现人权观察与安慰剂组相比,能缓解脂肪肝。有意思的是,总共31.6%(6/19)的安慰剂组被缓解。此外,人权观察可以减少8周后所有受试者的内脏脂肪组织,但对于异常的内脏脂肪组织,趋势不显著。这可能是由于不正常的患者数量有限,或需要更长的治疗期,以便与人权观察观察观察重大的变化。然而,我们的研究结果提供了证据,证明人权观察在减少脂肪肝方面发挥了重要作用。这表明它有潜力作为改善血脂代谢和肝脏健康的治疗措施。进一步的研究,大样本规模和较长的治疗时间,可能提供更多的结论性结果的影响,人权观察对内脏脂肪组织的异常水平。

在一次为期四周的临床试验中,治疗组之间在体重、体重指数和身体周长变化方面没有显著差异。与安慰剂组相比,H 2 可分别减少体脂百分比及臂脂指数,表明氢能减少体脂,但不会减少体脂[ 25]。然而,在本研究中,人权观察组和安慰剂组的体重都显著增加。然而,安慰剂组的增加更为明显。这可归因于9月至2月在中国北部地区进行的审判的时间和持续时间。在这一季节性转变过程中,出现了可能影响人体能量需求的重大温度变化。与夏季相比,冬季人体食欲普遍改善,人体基础代谢率较低,能量更有可能作为脂肪在体内积累;因此,受试者似乎增加了体重。在解释研究结果和了解人权观察对体重的影响时,必须考虑到这些因素。

其他研究报告说,人权观察可以降低血清LDL和APOB水平,同时改善流行病病患者的高密度脂蛋白胆固醇功能,减少氧化应激,并可能对预防潜在的代谢综合征产生有利作用[ 12 ]。然而,在目前的试验中,APOB的变化并不明显。在接受人权观察治疗后,一开始有异常总胆固醇(TC)下降的趋势,但由于患者数量少或时间短,没有显著差异。在本试验中,高密度脂蛋白和低密度脂蛋白无显著变化。结果表明,氢在治疗肥胖中的作用需要进一步讨论。

越来越多的证据显示,人类微生物群,特别是胃肠道微生物群,在2型糖尿病及其并发症的病因和病理结果中具有潜在作用[ 26 ]。在我们的实验中,对不同群体的细菌组成和结构的分析显示了不同群体之间的差异。通过方差分析和莱西分析,在属水平上,分别筛选了人权观察组和人权观察组前后的不同植物区系,以及安慰剂后的安慰剂组。此外,许多研究表明,肠道微生物群通过操纵肠道和其他组织的新陈代谢来调节衰老和与衰老有关的疾病,如糖尿病、肥胖、老年痴呆症和肿瘤[ 27 , 28 , 29 ]。虽然我们没有通过串联质谱法检测安慰剂组和人权观察组之间的不同代谢物,但我们观察到,在人权观察组中,GLU、CIT和C14:2似乎是主要的代谢物( 表S3和S4 )。这些结果表明,GLU、CIT和C14:2可能是人权观察对IFG患者的保护性作用的关键分子,尽管这些代谢物在邦菲罗尼修正后无明显意义。在我们的研究中,我们发现 甲基多聚物 ,已在人类颈部鳞状细胞癌患者中发现[ 30 ],在接受人权观察的IFG患者中显著增加,并与一些代谢物呈负相关,如C5、ASN、色氨酸、SER和C8/C10。黄杆菌属 ,据报告,该数字已减少至 31 ]及动物模型[ 32 ],在IFG患者中,在人权观察补充后,升高,并与跨国激进党,C18和C5:1负相关。脱氯单胞菌 ,在婴儿出生后的前六个月内,其年龄会随年龄而下降[ 33 ],在接受人权观察治疗的IFG患者中增加,并与一些代谢物呈负相关,如C5、ASN、TP、SER、LYS、C8/C10、C182和C4-OH。所有这些结果都表明 甲氧基多金属,黄杆菌属 和 脱氯单胞菌 可能与HRW治疗的IFG患者的新陈代谢有关。尽管在IFG患者中, 托埃拉 , 特雷莫纳斯 , 单口鱼 , 微生物 , 食氢体 ,以及 脱氯瘤 我们的研究结果显示,糖尿病、肥胖症或其他与疾病相关的疾病在环境中普遍存在,尚未被报道。此外,经过修饰的微生物群可能会改变它们生产的生物标记物的水平,包括H 2 ,这是一种抗氧化剂[ 34 [],表明H的肯定反馈调节机制 2 以及肠道微生物群。

本研究旨在作为一个随机对照临床试验来评价H的有效性。2 对IFG患者的干预。治疗组为人权观察组,纯水组为安慰剂组。氢水组血糖值降低0.8,设置双侧A=0.05,确定性为90%。样品尺寸根据公式(n=2z)计算 α + z β ) 2 ∗ σ 2 /δ 2 )以估计实验研究中测量数据的样本含量。N=27例。考虑到1:1的随机分组,即每个人权观察组和安慰剂组需要27个病例,考虑到15%的失活组,每个人权观察组和安慰剂组至少需要32个病例,包括至少64个被试,这表明我们研究中的病例数量足够。然而,这种抽样规模的计算只是一种估计,这项研究仍然有限,因为仅包括少数IGF案例。在这个实验中,我们没有特别选择有胃肠道症状的患者,我们也无法确认人权观察的充分定义的效果。不过,据报道, 2 被认为调节肠道微生物群并促进肠道正常化[ 35]。值得注意的是,肠道菌群检测的参与者要小得多,这可能对肠道微生物群结果的可靠性产生负面影响。就睡眠问卷而言,共有106名受试者参加,7个不符合纳入标准的受试者被排除在外,通过对99名受试者的问卷调查进行分析,获得713份数据。大多数受试者的睡眠质量较好或良好,52.7%的人认为他们的睡眠质量较好,29.9%的人认为他们的睡眠质量好。只有14.6%的受试者报告睡眠质量差。与安慰剂组相比,人权观察组报告睡眠时间有更大的减少,睡眠持续时间增加,自我报告的睡眠质量良好,这表明人权观察可能改善睡眠。一般来说,人权观察对葡萄糖代谢的影响很小,病例数量很少。这增加了我们的发现在生物学和生理学上的不确定性。这需要进一步确认,以避免潜在的人为的积极结果。

5. Conclusions

总之,我们的研究表明 2 显示了对葡萄糖代谢的潜在有利影响,可能通过干扰IFG患者的肠道微生物群。但是,重要的是要注意到H的作用 2 与饮食、睡眠和锻炼等生活方式干预的影响相比,可能要小一些。为了验证我们的发现,需要进一步的长期和精心设计的临床研究。此外,H的基本机制 2 代谢综合征的治疗效果还有待进一步研究.有必要开展涉及微生物群移植的动物研究,以确认肠道微生物群和代谢物在调节H效应方面的作用 2 .

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补充材料

以下辅助资料可於以下网址下载: https://www.mdpi.com/article/10.3390/antiox12061245/s1 图S1:氢浓度(毫克/升);表S1:治疗8周后研究的IGF患者的基线特征;表S2:人权观察组与安慰剂组之间的差别参数;表S3:安慰剂组治疗前后的差别参数;表S4:人权观察组治疗前后的差别参数;表S5:肠道植物和代谢物的皮尔森相关分析。

作者贡献

Conceptualization, J.L. (Jiangang Long) and B.L.; data curation, B.L., L.S. and D.D.; formal analysis, B.L., L.S. and D.D.; methodology, B.L., L.S. and D.D.; funding acquisition, J.L. (Jiangang Long), S.Q. and L.S.; investigation, B.L., H.L., N.Y., Y.X., J.C., P.L. and H.K.; project administration, J.L. (Jiangang Long) and S.Q.; writing—original draft, B.L., L.S. and D.D.; writing—reviewing and editing B.L., L.S., D.D., J.L. (Jiangang Long), S.Q., J.L. (Jiankang Liu), X.S. and M.N. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.

Liang B, Shi L, Du D, Li H, Yi N, Xi Y, Cui J, Li P, Kang H, Noda M, Sun X, Liu J, Qin S, Long J. Hydrogen-Rich Water Ameliorates Metabolic Disorder via Modifying Gut Microbiota in Impaired Fasting Glucose Patients: A Randomized Controlled Study. Antioxidants (Basel). 2023 Jun 9;12(6):1245. doi: 10.3390/antiox12061245. PMID: 37371975; PMCID: PMC10295603.

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