Gut microbes in the prevention and onset of metabolic disorders

ABSTRACT: Gut microbes are suggested to play an essential role in maintaining humanhealth, and unfavorable alterations in gut microbiota have been associated with several human diseases and disorders. Despite the significant advancements in analysis tools, several sources of uncertainty still exist in the gut microbiota composition analyses, limiting the reproducibility and comparability of the results from distinct gut microbiota studies. The first main aim of this study was to set up a functional high-throughput pipeline for 16S rRNA gene sequencing -based gut microbiota composition analysis. This was achieved by evaluating the effects of fecal sample processing, i.e. two sample storage conditions and five DNA extraction kits, along with two different 16S rRNA gene sequencing protocols. The second main aim of this study was to explore the role of gut microbiota in the onset of obesity-related metabolic disorders such as non-alcoholic fatty liver disease. This was done by studying the effects of intragastric administration of two distinct gut microbes, Faecalibacterium prausnitzii and Enterobacter cloacae, on host health and metabolism of high fat diet -fed C57BL/6N mice. The results of this study showed that the 16S rRNA gene sequencing protocol had a significant effect on the analysis results. Meanwhile, the effect of sample pre-processing was more modest, yet still potentially important. These results indicate that careful design and adequate method optimization are required in order to produce reliable 16S rRNA gene sequencing results. Moreover, the results of this study revealed that the intragastric F. prausnitzii administration appeared to protect the C57BL/6N mice from liver steatosis, whereas the intragastric administration of E. cloacae seemed to induce liver damage. Further studies are needed in order to clarify the underlying mechanisms and to fully elucidate the possible therapeutic potential of F. prausnitzii.TIIVISTELMÄ: Suolistobakteereilla uskotaan olevan merkittävä vaikutus ihmisen terveydelle, ja suolistomikrobiston epätasapaino on yhdistetty moniin eri sairauksiin ja oireyhtymiin. Mikrobistotutkimuksessa käytettävät analyysimenetelmät ovat viimeisen vuosikymmenen aikana kehittyneet merkittävästi, mutta analyysitulokset ovat yhä vahvasti menetelmäriippuvaisia, mikä heikentää tutkimusten toistettavuutta sekä tulosten luotettavuutta ja vertailukelpoisuutta. Tämän tutkimuksen ensimmäisenä päätavoitteena oli pystyttää toimivat menetelmät 16S rRNA -geenisekvensointiin perustuvalle mikrobistoanalytiikalle. Tutkimuksessa vertailtiin viittä eri DNA-eristysmenetelmää sekä kahta eri sekvensointiprotokollaa, ja selvitettiin ulostenäytteiden pakastuksen vaikutusta mikrobistoanalyysin tuloksiin. Tutkimuksen toisena päätavoitteena oli kartoittaa hiirimallin avulla suolistomikrobiston roolia ei-alkoholiperäisen rasvamaksan synnyssä. Tutkimuksessa selvitettiin, miten suun kautta tapahtuva Faecalibacterium prausnitzii- tai Enterobacter cloacae -annostelu vaikutti korkearasvaista ravintoa syövien C57BL/6N-hiirten terveyteen jaaineenvaihduntaan. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että 16S rRNA –geenisekvensointimenetelmällä oli merkittävä vaikutus mikrobistoanalyysista saataviin tuloksiin. Näytteiden esikäsittelyn vaikutus oli huomattavasti vähäisempi, mutta kuitenkin tulosten vertailukelpoisuuden kannalta mahdollisesti merkityksellinen. Tulokset osoittavat, että huolellinen suunnittelu ja asianmukainen menetelmäoptimointi ovat välttämättömiä luotettavien 16S rRNA –geenisekvensointituloksen tuottamiseksi. Lisäksi tämän tutkimuksen tulokset osoittivat, että F. prausnitzii -annostelu vaikutti positiivisesti hiirten aineenvaihduntaan ja vähensi hiirten maksan rasvoittumista, kun taas E. cloacae -annostelu aiheutti maksavaurioita. F prausnitzii -suolistobakteerin mahdollista terveyttä edistävää potentiaalia ja taustalla olevia tekijöitä tulisi selvittää tarkemmissa jatkotutkimuksissa

Faecalibacterium prausnitzii Treatment Improves Hepatic Health and Reduces Adipose Tissue Inflammation in High-fat Fed Mice

Faecalibacterium prausnitzii is considered as one of the most important bacterial indicators of a healthy gut. We studied the effects of oral F. prausnitzii treatment on high-fat fed mice. Compared to the high-fat control mice, F. prausnitzii-treated mice had lower hepatic fat content, aspartate aminotransferase and alanine aminotransferase, and increased fatty acid oxidation and adiponectin signaling in liver. Hepatic lipidomic analyses revealed decreases in several species of triacylglycerols, phospholipids and cholesteryl esters. Adiponectin expression was increased in the visceral adipose tissue, and the subcutaneous and visceral adipose tissues were more insulin sensitive and less inflamed in F. prausnitzii-treated mice. Further, F. prausnitzii treatment increased muscle mass that may be linked to enhanced mitochondrial respiration, modified gut microbiota composition and improved intestinal integrity. Our findings show that F. prausnitzii treatment improves hepatic health, and decreases adipose tissue inflammation in mice and warrant the need for further studies to discover its therapeutic potential.</p

Early fecal microbiota composition in children who later develop celiac disease and associated autoimmunity

Objectives: Several studies have reported that the intestinal microbiota composition of celiac disease (CD) patients differs from healthy individuals. The possible role of gut microbiota in the pathogenesis of the disease is, however, not known. Here, we aimed to assess the possible differences in early fecal microbiota composition between children that later developed CD and healthy controls matched for age, sex and HLA risk genotype.Materials and methods: We used 16S rRNA gene sequencing to examine the fecal microbiota of 27 children with high genetic risk of developing CD. Nine of these children developed the disease by the age of 4 years. Stool samples were collected at the age of 9 and 12 months, before any of the children had developed CD. The fecal microbiota composition of children who later developed the disease was compared with the microbiota of the children who did not have CD or associated autoantibodies at the age of 4 years. Delivery mode, early nutrition, and use of antibiotics were taken into account in the analyses.Results: No statistically significant differences in the fecal microbiota composition were found between children who later developed CD (n = 9) and the control children without disease or associated autoantibodies (n = 18).Conclusions: Based on our results, the fecal microbiota composition at the age of 9 and 12 months is not associated with the development of CD. Our results, however, do not exclude the possibility of duodenal microbiota changes or a later microbiota-related trigger for the disease.</p

Alkoholiongelman ennaltaehkäisy ja varhainen tunnistaminen työterveyshuollossa

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää alkoholiongelmasta aiheutuvia varhaisen vaiheen oireita ja vaikutuksia sekä sitä, miten alkoholiongelmaa voidaan ennaltaehkäistä työterveyshuollossa. Tavoitteena oli, että työterveyshuollossa pystyttäisiin ennaltaehkäisemään ja tunnistamaan alkoholiongelma varhaisessa vaiheessa, jolloin pystyttäisiin vähentämään alkoholihaittojen syntyä. Opinnäytetyö tehtiin yhteistyössä Fenix-klinikoiden kanssa. Tutkimusmenetelmänä oli kvalitatiivinen tutkimus, joka toteutettiin haastattelemalla neljää alkoholiongelmasta toipunutta työikäistä henkilöä. Aineiston analysoinnissa on käytetty sisällönanalyysiä. Opinnäytetyön tulosten mukaan alkoholin käytön puheeksi otto sekä asiakkaan voimavarojen tukeminen ovat tärkeitä asioita alkoholiongelman ennaltaehkäisemiseksi. Työterveyshuollossa tulee lisätä asiakkaiden tietoisuutta alkoholiongelmasta sairautena ja kertoa heille alkoholin käytön vaikutuksista. Tulosten mukaan alkoholiongelman kehittymiselle altistaa geneettinen alttius sekä myönteinen asenne alkoholin käyttöä kohtaan. Työterveyshuollossa tulee antaa asiakkaalle keinoja alkoholin käytön vähentämiseksi. Terveydenhoitaja voi käyttää ennaltaehkäisevässä päihdetyössä apunaan kokemusasiantuntijoita. Tulosten mukaan alkoholiongelma voidaan tunnistaa varhaisessa vaiheessa fyysisistä alkoholin liiallisen käytön seurauksista kuten yleiskunnon heikentymisestä sekä asiakkaan ulkoisen olemuksen muutoksista. Tulosten mukaan varhaisessa vaiheessa tunnistettavia psyykkisiä alkoholin käytön seurauksia voivat olla lisääntyneet sairauspoissaolot ja työtehon lasku. Lisäksi sosiaalisia seurauksia voi olla näkyvissä jo alkoholiongelman varhaisessa vaiheessa. Tulosten mukaan työterveyshuollossa voidaan käyttää AUDIT-kyselyä alkoholiongelman varhaisessa tunnistamisessa. Se ei ole täysin luotettava menetelmä, koska kyselyyn on helppo vastata epärehellisesti. Terveydenhoitajan riittävä ammattitaito ja tietämys alkoholiongelmasta ovat tärkeitä alkoholiongelman ennaltaehkäisyssä.The meaning of this thesis was to find out how drinking problem effects to human in early stage symptons and effects and how to prevent drinking problem in occupational health care. The goal was that in occupational health care you would be able to prevent and identify the drinking problem in early stage so you would be able to decrease arise of the harm alcohol. The thesis was made in collaboration with the Fenix-Clinics. At the research method was kvalitatic research that was executed by interviewing four recovered alcoholic who were in age of being able to work. In analyzing of the material has been used the analyzes of the contence. According the results of the thesis discussing of alcohol and supporting your customers resources are important things in preventing the alcohol problem. In occupational health care, you should increase the knowledge of your customers of alcohol problem as a disease and tell them the influences of using alcohol. Including the results developing an alcohol problem is exposed by genetic receptivity and a positive attitude of using alcohol. In occupational health care you must give the customer different ways of decreasing the use of alcohol. Public health nurse can use as help of expertise in preventing intoxicant work. According to results, alcohol problem can be identified in early stage by fysical signs of excessiveness use of alcohol like weakened general condition and from the changes of the customer’s external essence. According the results recognizable psychical consequences of using alcohol in early stage can be increase of absences because of a sickness or from decreased working pace. In addition to social consequences can already be observable in early stage of alcohol problem. According to results, the AUDIT-inquiry can be used in occupational health care to recognize the alcohol problem in early stage. It`s not fully reliable method because it`s easy to answer dishonest at the inquiry. The adequate professional skill and knowledge of the alcohol problem are important for a public health nurse in preventing the alcohol problem.

Häpeä, häpäiseminen ja häpeämättömyys Riikka Pelon teoksissa Taivaankantaja ja Jokapäiväinen elämämme

Tutkielmassa tarkastelen Riikka Pelon teoksia, Taivaankantajaa (2006) ja Jokapäiväistä elämäämme (2013), häpeän, häpäisemisten ja häpeämättömyyden näkökulmista. Kohdeteoksissa päähenkilöiden ylle yritetään langettaa häpeää: häpeää siitä, että on avioliiton ulkopuolella syntynyt lapsi tai jo aikuistunut vanhempiensa lapsi, jonka vanhemmat ovat toimineet ympäröivän yhteisön silmissä väärin. Molemmissa teoksissa keskeisiä elementtejä häpeän kannalta ovat päähenkilöitä ympäröivä, häpeää tuottava yhteisö tai yhteiskunta sekä äiti–tytär-suhde ja siihen kietoutuva häpeä. Myös häpeämättömyyden tematiikka nousee esille, sillä päähenkilöt välttelevät häpeän omaksumista omilla keinoillaan. Erittelen näitä keinoja Taivaankantajan päähenkilön osalta pääluvussa kolme. Pääluku neljä on suppeampi ja keskittyy Jokapäiväisen elämme analysointiin. Myös neljännessä luvussa käsittelen sitä, miten päähenkilö vastustaa mielessään häpeän langettamista. Teoreettinen viitekehys rakentuu tunteidentutkimuksen lähdeteoksista. Lähdeteokset käsittelevät häpeää eri näkökulmista. Keskeisimpiä teoksia tutkielmani kannalta ovat Siru Kainulaisen ja Viola Parente-Čapkován toimittama Häpeä vähän! Kriittisiä tutkimuksia häpeästä (2011) ja Sara Ahmedin (suom.) Tunteiden kulttuuripolitiikkaa (2018). Lestadiolaisuuteen liittyvät häpeän rakenteet ovat osa Taivaankantajaa. Tuota ulottuvuutta tarkastellessani lähdeteokseni olen käyttänyt muun muassa Paavo Kettusen teoksia Kätketty ja vaiettu. Suomalainen hengellinen häpeä (2011) ja Häpeästä hyväksyntään (2014) . Tutkimuksessani päädyn siihen, että häpeän ilmapiiri seuraa sukupolvelta toiselle. Molempien teosten päähenkilöt pysyvät toiveikkaina, vaikka molempien suhteisiin kietoutuu häpäisyjä: Toinen joutuu kokemaan rakastettunsa tekemää väkivaltaa. Toinen taas kohtaa lestadiolaisyhteisön tuottamia häipäisyjä, vaikka on vasta lapsi. Kumpikaan ei kuitenkaan suostu alistumaan häpäisyjen myötä – nöyrtymään ja sisäistämään langetettua häpeää

Sujuvuutta uniapneaa sairastavan hoitoon: hoitopolun mallintaminen

Obstruktiivinen uniapnea on varsin uusi sairaus, jonka esiintyvyys on voimakkaassa kasvussa. Sairauden esiintyvyyden kasvu aiheuttaa painetta terveydenhuollolle kokonaisuudessaan, puhumattakaan hoitamattoman sairauden vaikutuksista sekä kansantaloudellisesti että potilaalle itselleen. Viime vuosien aikana uniapnean hoitoa ja hoidon seurantaa on siirretty enemmän perusterveydenhuollon vastuulle. Uniapneaa sairastavan tai sitä itsellään epäilevän selkeä hoitopolku on puuttunut tämän kehittämistyön kohteena olevista organisaatioista. Tähän tarpeeseen vastattiin tällä kehittämistyöllä. Kehittämistyön tarkoituksena oli luoda potilaslähtöinen uniapneaa sairastavan tai sitä itsellään epäilevän potilaan hoitopolku kehittämistyön kohteena oleviin organisaatioihin ja selvittää, millainen on uniapneapotilaan hyvä hoitopolku. Lisäksi kartoitettiin perusterveydenhuollon poliklinikoiden ja vastaanottojen hoitohenkilökunnan kokemuksia uniapneapotilaan ohjauksesta, hoitotyön osaamisesta sekä hoitoprosessin kokonaisuuden hallinnasta. Kehittämistyön tavoitteena oli kehittää uniapneaa sairastavien tai sitä itsellään epäilevien potilaiden sujuvaa hoitoon ohjaamista sekä parasta näyttöön perustuvaa hoitoa. Tämä kehittämistyö eteni tutkimuksellisen kehittämistyön prosessin mukaisesti. Kehittämistyössä analysoitiin viittä digitaalisen benchmarkingin kohteena ollutta Terveysportin hoitoketjua. Lisäksi Webropol©-kyselyn avulla kartoitettiin perusterveydenhuollon hoitohenkilökunnan (n=62) kokemuksia uniapneapotilaan hoidosta ja ohjauksesta. Teemahaastatteluiden avulla selvitettiin neljän uniapneaan lisäkoulutusta saaneen sairaanhoitajan kokemuksia hoitoprosessin kokonaisuuden hallinnasta. Tutkimustulosten perusteella uniapneapotilaan hyvään hoitopolkuun kuuluu ennaltaehkäisyyn, oireiden tunnistamiseen, diagnosointiin, hoitoon, ohjaukseen ja hoitopolun teknisiin tietoihin liittyvät kokonaisuudet. Perusterveydenhuollon poliklinikoiden ja vastaanottojen hoitohenkilökunta koki tietävänsä uniapneasta ja sen oireista hyvin, mutta liitännäissairaudet ja uniapnean hoitovaihtoehdot olivat heikommin tiedossa. Lisäksi vastaajat olivat kiinnostuneita saamaan lisää tietoa uniapneasta. Teemahaastattelujen tuloksista nousi vahvana esiin potilaslähtöisyys ja kehitysmyönteisyys sekä oman työn kokeminen mielekkäänä, innostavana mutta haastavana. Haasteina nousi esiin resursointiin, kouluttautumiseen ja hoidonohjaukseen liittyvät asiat. Tutkimustulosten pohjalta mallinnettiin uniapneaa sairastavan tai sitä itsellään epäilevän hoitopolusta alustava versio kehittämistyön kohteena oleviin organisaatioihin. Hoitopolun toivotaan sujuvoittavan ja mahdollistavan edellä mainitun potilasryhmän saamaa kokonaisvaltaista hoitoa.

The Microbiome Studies in Metabolic Diseases have Advanced but are Poorly Standardized and Lack a Mechanistic Perspective

nonPeerReviewe