Published May 16, 2024 | Version v1
Publication Open

Inulin supplementation exhibits increased muscle mass via gut-muscle axis in children with obesity: double evidence from clinical and in vitro studies

Creators

  • 1. Chulalongkorn University

Description

Abstract Gut microbiota manipulation may reverse metabolic abnormalities in obesity. Our previous studies demonstrated that inulin supplementation significantly promoted Bifidobacterium and fat-free mass in obese children. We aimed to study gut-muscle axis from inulin supplementation in these children. In clinical phase, the plasma samples from 46 participants aged 7–15 years, were analyzed for muscle biomarkers before and after 6-month inulin supplementation. In parallel, the plausible mechanism of muscle production via gut-muscle axis was examined using macrophage cell line. Bifidobacterium was cultured in semi-refined medium with inulin used in the clinical phase. Cell-free supernatant was collected and used in lipopolysaccharide (LPS)-induced macrophage cell line to determine inflammatory and anti-inflammatory gene expression. In clinical phase, IL-15 and creatinine/cystatin C ratio significantly increased from baseline to the 6th month. In vitro study showed that metabolites derived from Bifidobacterium capable of utilizing inulin contained the abundance of SCFAs. In the presence of LPS, treatment from Bifidobacterium + inulin downregulated TNF-α , IL-6 , IL-1β , and iNOS , but upregulated FIZZ-1 and TGF-β expression. Inulin supplementation promoted the muscle biomarkers in agreement with fat-free mass gain, elucidating by Bifidobacterium metabolites derived from inulin digestion showed in vitro anti-inflammatory activity and decreased systemic pro-inflammation, thus promoting muscle production via gut-muscle axis response. Clinical Trial Registry number: NCT03968003.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

قد يؤدي التلاعب بميكروبات الأمعاء المجردة إلى عكس التشوهات الأيضية في السمنة. أظهرت دراساتنا السابقة أن مكملات الأنسولين عززت بشكل كبير Bifidobacterium والكتلة الخالية من الدهون لدى الأطفال الذين يعانون من السمنة المفرطة. كنا نهدف إلى دراسة محور عضلات الأمعاء من مكملات الأنسولين لدى هؤلاء الأطفال. في المرحلة السريرية، تم تحليل عينات البلازما من 46 مشاركًا تتراوح أعمارهم بين 7–15 عامًا، من أجل المؤشرات الحيوية للعضلات قبل وبعد تناول مكملات الإينولين لمدة 6 أشهر. في موازاة ذلك، تم فحص الآلية المعقولة لإنتاج العضلات عبر محور الأمعاء والعضلات باستخدام خط خلايا البلاعم. تم استزراع المشقوقة في وسط شبه مكرر مع استخدام الإينولين في المرحلة السريرية. تم جمع المادة الطافية الخالية من الخلايا واستخدامها في خط الخلايا البلعمية الناجم عن عديد السكاريد الشحمي (LPS) لتحديد التعبير الجيني الالتهابي والمضاد للالتهابات. في المرحلة السريرية، زادت نسبة IL -15 والكرياتينين/السيستاتين C بشكل كبير من خط الأساس إلى الشهر السادس. أظهرت دراسة في المختبر أن المستقلبات المشتقة من Bifidobacterium القادرة على استخدام الإينولين تحتوي على وفرة SCFAs. في وجود LPS، أدى العلاج من Bifidobacterium + inulin إلى تقليل تنظيم TNF - α و IL -6 و IL -1 β و iNOS ، ولكن مع زيادة تنظيم تعبير FIZZ -1 و TGF - β. عززت مكملات الإينولين المؤشرات الحيوية للعضلات بالاتفاق مع زيادة الكتلة الخالية من الدهون، حيث أوضحت مستقلبات البيفيدوباكتريا المشتقة من هضم الإينولين النشاط المضاد للالتهابات في المختبر وانخفاض الالتهاب الجهازي، وبالتالي تعزيز إنتاج العضلات عن طريق استجابة محور الأمعاء والعضلات. رقم سجل التجربة السريرية: NCT03968003.

Translated Description (French)

Résumé La manipulation du microbiote intestinal peut inverser les anomalies métaboliques de l'obésité. Nos études précédentes ont démontré que la supplémentation en inuline favorisait de manière significative la bifidobactérie et la masse grasse chez les enfants obèses. Nous avons cherché à étudier l'axe intestin-muscle à partir de la supplémentation en inuline chez ces enfants. En phase clinique, les échantillons de plasma de 46 participants âgés de 7 à 15 ans ont été analysés pour les biomarqueurs musculaires avant et après la supplémentation en inuline de 6 mois. En parallèle, le mécanisme plausible de la production musculaire via l'axe intestin-muscle a été examiné en utilisant la lignée cellulaire des macrophages. Bifidobacterium a été cultivé en milieu semi-raffiné avec de l'inuline utilisée en phase clinique. Le surnageant acellulaire a été collecté et utilisé dans la lignée cellulaire macrophage induite par les lipopolysaccharides (LPS) pour déterminer l'expression génique inflammatoire et anti-inflammatoire. En phase clinique, le rapport IL-15 et créatinine/cystatine C a significativement augmenté entre l'inclusion et le 6ème mois. Une étude in vitro a montré que les métabolites dérivés de Bifidobacterium capables d'utiliser l'inuline contenaient une abondance d'AGCC. En présence de LPS, le traitement par l'inuline Bifidobacterium + a régulé à la baisse le TNF-α , l'IL-6 , l'IL-1β et l'iNOS , mais a régulé à la hausse l'expression de FIZZ-1 et du TGF-β. La supplémentation en inuline a favorisé les biomarqueurs musculaires en accord avec le gain de masse sans graisse, l'élucidation par les métabolites de Bifidobacterium dérivés de la digestion de l'inuline a montré une activité anti-inflammatoire in vitro et une diminution de la pro-inflammation systémique, favorisant ainsi la production musculaire via la réponse de l'axe intestin-muscle. Numéro de registre de l'essai clinique : NCT03968003.

Translated Description (Spanish)

Resumen La manipulación de la microbiota intestinal puede revertir las anomalías metabólicas en la obesidad. Nuestros estudios previos demostraron que la suplementación con inulina promovió significativamente la Bifidobacterium y la masa libre de grasa en niños obesos. Nuestro objetivo fue estudiar el eje del músculo intestinal a partir de la suplementación con inulina en estos niños. En la fase clínica, se analizaron las muestras de plasma de 46 participantes de 7 a 15 años para detectar biomarcadores musculares antes y después de la suplementación con inulina de 6 meses. En paralelo, se examinó el mecanismo plausible de la producción muscular a través del eje del músculo intestinal utilizando la línea celular de macrófagos. Bifidobacterium se cultivó en medio semirrefinado con inulina utilizada en la fase clínica. Se recogió el sobrenadante libre de células y se utilizó en la línea celular de macrófagos inducida por lipopolisacáridos (LPS) para determinar la expresión génica inflamatoria y antiinflamatoria. En la fase clínica, la IL-15 y la relación creatinina/cistatina C aumentaron significativamente desde el inicio hasta el sexto mes. El estudio in vitro mostró que los metabolitos derivados de Bifidobacterium capaces de utilizar inulina contenían la abundancia de AGCC. En presencia de LPS, el tratamiento de Bifidobacterium + inulina reguló negativamente TNF-α , IL-6 , IL-1β e iNOS , pero reguló positivamente la expresión de FIZZ-1 y TGF-β. La suplementación con inulina promovió los biomarcadores musculares de acuerdo con la ganancia de masa libre de grasa, aclarando que los metabolitos de Bifidobacterium derivados de la digestión con inulina mostraron actividad antiinflamatoria in vitro y disminución de la proinflamación sistémica, promoviendo así la producción muscular a través de la respuesta del eje del músculo intestinal. Número de registro de ensayo clínico: NCT03968003.

Files

s41598-024-61781-1.pdf.pdf

Files (3.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:6cfa5bd08e1b1c2e20fe99ebae149ef6
3.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تُظهر مكملات الإينولين زيادة في كتلة العضلات عبر محور عضلات الأمعاء لدى الأطفال المصابين بالسمنة: دليل مزدوج من الدراسات السريرية وفي المختبر
Translated title (French)
La supplémentation en inuline présente une augmentation de la masse musculaire via l'axe intestin-muscle chez les enfants obèses : double évidence d'études cliniques et in vitro
Translated title (Spanish)
La suplementación con inulina muestra un aumento de la masa muscular a través del eje intestino-músculo en niños con obesidad: doble evidencia de estudios clínicos e in vitro

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4396972205
DOI
10.1038/s41598-024-61781-1

Is supplement to
https://openalex.org/W4220918886 (Other)
https://openalex.org/W3120966921 (Other)
https://openalex.org/W2977798787 (Other)
https://openalex.org/W2796693913 (Other)
https://openalex.org/W2621937453 (Other)
https://openalex.org/W2400938511 (Other)
https://openalex.org/W2391438103 (Other)
https://openalex.org/W2273356168 (Other)
https://openalex.org/W216532317 (Other)
https://openalex.org/W2090541228 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1937264215
  • https://openalex.org/W1962710076
  • https://openalex.org/W1980453928
  • https://openalex.org/W2020374367
  • https://openalex.org/W2046435267
  • https://openalex.org/W2050920580
  • https://openalex.org/W2068422568
  • https://openalex.org/W2085175109
  • https://openalex.org/W2098163072
  • https://openalex.org/W2098216987
  • https://openalex.org/W2098278200
  • https://openalex.org/W2106339011
  • https://openalex.org/W2120962670
  • https://openalex.org/W2136653243
  • https://openalex.org/W2145156671
  • https://openalex.org/W2156769836
  • https://openalex.org/W2167155442
  • https://openalex.org/W2212140938
  • https://openalex.org/W2278937275
  • https://openalex.org/W2416808404
  • https://openalex.org/W2444248993
  • https://openalex.org/W2515873306
  • https://openalex.org/W2529245535
  • https://openalex.org/W2547710724
  • https://openalex.org/W2623455668
  • https://openalex.org/W2762734331
  • https://openalex.org/W2765923427
  • https://openalex.org/W2890580671
  • https://openalex.org/W2907273106
  • https://openalex.org/W2914899509
  • https://openalex.org/W2955084980
  • https://openalex.org/W2961066137
  • https://openalex.org/W2964865990
  • https://openalex.org/W2969326780
  • https://openalex.org/W2989927048
  • https://openalex.org/W2996064079
  • https://openalex.org/W3024522054
  • https://openalex.org/W3111385956
  • https://openalex.org/W3121335182
  • https://openalex.org/W3138695602
  • https://openalex.org/W3139054321
  • https://openalex.org/W3141288404
  • https://openalex.org/W3147589824
  • https://openalex.org/W3210497549
  • https://openalex.org/W3217202303
  • https://openalex.org/W4214724285
  • https://openalex.org/W4220770163
  • https://openalex.org/W4280609175
  • https://openalex.org/W4281695508
  • https://openalex.org/W4288535725
  • https://openalex.org/W4296345841
  • https://openalex.org/W4304588502
  • https://openalex.org/W4313893751
  • https://openalex.org/W4327976029