โมโนโซเดียมกลูตาเมตทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโปรไฟล์เมตาบอลิซึมของตับและไตและไมโครไบโอมในลำไส้ของหนู Wistar
Feb 22, 2022
เชิงนามธรรม:การบริโภคโมโนโซเดียมกลูตาเมต (MSG) ในระยะสั้นและระยะยาวจะเพิ่มค่า pH ของปัสสาวะ แต่ส่งผลต่อวิถีการเผาผลาญในตับ ไต และจุลินทรีย์ในลำไส้ยังไม่ทราบ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เราได้ตรวจสอบหนู Wistar เพศผู้ที่โตเต็มวัยที่ได้รับการจัดสรรให้รับน้ำดื่มที่มีหรือไม่มีผงชูรส 1 กรัมเป็นเวลา 2 สัปดาห์ (n=10 แต่ละตัว) เราทำการศึกษาเมตาโบโลมิกตามสเปกโตรสโคปีของนิวเคลียสแมกเนติกเรโซแนนซ์ (NMR) ของเจจูนุมตับ, และไตในขณะที่เก็บตัวอย่างอุจจาระเพื่อสกัดดีเอ็นเอของแบคทีเรียเพื่อตรวจสอบจุลินทรีย์ในลำไส้โดยใช้การจัดลำดับยีน 16S rRNA เราสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในตับของหนูที่ได้รับผงชูรสเมื่อเปรียบเทียบกับการควบคุมระดับกลูโคส ไพริดอกซิน ลิวซีน ไอโซลิวซีน วาลีน อะลานีน ไคนูเรเนต และนิโคตินาไมด์ ท่ามกลางไตสารเมตาบอลิซึม ระดับของไตรเมทิลเอมีน (TMA) เพิ่มขึ้น และไพริดอกซินลดลงหลังการรักษาด้วยผงชูรส การจัดลำดับยีน 16S rRNA เปิดเผยว่าหนูที่ได้รับ MSG ได้เพิ่ม Firmicutes ซึ่งเป็นแบคทีเรียในลำไส้ที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของ TMA พร้อมกับลดสายพันธุ์ Bififidobacterium ข้อมูลของเราสนับสนุนผลกระทบของการบริโภคผงชูรสต่อตับและไตเมแทบอลิซึม จากการเปลี่ยนแปลงของไมโครไบโอมในลำไส้ เราคาดการณ์ว่า TMA และสารเมตาโบไลต์ของมัน เช่น ไตรเมทิลลามีน-N-ออกไซด์ (TMAO) อาจเป็นตัวกลางของผลกระทบของผงชูรสที่มีต่อสุขภาพไต.
คำสำคัญ:ผงชูรส; จุลินทรีย์ในลำไส้; เส้นทางการเผาผลาญ เมแทบอลิซึม; ไมโครไบโอม; ไตรเมทิลลามีน; ไต; ตับ
บทนำโมโนโซเดียมกลูตาเมต (MSG) มักถูกเติมลงในอาหารเพื่อเพิ่มความอร่อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอาหารเอเชียและอาหารแปรรูปทางอุตสาหกรรม [1] ผงชูรสถือเป็นส่วนผสมที่ปลอดภัยสำหรับการบริโภคของมนุษย์โดยไม่คำนึงถึงปริมาณโดยสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) [2] แม้ว่าข้อมูลล่าสุดจะแสดงให้เห็นว่าปริมาณผงชูรสเฉลี่ยต่อวันอยู่ที่ 3-4 กรัม และผงชูรสที่เพิ่มเข้าไปทุกกรัมจะเพิ่มความเสี่ยง ของการพัฒนากลุ่มอาการเมตาบอลิซึม [3]. ปริมาณผงชูรสที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวข้องกับน้ำหนักเกิน [4,5] และความดันโลหิตสูง [6] แต่ผลลัพธ์ไม่สอดคล้องกัน [7,8]
มีความพยายามในการเปิดเผยผลกระทบของผงชูรสต่ออวัยวะเผาผลาญของสัตว์โดยทางหลอดเลือด [9,10] หรือการรับประทาน [11,12] หนึ่งในความพยายามดังกล่าวในการตรวจสอบผลกระทบของผงชูรสในหนูไตผลการศึกษาพบว่าการบริโภคผงชูรสทั้งระยะสั้น [13] และระยะยาว [11] ทำให้เกิดปัสสาวะที่เป็นด่างในหนู แม้ว่าจะไม่ได้กำหนดกลไกการทำให้เป็นด่างของปัสสาวะก็ตาม เมตาโบโลมิกส์เป็นแนวทางที่ใช้กันทั่วไปในการกำหนดการเปลี่ยนแปลงของเมตาบอลิซึมจากสภาวะต่างๆ [14,15] การบริโภคผงชูรสในระยะสั้นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฉพาะในสารเมตาโบไลต์ในปัสสาวะ ซึ่งรวมถึงไดเมทิลลามีน (DMA) และเมทิลลามีน (MA) ซึ่งเป็นสารที่ได้จากลำไส้จากไตรเมทิลลามีน (TMA) TMA เป็นอะลิฟาติกเอมีนสายสั้นระเหยง่ายที่ให้กลิ่นเฉพาะของปลาฟิช ในความเป็นจริง แบคทีเรียในลำไส้ผลิต TMA จาก fifish ในอาหารหรือสามารถสร้างขึ้นจากสารอาหารอื่น ๆ รวมทั้งโคลีนและคาร์นิทีนซึ่งมีอยู่มากในไข่และเนื้อแดง [16] ส่วนประกอบสำคัญของ TMA จะถูกเปลี่ยนด้วยเอนไซม์เป็นไตรเมทิลลามีน-N-ออกไซด์ (TMAO) ที่ไม่มีกลิ่น และระดับ TMAO ในพลาสมาสูงจะสัมพันธ์กับโรคหลอดเลือดหัวใจ (CVD) [17] เรื้อรังโรคไต(CKD) [18] และโรคเบาหวาน [19].
เราใช้ประโยชน์จากเครื่องมือเมตาบอลิซึมเพื่อตรวจสอบผลกระทบของการบริโภคผงชูรสในระยะสั้นต่อเมตาโบโลมของพลาสมาตับ,ไตและลำไส้ และวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างผลการเผาผลาญและการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ในลำไส้ ข้อมูลของเราอาจให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกใหม่ๆ เกี่ยวกับผลกระทบของผงชูรสในอาหาร ในขณะที่ยังแสดงให้เห็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของความเสียหายของอวัยวะที่เกิดจากผงชูรส
วัสดุและวิธีการ
สัตว์หนู Wistar เพศผู้อายุยี่สิบ 6-สัปดาห์ (น้ำหนักประมาณ 200 ก.) ได้จากศูนย์สัตว์ทดลองแห่งชาติ (มหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา กรุงเทพมหานคร ประเทศไทย) ปรับให้ชินกับสภาพแวดล้อมในกรงเมตาบอลิซึมของสแตนเลสแต่ละตัวเป็นเวลา 2 สัปดาห์ และ จากนั้นให้รักษาภายใต้สภาวะมาตรฐานของอุณหภูมิ (23 ± 2 ◦C) ความชื้น (30–60 เปอร์เซ็นต์ ) และความสว่าง (350–400 Lux) ที่มืด 12 ชั่วโมง/12 ชั่วโมงรอบแสง หนูได้รับอาหารเม็ดเชิงพาณิชย์ No. CP 082 (Perfect Companion Group, Bangkok, Thailand) ในระหว่างการศึกษา การทดลองทั้งหมดดำเนินการตามแนวทางของศูนย์สัตว์ทดลองภาคตะวันออกเฉียงเหนือ (NELAC) มหาวิทยาลัยขอนแก่น ประเทศไทย นอกจากนี้ การศึกษายังได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการจริยธรรมสัตว์มหาวิทยาลัยขอนแก่น ประเทศไทย (AEKKU-NELAC5/2558)
รีเอเจนต์ผงชูรสเกรดอาหารบริสุทธิ์ (99 เปอร์เซ็นต์) ใช้ป้อนอาหารสัตว์ ซื้อเมทานอลและคลอโรฟอร์มเกรดเชิงพาณิชย์จาก RCI LABSCAN LIMITED (กรุงเทพฯ ประเทศไทย) เพื่อสกัดเนื้อเยื่อ ซื้อน้ำเกรด LC-MS จากเมอร์ค (ดาร์มสตัดท์ เยอรมนี) โพแทสเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (KH2PO4) และดิวเทอเรียมออกไซด์ (D2O) จากเมอร์ค (ดาร์มสตัดท์ สวิตเซอร์แลนด์) โซเดียม เอไซด์ (NaN3) ผลิตโดย European Chemicals Agency (ECHA, เฮลซิงกิ, ฟินแลนด์), โซเดียม ไตรเมทิลซิลิล-[2,2,3,3-2H4]-propionate (TSP) ซึ่งเป็นมาตรฐานภายในสำหรับการวิเคราะห์ NMR ได้มาจากเทคโนโลยีชีวภาพของซานตาครูซ (Santa Cruz CA, USA) สำหรับแมสสเปกโตรเมตรี ซื้อไอโซโพรพานอลเกรดเชิงพาณิชย์ (C3H8O) และกรดฟอร์มิก (CH2O2) จาก RCI LABSCAN LIMITED (กรุงเทพมหานคร ประเทศไทย)
การออกแบบทดลองหนูถูกสุ่มให้รับน้ำดื่มทั้งที่มี (n=10) หรือไม่มีผงชูรส 1 กรัม (n=10) เป็นเวลา 2 สัปดาห์ ใช้น้ำรีเวิร์สออสโมซิส (RO) (ความเข้มข้นของคลอรีน 3-4 ppm) สำหรับการศึกษาในสัตว์ทดลองเมื่อหนูทุกตัวได้รับอาหารฟรี ปริมาณน้ำในแต่ละวัน (มล.) และอาหาร (g) ถูกบันทึกไว้ เช่นเดียวกับน้ำหนักตัวรายสัปดาห์ (g) บันทึกการขับปัสสาวะ 24 ครั้ง (มล./หนู/วัน) ตลอดระยะเวลาการศึกษา ตัวอย่างอุจจาระและเลือดส่วนหาง (พลาสมา 100 ไมโครลิตร) ถูกเก็บที่ 2 สัปดาห์ก่อนการเสียสละของสัตว์โดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) หลังจากการอดอาหาร 12-ชม. ตัวอย่างเนื้อเยื่อ ได้แก่ jejunumตับและไต,ถูกรวบรวมและแช่แข็งอย่างรวดเร็วในไนโตรเจนเหลวก่อนที่จะถูกเก็บไว้ที่ t80 ◦C จนกระทั่งใช้สำหรับการวิเคราะห์
การเตรียมตัวอย่างและการวิเคราะห์แต่ละเนื้อเยื่อ (100 มก. มวลเปียก) ถูกใช้สำหรับการสกัดเมตาโบไลต์ตามโปรโตคอลที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ [20] ก่อนการได้มาซึ่ง NMR เฟสขั้วของสารสกัดเนื้อเยื่อถูกระงับอีกครั้งในบัฟเฟอร์ NMR ที่ 580 ไมโครลิตร (บัฟเฟอร์โซเดียมฟอสเฟต 100 มิลลิโมลาร์, pH 7.4, ใน D2O, ที่มี 0.1 มิลลิโมลาร์ TSP และ 0.2 เปอร์เซ็นต์ของ NaN3), บรีฟฟลายน้ำวน และหมุนเหวี่ยงที่ 12,000× ก. เป็นเวลา 5 นาทีที่ 4 ◦C ต่อมา 550 ไมโครลิตรของของผสมถูกถ่ายโอนไปยังหลอดแก้ว NMR (กลุ่มดูราน, ไมนซ์, เยอรมนี) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 5 มม. ก่อนการวิเคราะห์ NMR อุจจาระประมาณ 250 มก. ผสมกับน้ำเกรด HPLC 500 ไมโครลิตร (เมอร์ค, ดาร์มสตัดท์, เยอรมนี) และทำให้เป็นเนื้อเดียวกันโดยใช้เครื่องผสมน้ำวนที่มีความเร็ว 2500 รอบต่อนาที เป็นเวลา 15 นาทีที่อุณหภูมิห้อง จากนั้น สารแขวนลอยในอุจจาระถูกหมุนเหวี่ยงที่ 12,000× ก. เป็นเวลา 15 นาทีที่ 4 ◦C และ 540 ไมโครลิตรของส่วนลอยเหนือตะกอนถูกถ่ายโอนไปยังไมโครทิวบ์ที่สะอาด 1.5 มิลลิลิตร และบัฟเฟอร์ NMR 60 ไมโครลิตร (บัฟเฟอร์ 1.5 โมลาร์ KH2PO4, pH 7.4 ใน D2O ที่มี 2 มิลลิโมลาร์ TSP และ 1 เปอร์เซ็นต์ NaN3) ถูกเติม ต่อมา หลอดถูกวอร์เท็กซ์ บรีฟล์ฟลาย, หมุนเหวี่ยงที่ 12,000× ก. เป็นเวลา 10 นาที และสุดท้าย 580 ไมโครลิตรของของผสมถูกถ่ายโอนไปยังหลอดแก้ว NMR เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 5 มม. สำหรับการวิเคราะห์
สารสกัดจากเนื้อเยื่อและตัวอย่างอุจจาระถูกวิเคราะห์โดยใช้ 400 MHz NMR spectrom eter (Bruker Biospin, Rheinstetten, USA) ที่อุณหภูมิ 298.15 K. สเปกตรัมถูกอ้างอิงถึงค่าสูงสุดของ TSP (δ1H { {14}}.00) แก้ไขแบบค่อยเป็นค่อยไปและพื้นฐานโดยใช้ MATLAB (Mathworks, Natrick, MA USA) สัญญาณของจุดสูงสุดของ TSP (δ1H H1.000–0.005) จากเนื้อเยื่อทั้งหมดและจุดสูงสุดของ TSP (δ1H H1.20–0.157) จากอุจจาระถูกกำจัดออก นอกจากนี้ ยอดน้ำถูกกำจัดออกจากเจจูนุม (δ1H 4.50 และ 5.20)ตับ(δ1H 4.68 และ 5.00),ไต(δ1H 4.31 และ 5.74) และอุจจาระ (δ1H 4.18 และ 5.23) นอกจากนี้ สเปกตรัมดิบยังอยู่ภายใต้การจัดตำแหน่งสูงสุดและการทำให้เป็นมาตรฐาน [21] ข้อมูลสเปกตรัมของตัวอย่างทั้งหมดถูกวิเคราะห์ทางทวารหนักโดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลักที่ไม่มีผู้ดูแล (PCA) และการคาดการณ์การแก้ไขสัญญาณมุมฉากที่มีการควบคุมดูแลไปยังโครงสร้างแฝง - การวิเคราะห์การเลือกปฏิบัติ (O-PLS-DA) ข้อมูลมีค่าเฉลี่ยศูนย์กลางและปรับขนาดด้วยความแปรปรวนของหน่วย (UV) แบบจำลอง O-PLS-DA ได้รับการประเมินโดยค่า R2X, R2Y และ Q2Y ซึ่งแสดงถึงความพอดี เศษส่วนของความแปรปรวนของเมทริกซ์ Y และความสามารถในการพยากรณ์ของแบบจำลอง ตามลำดับ [22] เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ฟิดฟิตเกิน 7-การตรวจสอบข้ามเท่าถูกดำเนินการซ้ำ 500 ครั้ง การเรียงสับเปลี่ยน p-value ถูกใช้เพื่อระบุความถูกต้องของแบบจำลอง ตัวแปรที่มีนัยสำคัญของแบบจำลองที่ถูกต้องแต่ละแบบถูกเลือกผ่านสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ O-PLS-DA กับการแก้ไขอัตราการค้นพบที่ผิดพลาดของ Benjamini–Hochberg (p < 0.05)="" สเปกโตรสโคปีสหสัมพันธ์ทั้งหมดทางสถิติ="" (stocsy)="" [23]="" ฐานข้อมูลการเปลี่ยนแปลงทางเคมีภายในองค์กร="" และฐานข้อมูลเมตาโบโลมของมนุษย์="" (hmdb="" เวอร์ชัน="" 4="" สหรัฐอเมริกา)="" [24]="">
การวิเคราะห์การเพิ่มคุณค่าของเส้นทางยังดำเนินการโดยใช้ MetaboAnalyst (http://www. metaboanalyst.ca/ (เข้าถึงเมื่อ 14 กรกฎาคม 2020)) [25] ภาพประกอบเส้นทางการเผาผลาญถูกสร้างขึ้นโดย Cytoscape [26] STOCSY ระบุการเปลี่ยนแปลงของเมแทบอไลต์และการวิเคราะห์แบบ univariate ดำเนินการโดยการตรวจสอบความเข้มข้นสัมพัทธ์ของเมแทบอไลต์ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ โดยคำนวณการรวมของสเปกตรัมพีค ตามค่า p ที่คำนวณโดยการทดสอบ t ของนักเรียนโดยใช้ GraphPad Prism 7 (Ver. 7, GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, USA)
การเตรียมตัวอย่างพลาสมาสำหรับการวิเคราะห์ UHPLC-ESI-QTOF-MSพลาสมา (50 ไมโครลิตร) ถูกผสมกับไอโซโพรพานอล (IPA) 150 ไมโครลิตร ที่ตามด้วยการฟักตัว 24-ชม. ที่ 20 ◦C เพื่อตกตะกอนโปรตีน ตัวอย่างทั้งหมดถูกหมุนเหวี่ยงสองครั้งที่ 13,000× แกต 4 ◦C เป็นเวลา 10 นาที รวม 50 ไมโครลิตรจากแต่ละตัวอย่างและรวมเข้าในหลอดไมโครเซนตริฟิวจ์ 1.5 มิลลิลิตรสำหรับการสร้างตัวอย่างควบคุมคุณภาพ (QC) และ 120 ไมโครลิตรของของผสมตัวอย่างแต่ละอย่างถูกถ่ายโอนไปยังเม็ดมีดที่เป็นแก้ว HPLC
การวิเคราะห์ UHPLC-ESI-QTOF-MSการวิเคราะห์ UHPLC-ESI-QTOF-MS ถูกใช้ที่ห้องปฏิบัติการฟีโนมนานาชาติมหาวิทยาลัยขอนแก่น (KKUIPL) วิเคราะห์สารสกัดเฟสที่เป็นน้ำของตัวอย่างบนแพลตฟอร์มแบบรีเวิร์สเฟส การแยกส่วนดำเนินการโดยใช้ระบบ UHPLC (Bruker, Darmstadt, Germany) เมื่อ Bruker Intensity เดี่ยว HPLC C18 2.1 × 100 มม., คอลัมน์ 2 µm (Bruker, ดาร์มสตัดท์ ประเทศเยอรมนี) ถูกนำมาใช้ อุณหภูมิของคอลัมน์ถูกตั้งไว้ที่ 55 ◦C และอุณหภูมิของตัวเก็บตัวอย่างอัตโนมัติถูกตั้งไว้ที่ 4 ◦C เฟสเคลื่อนที่ A คือ 10{{20}} เปอร์เซ็นต์ของน้ำระดับ HPLC ที่มี 0.1 เปอร์เซ็นต์ของกรดฟอร์มิก (FA) และเฟสเคลื่อนที่ B คือ 10 {0}} เปอร์เซ็นต์เมทานอลกับ 0.1 เปอร์เซ็นต์ FA กำหนดอัตราการไหลที่ 0.4 มล./นาที และเกรเดียนท์ของตัวชะถูกตั้งค่าเป็น —99.9 เปอร์เซ็นต์ A (0.{{40}}–2.{{46 }} นาที 0.25 มล./นาที), 99.9–75 เปอร์เซ็นต์ A (2.0–10.0 นาที 0 4 มล./นาที), 2{{60}} เปอร์เซ็นต์ A (10.0–12.0 นาที, 0.4 มล./นาที), 10 เปอร์เซ็นต์ A (12.0–21.0 นาที, 0.4 มล./ นาที), 0.1 เปอร์เซ็นต์ A (21.0–23.0 นาที, 0.4 มล./นาที), 99.9 เปอร์เซ็นต์ A (24.0–26.0 นาที, 0.4 มล./นาที) ปริมาตรการฉีดของตัวอย่าง 4 ไมโครลิตรถูกใช้สำหรับทั้งโหมดขั้วบวกและขั้วลบของอิออไนเซชัน
การวิเคราะห์มวลสารดำเนินการโดยใช้ระบบ ESI-Q-TOF ขนาดกะทัดรัด (Bruker, Darmstadt, Germany) โซเดียม ฟอร์เมต (HCOONa) ที่มีโซเดียมไฮดรอกไซด์ 2 มิลลิโมลาร์, 0.1 เปอร์เซ็นต์ FA และ 50 เปอร์เซ็นต์ IPA ถูกฉีดโดยตรงในฐานะสารปรับเทียบภายนอกที่มีอัตราการไหล 0.5 ไมโครลิตร/นาที สภาวะในโหมดขั้วบวกไอออไนเซชัน—ช่วงมวล 50–1300 ม./z, แรงดันกรวย 31 V, แรงดันไฟฟฉา 4500 V, อุณหภูมิแหล่งกำเนิด 220 ◦C, อุณหภูมิการละลาย 220 ◦C, การไหลของก๊าซละลาย 8 ลิตร/นาที สภาวะของโหมดขั้วลบของไอออนไนซ์—ช่วง m/z: 50–900 m/z, แรงดันกรวย 31 V, แรงดันไฟฝอย 4500 V, อุณหภูมิแหล่งกำเนิด 220 ◦C, อุณหภูมิการละลาย 220 ◦C, การไหลของก๊าซที่ละลายในน้ำ 8 ลิตร/นาที
การวิเคราะห์ไมโครไบโอมในลำไส้สกัด DNA โดยใช้ชุด QiAamp® PowerFecal® Pro DNA (Qiagen, Hilden, Germany) DNA ที่สกัดออกมาถูกวัดที่ OD 260/280 โดยใช้ Nanodrop2000c spectrophotometer (Thermo scientifific, Waltham, MA, USA) DNA ที่สกัดทั้งหมดถูกเก็บรักษาไว้ที่ t20 ◦C จนกว่าจะทำการวิเคราะห์ บริเวณ V3-V4 ของยีน 16S ribosomal RNA (rRNA) สำหรับแต่ละตัวอย่างถูกขยายโดยใช้ไพรเมอร์ไปข้างหน้าสากล V3 (50-CCTACGGGGGG CWGCAG-30) และรีเวิร์สไพรเมอร์ V4 ({ {11}}GACTACHVGGGTATCTAATCC-30) ปฏิกิริยา PCR ประกอบด้วย KAPA HiFi HotStart ReadyMix 2x, เทมเพลต DNA 12.5 ng และ 5 µM ของไพรเมอร์แต่ละตัว โดยมีการเสียสภาพเริ่มต้นที่ 95 ◦C เป็นเวลา 3 นาที ตามด้วย 25 รอบของการเปลี่ยนสภาพที่ 95 ◦C เป็นเวลา 30 วินาที การหลอมที่ 55 ◦ C นาน 30 วินาที ยืดที่อุณหภูมิ 72 ◦C เป็นเวลา 30 วินาที และยืดครั้งสุดท้ายที่ 72 ◦C เป็นเวลา 10 นาที นำชิป Agilent DNA 1000 และ Agilent 2100 Bioanalyzer (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA) มารวมกันเพื่อหาปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่ขยายสัญญาณ แอมพลิคอน PCR ถูกทำให้บริสุทธิ์โดยใช้เม็ดบีด AMPure XP เพื่อทำให้บริสุทธิ์ ยีน 16S rRNA บางส่วนถูกจัดลำดับโดยใช้แพลตฟอร์ม Illumina MiSeq (Illumina Inc., ซานดิเอโก, แคลิฟอร์เนีย, สหรัฐอเมริกา)
ไลบรารีการจัดลำดับ 16S rRNA ถูกเตรียมโดยใช้จีโนมดีเอ็นเอ (gDNA) และลำดับปลายคู่ที่ตรงกันถูกผสานโดยใช้ FLASH (http://ccb.jhu.edu/software/ FLASH/ (เข้าถึงเมื่อ 29 มิถุนายน 2020)) [27] . ลำดับการลบการกรองคุณภาพที่มีการอ่านคุณภาพต่ำและดำเนินการโดยใช้ CD-HIT-OTU (http://weizhong-lab.ucsd.edu/ cd-hit-otu (เข้าถึงเมื่อ 29 มิถุนายน 2020)) [28] และ rDnaTools บรรจุุภัณฑ์. OTU (หน่วยอนุกรมวิธานเชิงปฏิบัติ) ได้รับการจำแนกประเภทด้วยข้อมูลประจำตัวของเกณฑ์ร้อยละ 97 โดยใช้อัลกอริธึม UCLUST โดยอิงจากความคล้ายคลึงกัน 100 เปอร์เซ็นต์ ลำดับที่แชร์ ความคล้ายคลึงกันมากกว่าหรือเท่ากับ 97 เปอร์เซ็นต์ถูกกำหนดให้กับ OTU เดียวกัน ลำดับ OTU ที่เป็นตัวแทนถูกจัดตำแหน่งและถูกจำแนกตามอนุกรมวิธานโดยใช้โครงการฐานข้อมูลไรโบโซม (RDP) และถูกเปรียบเทียบกับฐานข้อมูล NCBI อ้างอิง การจำแนกประเภทขึ้นอยู่กับฐานข้อมูลยีนสีเขียว (http://greengenes.lbl. gov/ (เข้าถึงเมื่อ 29 มิถุนายน 2020)) ผลลัพธ์ของการจำแนกประเภทการอ่านในระดับอนุกรมวิธานหลายระดับ—อาณาจักร ไฟลัม คลาส ลำดับ ครอบครัว สกุล และสปีชีส์โดยใช้ข้อมูลเชิงลึกเชิงปริมาณสู่นิเวศวิทยาจุลินทรีย์ (QIIME) [29]
การวิเคราะห์ทางสถิติการวิเคราะห์ทางสถิติของปริมาณอาหารและน้ำ ปริมาณปัสสาวะที่ส่งออก และน้ำหนักตัวรายงานเป็นค่าเฉลี่ย ±SD ต่อกลุ่มของสัตว์ และเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างกลุ่มสำหรับนัยสำคัญทางสถิติโดยการทดสอบ t ของนักเรียนด้วยค่า p < {{2} }.05 ถือว่ามีนัยสำคัญทางสถิติ
ผลลัพธ์
ผลกระทบของผงชูรสต่อการบริโภคอาหารและน้ำ น้ำหนักตัว และปริมาณปัสสาวะหนูที่ได้รับผงชูรสและหนูควบคุมมีปริมาณอาหารที่บริโภคใกล้เคียงกัน (17.44 ± 1.94 และ 18.46 ± 1.37 กรัม/หนู/วัน ตามลำดับ) (รูปที่ 1A) และน้ำหนักตัว (333.58 ± 17.23 และ 333.80 ± 15.50 กรัม/หนู ตามลำดับ) (รูปที่ 1B). อย่างไรก็ตาม ปริมาณน้ำที่บริโภคได้สูงขึ้นอย่างมากในหนูที่ได้รับการบำบัดด้วยผงชูรส (52.38 ± 18.36 มล./วัน) เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม (38.38 ± 8.39 มล./วัน) (รูปที่ 1C) ในทั้งกลุ่มที่ได้รับ MSG และกลุ่มควบคุม ปัสสาวะที่ขับออกมามีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามเวลา แม้ว่าจะพบการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่บำบัดด้วยผงชูรสเท่านั้น (15.42 ± 3.92 มล./หนู/วันที่ก่อนการบำบัด และ 29.09 ± 8.78 มล./หนู/ วันหลังการรักษา) นอกจากนี้ ถึงแม้ว่าจะไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ปริมาณปัสสาวะของหนูที่ได้รับการรักษาด้วยผงชูรส (29.09 ± 8.78 มล./หนู/วัน) สูงกว่าการควบคุม (23.15 ± 10.55 มล./ หนู/วัน) อย่างเห็นได้ชัด (รูปที่ 1D)
การเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึมในอวัยวะที่สำคัญทางเมตาบอลิซึมสเปกตรัม NMR ของตัวอย่างเนื้อเยื่อที่เก็บรวบรวมถูกวิเคราะห์หลังการบำบัดด้วยผงชูรสเป็นเวลาสองสัปดาห์ เริ่มแรก PCA ของข้อมูลสเปกตรัม NMR ดำเนินการเพื่อสังเกตการจัดกลุ่มและค่าผิดปกติใดๆ ที่เห็นได้ชัด (รูปที่ 2) การจัดกลุ่มที่ชัดเจนและการแยกอย่างสมบูรณ์ถูกสังเกตพบในโปรไฟล์เมแทบอไลต์ในตับระหว่างกลุ่มควบคุมและกลุ่มที่บำบัดด้วยผงชูรสด้วยค่า p-value ของการเรียงสับเปลี่ยน 002, R2X เท่ากับ 58 เปอร์เซ็นต์ Q2Y เท่ากับ 0.84 และ R2Y เท่ากับ 0.93 ที่แสดงไว้ในแผนภาพคะแนน PCA และ O-PLS-DA (รูปที่ 2A, B) แผนภาพการโหลดสัมประสิทธิ์ที่สอดคล้องกับ OPLS ที่เป็นตัวแทนพร้อมการกำหนดเมตาโบไลต์จะแสดงในรูปที่ 3 ที่มีนัยสำคัญตับโมเดลที่ระบุในรูปที่ 3A; การเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญทั้งหมดในเมตาโบไลต์ถูกสรุปไว้ในตารางที่ 1 ในตับ พบสารเมตาโบไลต์ 6 ระดับที่สูงขึ้น รวมถึงกลูโคส ไพริดอกซิน 2-ดีออกซียูริดีน อินโนซีน ไม่ทราบ 1 และ 2 ในกลุ่มที่ได้รับผงชูรส ในขณะที่สารเมตาโบไลต์ 11 ชนิด ในกลุ่มควบคุม ได้แก่ ลิวซีน ไอโซลิวซีน วาลีน อะลานีน N-acetylglycoprotein อะซิโตน 1,3 ไดเมทิลลูเรต ฮิสตามีน แซนทีน ไคนูเรเนต และนิโคตินาไมด์สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่มควบคุม พล็อตคะแนน PCA ขึ้นอยู่กับไตเมแทบอไลต์ (รูปที่ 2C) บ่งชี้ว่าไม่มีการจัดกลุ่มที่ชัดเจนระหว่างสองกลุ่ม และแบบจำลอง O-PLS-DA มีนัยสำคัญทางสถิติโดยมีค่าการเปลี่ยนแปลง p-value เท่ากับ 0018, R2X ที่ 56 เปอร์เซ็นต์ , Q2Y ของ 0.29 และ R2Y เท่ากับ 0.74 (รูปที่ 2D) พบสารเมตาบอไลต์ที่เปลี่ยนแปลงไป 2 ชนิดในเนื้อเยื่อไตด้วยระดับของลามีนไตรเมธีที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและไพริด็อกซินที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่มที่บำบัดด้วยผงชูรสเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม (รูปที่ 3B) ในทางตรงกันข้าม ผลลัพธ์ของ jejunum (รูปที่ 2E, F), อุจจาระและพลาสมา (รูปที่ 2 และรูปที่ S1) ไม่พบการรวมกลุ่มระหว่างกลุ่มการรักษาและกลุ่มควบคุมที่แสดงไว้ในแผนภาพคะแนน PCA และ O-PLS-DA
เส้นทางความสัมพันธ์ของเมแทบอไลต์ที่สำคัญในตับและเนื้อเยื่อไตได้รับการตรวจสอบโดยใช้ KEGG ID และสร้างโดยซอฟต์แวร์ Cytoscape พบว่าสารเมตาโบไลต์เชื่อมโยงเครือข่ายเมตาบอลิซึม เมื่อผลลัพธ์เหล่านี้ถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อวาดแผนผังเส้นทางการเผาผลาญเพื่อแสดงความสัมพันธ์ที่เข้าใจง่ายขึ้น สารเมตาโบไลต์ถูกเปิดเผยว่าเกี่ยวข้องกับวิถีการเผาผลาญเป็นหลัก เช่น การสร้างกลูโคเนซิสในตับ กรดอะมิโนสายโซ่กิ่ง วิตามินบี 6 และเมตาบอลิซึมของไตรเมทิลลามีน ( รูปที่ S3)
การบริโภคผงชูรสเปลี่ยนจุลินทรีย์ในลำไส้ผลการวิเคราะห์องค์ประกอบของแบคทีเรียในอุจจาระระบุไฟลา 7 สายพันธุ์ 15 คลาส 19 ออร์เดอร์ 46 วงศ์ 127 สกุล และ 220 สปีชีส์จากทุกกลุ่มสัตว์ เลือกสปีชีส์ 7–10 อันดับแรกและเปอร์เซ็นต์ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของชุมชนแบคทีเรียที่ระดับไฟลัม คลาส ลำดับ ครอบครัว สกุล และระดับสปีชีส์ (รูปที่ 4) ในระดับไฟลัม ไฟลาที่ค่อนข้างสมบูรณ์สี่อันดับแรกอยู่ในลำดับต่อไปนี้ — Firmicutes > Bacteroidetes > Proteobacteria > Actinobacteria ในสัตว์ทั้งหมด (รูปที่ 4A) ความอุดมสมบูรณ์ของแบคทีเรียแอคติโนแบคทีเรียลดลงอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่ได้รับการบำบัดด้วยผงชูรส (0.30 เปอร์เซ็นต์) อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับหนูที่ควบคุม (1.32 เปอร์เซ็นต์) (รูปที่ 5A)
ในระดับชั้นเรียน จุลินทรีย์ที่มีมากที่สุดคือ Bacilli > Clostridia > Bacteroidia > Erysipelotrichia ในสัตว์ทั้งหมด (รูปที่ 4B) กลุ่มที่ได้รับผงชูรสมี Clostridia สูงกว่ากลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ (ร้อยละ 31.59) (ร้อยละ 31.59) อย่างมีนัยสำคัญ (ร้อยละ 19.25) อย่างไรก็ตาม หนูที่บำบัดด้วยผงชูรสมีแอคติโนแบคทีเรียที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (0.15 เปอร์เซ็นต์ ) เมื่อเทียบกับหนูที่ควบคุม (1.09 เปอร์เซ็นต์ ) (รูปที่ 4B) เมื่อตีความที่ระดับลำดับ แลคโตบาซิลเลส, คลอสทริเดียล, แบคเทอรอยดาเลส, อีรีซิเพโลริชาเลสมีอยู่มากมายในสัตว์ทุกตัว (รูปที่ 4C) Clostridiales สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่ได้รับ MSG (31.59 เปอร์เซ็นต์) มากกว่าในหนูควบคุม (19.25 เปอร์เซ็นต์) ในขณะที่ Bifidobacteriales ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่ได้รับ MSG (0.06 เปอร์เซ็นต์) เมื่อเทียบกับหนูควบคุม (1.06 เปอร์เซ็นต์)
สี่ตระกูลที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดที่สังเกตได้ทั่วไปในสัตว์ทดลองทั้งหมดอยู่ในลำดับต่อไปนี้—Lactobacillaceae > Erysipelotrichaceae > Clostridiaceae > Prevotellaceae (รูปที่ 4D) ในระดับครอบครัว Bifidobacteriaceae ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ แต่ Clostridiales ที่ไม่สามารถระบุได้นั้นสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่ได้รับ MSG เมื่อเทียบกับหนูควบคุม ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของสกุลสี่อันดับแรกที่สังเกตพบในสัตว์ทั้งหมดอยู่ในลำดับต่อไปนี้—แลคโตบาซิลลัส > ทูริซิแบคเตอร์ > พรีโวเทลลา < คลอสทริเดียม="" (รูปที่="" 4e)="" แผนที่ความหนาแน่นของความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ที่ระดับสกุลแสดงความอุดมสมบูรณ์ของแลคโตบาซิลลัสที่ต่ำกว่าและความอุดมสมบูรณ์ของคลอสทริเดียมที่สูงกว่าในหนูที่ได้รับการบำบัดด้วยผงชูรส="" (รูปที่="" 5b)="" นอกจากนี้="" พบว่า="" bififidobacterium="" มีความอุดมสมบูรณ์ที่ต่ำกว่าในหนูที่ได้รับ="" msg="" (0.06="" เปอร์เซ็นต์)="" เมื่อเปรียบเทียบกับหนูควบคุม="" (1.06="">
ที่ระดับสปีชีส์ แบคทีเรียในลำไส้สี่ชนิดที่พบได้ทั่วไปในหนูแรททั้งหมด ได้แก่ แลคโตบาซิลลัสลำไส้เล็กทูริซิแบคเตอร์ ซังกุนินิส คลอสตริเดียม saudiense และมูริบาคูลัมลำไส้ ตามลำดับ (รูปที่ 4F) ในกลุ่มที่ได้รับผงชูรส Flintibacter butyricus มีความอุดมสมบูรณ์มากกว่าในกลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ Faecalibaculum rodentium และ Bififidobacterium pseudolongum มีความอุดมสมบูรณ์น้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัด
การอภิปราย
หลักฐานหลายบรรทัดเชื่อมโยงการบริโภคผงชูรสอย่างสม่ำเสมอกับผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์ เช่น อุบัติการณ์ของโรคเมตาบอลิซึมที่สูงขึ้น [3] น้ำหนักเกิน [4,5] และความดันโลหิตสูงในหลอดเลือด [6] อย่างไรก็ตาม ข้อมูลมีความขัดแย้งในบางกรณีและกลไกพื้นฐานยังไม่ชัดเจน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เราได้สำรวจการเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญของเนื้อเยื่อและการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ในลำไส้ที่เกิดจากการบริโภคผงชูรส ดังที่แสดงไว้ในแผนผังในรูปที่ 6 การบริโภคผงชูรส al tered metabolites ที่เกี่ยวข้องกับ gluconeogenesis ตับ เมแทบอลิซึมของกรดอะมิโนสายโซ่กิ่ง (BCAA) วิตามินบี 6 และเมแทบอลิซึมของไตรเมทิลลามีน นอกจากนี้ การบริโภคผงชูรสในระยะสั้นยังยับยั้งความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของ Bififidobacterium ซึ่งถือว่าเป็นแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ และ Clostridium ที่เกี่ยวข้องกับการผลิต TMA และ TMAO [30]
ในตับ สารเมตาโบไลต์ เช่น กลูโคส ไพริดอกซิน (B6) 2-ดีออกซียูริดีน อินโนซีน ไม่ทราบ 1 และ 2 มีนัยสำคัญในสัตว์ที่บำบัดด้วยผงชูรสมากกว่าในกลุ่มควบคุม ในขณะที่สารเมแทบอไลต์ 11 ชนิด (เช่น ลิวซีน ไอโซลิวซีน วาลีน , อะลานีน, N-acetylglycoprotein, acetone, 1,3-dimethylurate, histamine, xanthine, kynurenate และ nicotinamide) มีค่าต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด ประการแรก ระดับกลูโคสที่สูงขึ้นอาจบ่งบอกถึงการเพิ่มขึ้นของกลูโคนีเจเนซิสในตับที่เกี่ยวข้องกับผงชูรส ซึ่งสอดคล้องกับระดับน้ำตาลในเลือดสูงที่รายงานก่อนหน้านี้ในสุกรแรกเกิดที่ได้รับการเสริมผงชูรส (น้ำหนักตัว 1 กรัม/กิโลกรัม) [31] ประการที่สอง ระดับที่ลดลงของอะลานีนและ BCAA สามชนิด ซึ่งรวมถึงวาลีน ลิวซีน และไอโซลิวซีน อาจสัมพันธ์กับแคแทบอลิซึมของกรดอะมิโนและการเผาผลาญพลังงาน ซึ่งโครงกระดูกคาร์บอนของพวกมันสามารถใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับการสร้างกลูโคเนซิส (อะลานีน วาลีน และไอโซลิวซีนเป็นกรดอะมิโนกลูโคจีนิก) และการผลิตพลังงานด้วยวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก (TCA) ตามข้อตกลงกับรายงานก่อนหน้านี้ เราพบว่าผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายของ leucine และ lysine, beta-hydroxyisovalerate และ 5-aminovalerate ตามลำดับ สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในปัสสาวะของหนูที่ได้รับ MSG [13] ประการที่สาม ไพริดอกซิสูงในตับและลด pyridoxine ในไตของหนูที่ได้รับผงชูรสแนะนำการเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญวิตามินบี 6 นอกจากนี้เรายังพบว่าระดับฮิสตามีน ไคนูเรเนต และนิโคตินาไมด์ลดลงในตับของหนูที่ได้รับ MSG ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของเอนไซม์ที่ขึ้นกับ B6-ในการเผาผลาญของฮิสทิดีนและทริปโตเฟน จำเป็นต้องมีการตรวจสอบความเชื่อมโยงระหว่างการบริโภคผงชูรสและการเผาผลาญของวิตามิน B6 ฮิสทิดีนและทริปโตเฟนเพิ่มเติม ประการที่สี่ หนูที่ได้รับผงชูรสมีไตรเมทิลเอมีน (TMA) ในระดับที่สูงขึ้นในไต. TMA ถูกสังเคราะห์จากองค์ประกอบในอาหาร ได้แก่ โคลีน แอล-คาร์นิทีน และเบทาอีน โดยการกระทำของเอนไซม์จุลินทรีย์ [16] TMA ส่วนใหญ่จะถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดพอร์ทัลอย่างไม่โต้ตอบ และส่วนใหญ่จะถูกออกซิไดซ์เป็นไตรเมทิลลามีน-N-ออกไซด์ (TMAO) โดยโมโนออกซีเจเนสที่ประกอบด้วยตับฟลาวิน (FMOs) TMA บางส่วนจะถูกออกซิไดซ์เป็นไดเมทิลลามีน (DMA) และเมทิลลามีน (MA) และสุดท้ายถูกขับออกทางปัสสาวะ [32,33] มีรายงานระดับ DMA และ MA ที่สูงขึ้นในปัสสาวะของหนูที่ได้รับ MSG ก่อนหน้านี้ [13] การศึกษาหลายชิ้นได้แสดงให้เห็นว่าสารตั้งต้น TMA โคลีนหรือสารเมตาโบไลต์ของ TMA ที่เพิ่มขึ้นสามารถนำไปสู่ความก้าวหน้าไตพังผืดในหลอดเลือด โรคหัวใจและหลอดเลือด และเรื้อรังโรคไต[34–36]. ดังนั้นระดับที่สูงขึ้นของ TMA ในไตอาจก่อให้เกิดความเชื่อมโยงระหว่างการบริโภคผงชูรสและความเสียหายของไต
จากการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ใน TMA เราได้ตรวจสอบ microbiota ในลำไส้ของหนูที่ได้รับ MSG และแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของไฟลาที่สำคัญสองชนิด ได้แก่ Firmicutes และ Bacteroidetes Firmicutes มีความอุดมสมบูรณ์สูงกว่า แต่มีแบคทีเรีย Bacteroidetes น้อยกว่า พบในหนูที่ได้รับผงชูรส ในระดับสกุล หนูที่บำบัดด้วยผงชูรสจะมีเชื้อ Clostridium ที่เต้นแรงกว่า และแลคโตบาซิลลัสและบิฟิฟิโดแบคทีเรียมมีปริมาณน้อย สกุล Clostridium ประกอบด้วยกลุ่มจุลินทรีย์ที่อยู่ในไฟลัม Firmicutes เชื้อ Clostridium บางชนิด เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมของ TMA โดยการผลิตเอ็นไซม์เพื่อเปลี่ยนโคลีนหรือองค์ประกอบในอาหารเป็น TMA [33,37,38] แบคทีเรียในลำไส้ที่ผลิต TMA ที่เพิ่มขึ้น กล่าวคือ Clostridium spp. รองรับการเพิ่มขึ้นของ TMA metabolites ในไตและปัสสาวะของหนูที่ได้รับผงชูรส นอกจากนี้ การบริโภคผงชูรสยังลดจำนวนประชากร Bififidobacterium ซึ่งเป็นแบคทีเรียโปรไบโอติกที่มีบทบาทสำคัญในสภาวะสมดุลของลำไส้และสุขภาพ [39] คาร์โบไฮเดรตที่ย่อยง่ายและย่อยได้ เช่น แลคโตสและซูโครส จะถูกเผาผลาญในทางเดินอาหารส่วนบน (GI) โดยโฮสต์และแบคทีเรีย เช่น แลคโตบาซิลลัส อย่างไรก็ตาม คาร์โบไฮเดรดที่ไม่สามารถย่อยได้ เช่น ใยอาหาร จะถูกเผาผลาญในทางเดินอาหารส่วนล่างโดยสมาชิกของไมโครไบโอตาในลำไส้ ซึ่งรวมถึงไบฟิโดแบคทีเรียม อาหารที่มีไขมันอิ่มตัวและน้ำตาลธรรมดาในปริมาณสูง แต่มีใยอาหารไม่เพียงพอ เช่น อาหารสไตล์ตะวันตก อาจมีส่วนทำให้แบคทีเรียที่เป็นประโยชน์จำนวนน้อยลง [40] มีรายงานการลดลงของ Bifidobacterium แบคทีเรียชนิดดีในโรคอักเสบเรื้อรัง เช่น โรคอ้วน [41] โรคตับอักเสบบี [42] และโรคเบาหวาน [43,44] มีรายงานผลของการบริโภคผงชูรสต่อจุลินทรีย์ในลำไส้ของมนุษย์ก่อนหน้านี้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญในองค์ประกอบของจุลินทรีย์เมื่อเทียบกับค่าพื้นฐาน [45] ผลกระทบที่ต่ำของผงชูรสต่อจุลินทรีย์ในลำไส้ในการศึกษานี้อาจเกิดจากการเสริมผงชูรสในปริมาณต่ำ (2 กรัม/วัน) เนื่องจากปริมาณผงชูรสเฉลี่ยต่อวันในการสังเกตของเราคือ 4 กรัม/วัน [3] เราพบว่าทุก 1 กรัมของการบริโภคผงชูรสทุกวันเพิ่มความเสี่ยงของการมีโรคเมตาบอลิ แม้ว่าจะไม่ได้ระบุกลไกของการบริโภคผงชูรสที่นำไปสู่โรคเมตาบอลิซึม แต่การลดลงของ Bififidobacterium ในสัตว์ที่ได้รับ MSG อาจเป็นเงื่อนงำ บังเอิญ การลดลงของ Bififidobacterium ในหนูที่ได้รับ MSG ที่พบในการศึกษาปัจจุบันมีความคล้ายคลึงกับของหนูที่มีภาวะขาดวิตามิน B6 [46] การศึกษาอย่างเข้มข้นเกี่ยวกับวิธีที่ผงชูรสลดแบคทีเรียที่ดีและเปลี่ยนแปลงสถานะวิตามิน B6 จำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบเพิ่มเติม
เราพบว่าการบริโภคผงชูรสทำให้เกิดตับและไตการเปลี่ยนแปลงเมตาบอลิซึมที่เกี่ยวข้องกับการสร้างกลูโคเนซิสและกรดอะมิโนสายโซ่กิ่ง วิตามินบี 6 และเมตาบอลิซึมของ TMA ควบคู่ไปกับการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของจุลินทรีย์ในลำไส้ ข้อสังเกตเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าวิถีเมแทบอลิซึมที่เปลี่ยนแปลงไปอาจสัมพันธ์กับผลเสียของการบริโภคผงชูรสในระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตับและไต.