Gut microbiota and diet in people with coeliac disease compared to healthy individuals : a cross sectional study

Abstract

Abstract Background: Celiac disease (CD) is an inflammatory genetic auto-immune disease, which is triggered by intake of gluten. Gluten is found in cereals such as wheat, barley and rye and a gluten-free diet may therefore contain less fibre compared to a gluten-containing diet. Dietary fibre acts as a substrate for the gut microbiota, and a low intake of dietary fibre may contribute to alterations in the host's gut microbiota. It has been speculated that people with CD have a different gut microbiota compared to healthy individuals.

Aim: The aim of the study was to compare the gut microbiota in individuals with CD to individuals without CD. Furthermore, to investigate potential differences in dietary intake between the two groups.

Method: This master’s thesis has compared data from two randomised controlled trials; one included individuals with CD and the other one included individuals without CD. Baseline data from the two studies were used to compare possible differences in gut microbiota and dietary intake between the two groups. For statistical analysis an independent t-test were used to compare means. Blood samples were analysed for metabolic markers, and faeces samples were used to measure a panel of 108 bacteria from the gut microbiota. In addition, a food frequency questionnaire was used to measure food and nutrient intake.

Results: People with CD, had a significant higher abundance of 18 bacteria and lower abundance of three bacteria compared to individuals without CD. There were no significant differences in nutrient and energy intake between the two groups. Whereas the dietary intake of certain food products, such as crispbread, onions and leaks differed between the groups.

Conclusion: Our results indicate that there is a difference in the composition of the gut microbiota in individuals with celiac disease compared to healthy controls. The individuals with celiac disease had significantly higher abundance of several types of gut bacteria known to affect the host health. Even though the individuals with CD followed a gluten-free diet, the intake of nutrients and energy was similar to those without CD. Whether these differences in gut microbiota is due to gluten in the diet is not known. Furthermore, if these differences in gut microbiota affect the participants’ health differently it needs to be investigated.

Sammendrag Bakgrunn: Cøliaki er en inflammatorisk genetisk auto-immun sykdom, som utløses av inntak av gluten. Gluten finnes i kornsorter som hvete, bygg og rug. Et glutenfritt kosthold kan derfor inneholde mindre kostfiber sammenlignet med et glutenholdig kosthold. Kostfiber fungerer som substrat for tarmfloraen, og et redusert inntak av kostfiber kan bidra til endringer i vertens tarmflora. Det har blitt antydet at personer med cøliaki har en annen tarmflora sammenlignet med friske individer. Det er derfor ukjent om endringene i tarmfloraen kan skyldes et glutenfritt kosthold eller om det er en integrert del av patogenesen av cøliaki.

Hensikt: Målet med denne studien var å se på forskjeller i tarmfloraen og i kostinntak hos individer med cøliaki sammenlignet med individer uten cøliaki.

Metode: To randomiserte kontrollerte studier, en studie hvor deltagerne hadde cøliaki og en studie med kontroller uten cøliaki ble brukt som grunnlag for denne masteroppgaven. Blod- og avføringsprøver ble analysert for metabolske markører og tarmflora, i tillegg til at deltagerne svarte på et spørreskjema om nærings- og matvareinntak. Baseline data fra de to studiene ble sammenlignet med en uavhengig t-test for å undersøke mulige forskjeller mellom deltakerne i de to studiene.

Resultater: I gruppen med cøliaki var det signifikant høyere forekomst av 18 forskjellige typer bakterier sammenlignet med gruppen uten cøliaki, mens tre typer bakterier var signifikant høyere i gruppen uten cøliaki. Det var ingen signifikante forskjeller i nærings- og matvareinntak mellom gruppene, bortsett fra inntak av knekkebrød, løk og purre som var signifikant høyere hos personene med cøliaki.

Konklusjon: Resultatene i studien indikerer at det er en forskjell i sammensetningen i tarmflora hos personer med cøliaki sammenlignet med friske kontroller. Personene med cøliaki hadde høyere forekomst av flere typer tarmbakterier som kan påvirke vertens helse. Selv om personene med cøliaki hadde et glutenfritt kosthold, var inntaket av næringsstoffer tilnærmet likt de friske kontrollene. Hvorvidt forskjellene i tarmflora er på grunn av forskjeller i gluteninntak er ukjent. Videre er det behov for å forstå hvordan forskjeller i tarmflora påvirker deltagernes helse.