Proof of Concept Study; Vliv zapouzdřené směsi živin na aktivaci ileální brzdy

Obezita a regulace hmotnosti Celosvětově rychle narůstá výskyt nadváhy a obezity s negativním dopadem na zdraví a náklady na zdravotní péči. Účinnost v současnosti dostupných léčebných postupů je z dlouhodobého hlediska poměrně omezená. Chirurgická intervence se zatím ukázala jako jediná strategie k dlouhodobému překonání těžké obezity. Kromě toho se v nedávné metaanalýze dospělo k závěru, že doplňky stravy a samotné cvičení nepřispívají ke zlepšení úbytku hmotnosti po dietách s omezením kalorií. Proto je důležité vyvinout nové účinné strategie, které navodí hubnutí nebo pomohou udržet váhu po hubnutí. Slibným mechanismem pro řízení hmotnosti je aktivace tzv. „ileální brzdy“. Ileální brzda Ileální brzda se týká střevního zpětného mechanismu, který je spouštěn živinami na určitém místě v tenkém střevě, což vede nejen k modulaci gastrointestinální sekrece a motility, ale také příjmu potravy a hladu. Ileální brzdu lze aktivovat ileální infuzí nestráveného lipidu a nedávno bylo zjištěno, že ileální infuze sacharózy a kaseinu potlačuje příjem potravy ve stejné míře jako ekvikalorické množství lipidů8. Kromě snížení příjmu potravy bylo zjištěno zvýšení pocitů sytosti a snížení hladu. Vzhledem k tomu, že aktivace ileální brzdy se zdá být slibným cílem pro strategie řízení hmotnosti, je třeba použít alternativní techniky dodávání živin. Několik studií zkoumalo účinky infuze živin ve všech oblastech tenkého střeva. Všechny studie však používaly střevní krmné katétry za účelem infuze živin přímo do požadované části tenkého střeva. Aby bylo možné prozkoumat účinek dlouhodobé aktivace ileózní brzdy u jedinců s nadváhou, je třeba zvolit jiný přístup k dodávání živin. Alternativou pro distální dodávání živin do tenkého střeva pomocí katétrů je enkapsulace živin. Zapouzdření lze použít k dodání živin do konkrétního střevního místa. Zapouzdřením jsou živiny pokryty/obklopeny jedlým povlakem. Tento povlak je definován jako tenká vrstva jedlého materiálu nanesená na povrch živin. To poskytuje bariéru proti trávení v žaludku a proximálních částech tenkého střeva. Srovnatelné přístupy již byly použity pro místně specifické dodávání léčiv. Dva příklady systémů schopných dodávat léčiva do ileo-kolonické oblasti jsou systém ColoPulse popsaný Schellekensem et al. (2010) a ileo-kolonický aplikační systém popsaný Varumem et al. (2013). Obě metody jsou vynalezeny pro urychlení uvolňování léčiva v ileokolonické oblasti a používají specifické polymerní povlaky Eudragit®. Úprava těchto polymerních povlaků vede k proximálnějšímu (ileum) dodávání. Tyto techniky však byly vyvinuty pro dodávání léků. K aktivaci ileální brzdy je preferováno použití zcela potravinářské aplikace. Dalším potravinářským přístupem k dodávání živin do distálního tenkého střeva je mikroenkapsulace. Tato technika mikroenkapsulace bude použita v této studii k dodání směsi živin sestávající převážně ze sacharózy (60 %), kaseinu (30 %) ve skořápce ze syrovátkového proteinu (10 %) do distálního tenkého střeva. Způsob doručení patentovaný společností AnaBio Technologies Ltd. (http://www.AnaBio.ie/) obsahuje aktivní složku, zapouzdřenou v proteinové matrici výhodně syrovátkové bílkoviny. Mechanismus, kterým jejich technika dodává aktivní látku do preferovaného střevního umístění, je založen na pH, povrchové porozitě mikrokuliček a reakci na specifické enzymy. Tyto tři parametry se používají k navrhování mikroenkapsulačních kuliček pro dodávání aktivní složky do preferovaného místa ve střevě (např. duodenum, jejunum nebo ileum). Kromě toho je velikost mikrokuliček důležitá pro dobu průchodu střevem. AnaBio využívá svá data shromážděná ze studií na lidech a zvířatech k tomu, aby spojila velikost mikrokuliček s dobou průchodu střevem, objemem dávky a fyziologickými charakteristikami. Velikost mikrokuliček (rozsah mikronů) lze zvolit na základě skupiny obyvatel a požadované doby průchodu, průměrná použitá velikost je 150 mikronů. Výhodou těchto malých částic je, že částice mohou být smíchány s potravinářským produktem. Poměr aktivní : zapouzdřená proteinová matrice je 95 : 5 %. To znamená, že pokud bude sacharóza zapouzdřena, 95 % mikrokuliček tvoří čistá sacharóza a 5 % tvoří syrovátkový protein. Z našeho předchozího výzkumu8 víme, že infuze s 13 gramy sacharózy je schopna aktivovat ileální brzdu. Pro tuto studii použijeme směs zapouzdřených sacharózových mikročástic (60 %) a zapouzdřených kaseinových mikročástic (30 %), abychom simulovali složení malého smíšeného jídla bohatého na sacharidy a bílkoviny. Účinnost podání do tenkého střeva AnaBio poskytla údaje (které nelze sdílet kvůli IP aplikacím) ze čtyř studií in vivo, z nichž 3 byly studie na lidech a 1 studie na prasatech. V těchto studiích byla zkoumána účinnost jejich způsobu podávání. Z těchto studií lze vyvodit závěr, že technika mikroenkapsulace syrovátkového proteinu je specifickou metodou intestinálního dodávání specifickou buď pro ileum (2 studie na lidech a 1 studie na prasatech) nebo jejunum (1 studie na lidech). Současná studie V této studii bude zkoumán vliv 6týdenní aktivace ileální brzdy na tělesnou hmotnost, BMI a obvod pasu. Předpokládá se, že 6 týdnů aktivace ileální brzdy dodáním zapouzdřené směsi živin do distálního tenkého střeva vede ke snížení tělesné hmotnosti. To bude studováno každodenním požíváním zapouzdřené směsi živin (např. 60 % sacharózy a 30 % kaseinu zapouzdřených v 10 % syrovátkové bílkovině) buď dodáno do distálního tenkého střeva (aktivní) nebo žaludku (placebo) před obědem a večeří po dobu 6 týdnů v randomizované, dvojitě zaslepené paralelní placebem kontrolované studii. To bude zkoumáno ve druhé fázi studie (fáze 2). Před intervencí, 1. a 2. den studie (SD1 a SD2), střední (SD4) a po (SD5) období intervence bude hodnocena účinnost snížení příjmu potravy (>68 kcal). Není známo, zda bude ileální brzda aktivována zapouzdřenou živnou směsí dodanou do distálního tenkého střeva (aktivní) ve stejné velikosti jako aktivace ileální brzdy infuzí ileální sacharózy a kaseinu. Proto budeme studovat účinnost aktivace ileální brzdy požitím zapouzdřené směsi živin na ad libitní příjem potravy. To bude provedeno v první fázi studie (fáze 1). Před intervencí bude účinnost testována v randomizovaném, placebem kontrolovaném zkříženém designu. U každého subjektu bude studován rozdíl v příjmu potravy ad libitum po požití aktivní látky nebo placeba. Pokud aktivní zapouzdřená živná směs nevede ke snížení příjmu potravy, intervence nezačne.