Metabolický účinek nových potravin prostřednictvím osy střeva a mozku (CHECKMATE)

Nadváha a obezita jsou zdravotní problémy nanejvýš důležité pro světovou populaci. Neustálý vývoj a konzumace vysokoenergetických potravin za nízkou cenu souvisí se zvýšeným rizikem cukrovky a inzulinové rezistence kromě přírůstku hmotnosti. Pro udržení tělesné hmotnosti je třeba dosáhnout rovnováhy mezi příjmem a výdejem energie. Vzhledem k tomu, že přibývání na váze je běžným výsledkem energeticky bohaté stravy, nejlepším způsobem, jak snížit kalorický příjem, je konzumace ovoce a zeleniny. Tento přístup je však obvykle z dlouhodobého hlediska neuspokojivý, protože ztráta chutného jídla a nízká odměna za zdravá jídla často podkopávají nutričně šetrnou stravu. Možným alternativním přístupem je vyrábět chutné potraviny s nízkou kalorickou hustotou a sloučeninami navozujícími sytost, které mohou snížit kalorický příjem a zvýšit pocit sytosti.

Lidské tělo reguluje příjem energie prostřednictvím komplexního a propojeného biologického systému zahrnujícího osu střevo-mozek, endokanabinoidní systém a osu hypotalamus-hypofýza-nadledviny. Biomarkery v ose hypotalamus-hypofýza-nadledviny regulují příjem potravy a fyziologickou odpověď na stres. V nepřítomnosti potravy mozek pociťuje hlad prostřednictvím zvýšení gastrointestinálního hormonu ghrelinu. Jakmile je jídlo požito, hladiny ghrelinu se snižují, zatímco ostatní biomarkery v ose střevo-mozek se uvolňují, aby zvýšily pocity sytosti prostřednictvím opožděného vyprazdňování žaludku, snížení chuti k jídlu a snížení příjmu potravy. Nedávné studie na myších spojily endokanabinoidní systém s osou hypotalamus-hypofýza-nadledviny prostřednictvím fyziologického stresu a energetické homeostázy. Kromě toho jsou endokanabinoidy anandamid a 2-arachidonoylglycerol oba zvýšené během hladu, ale klesají po krmení.

Přírodní potraviny s nízkou energetickou hustotou, jako je ovoce a zelenina, obvykle obsahují vysoké množství vlákniny. Dietní vláknina je klasifikována buď jako rozpustná vláknina (beta-glukany) nebo nerozpustná vláknina (pšeničné otruby), ale jak rozpustná, tak nerozpustná vláknina jsou silně spojeny se zvýšeným pocitem sytosti. Dietní vláknina je důležitá pro správné fungování gastrointestinálního traktu tím, že poskytuje zdroj živin pro bakterie v tlustém střevě. Když byla 3% porce beta-glukanů ječmene přidána do ovocného nápoje nebo chleba a konzumována při snídani, bylo pozorováno snížení energetického příjmu o 30 % za 24 hodin spolu s prospěšnými změnami postprandiálních gastrointestinálních hormonů zapojených do biologická kontrola hladu a sytosti. Příjem nerozpustné vlákniny zlepšuje citlivost na inzulín a chléb obohacený ječným nebo pšeničným vláknem zlepšuje hormonální odezvu ghrelinu a peptidu YY (PYY) ve srovnání s kontrolním chlebem. Bylo zjištěno, že nedávno charakterizovaná třída potravinových sloučenin, melanoidiny, vykazuje v gastrointestinálním traktu podobné vlastnosti jako dietní vláknina. Melanoidiny vznikají Maillardovou reakcí reakcí bílkovin s redukovanými sacharidy a cukry při vaření tepelně upravených potravin. Melanodiny jsou velké nerozpustné nebo částečně nerozpustné komplexy, které jsou přítomny v kávě, chlebu, kakau a pivu. Hlavní zdroje melanoidinů ve stravě jsou však z kávy a chleba s příspěvkem 0,5-2,0 g/den kávových melanoidinů a 1,8-15 g/den chlebových melanoidinů. Výzkum ukázal, že kávové melanoidiny jsou fermentovány v gastrointestinálním traktu, zatímco chlebové melanoidiny stimulují bifidobakterie v tlustém střevě.

Hořké sloučeniny se také nedávno podílejí na zvyšování sytosti a mají příznivý účinek na hormony gastrointestinálního traktu. Nedávný výzkum na zvířatech ukazuje, že několik hořkých sloučenin může snížit rychlost vyprazdňování žaludku, indukovat sekreci hormonů navozujících sytost cholecystokininu a glukagonu podobného peptidu 1 (GLP-1) a snížit příjem potravy. Pokusy na zvířatech však vyžadovaly, aby byly hořké sloučeniny dodávány přímo do žaludku, aby mohly působit. Několik hořce chutnající zeleniny, včetně brokolice a čekanky, vykazuje příznivé zdravotní účinky. Některé přírodní fytochemikálie jsou polyfenoly, o kterých je známo, že mají různé biologické mechanismy a mají hořkou chuť. Rostlinný druh Gentiana lutea L. produkuje několik biologicky aktivních hořkých fytochemikálií, včetně iridoidu (kyselina loganová) a sekoiridoidů (swertiamarin, gentiopikrosid, amarogentin, swerosid). Gentiana lutea L. se používá nejčastěji k výrobě bylinných čajů a likérů.

V této randomizované křížové studii budou měřeny pocity hladu a sytosti, zatímco krev bude odebírána v určitých časových bodech během sedmi ramen. Protože tento zásah má vyvinout chutné potraviny, které krátkodobě zvyšují sytost a snižují energetický příjem, budou hořké sloučeniny také zapouzdřeny v ochranném obalu. Zapouzdření se běžně používá k ochraně léčiv během průchodu ústní dutinou nebo žaludkem, aby se umožnilo účinné vstřebávání v těle. Povlak použitý na jedné paži umožní extraktu Gentiana lutea L. projít ústní dutinou, což umožní dobrovolníkům neochutnat hořké sloučeniny, jako cíl v žaludku a dvanáctníku.

Všichni dobrovolníci se zúčastní sedmi ramen studie. Tři různé chleby obohacené vlákninou a kontrolní chléb budou konzumovány vedle odstředěného mléka při snídani ve čtyřech intervencích. V dalších třech intervencích účastníci konzumují kontrolní pudink, pudink s extraktem Gentiana lutea L. a zapouzdřený pudink s extraktem z Gentiana lutea L. Mezi dvě samostatné intervence bude zahrnuta týdenní vymývací lhůta. Hédonické pocity sytosti, hladu a chuti k jídlu budou měřeny pomocí dotazníku v čase 0 (základní hodnota) a v 0,5, 1, 2 a 3 hodinách po snídani. Po 3 hodinách dobrovolníci zkonzumují oběd, dokud nejsou nasyceni, a poté si vedou deník jídla, aby si zaznamenávali svůj příjem po zbytek dne. Kromě toho bude v každém časovém bodě odebrána krev a v rámci sekundárních výsledků bude měřeno množství specifických hormonů, neuropeptidů a endokanabinoidů.