Absorpce železa z instantní cereálie na bázi pšenice: Studie střev a stabilních izotopů u keňských kojenců

Anémie z nedostatku železa (IDA) převládá u kojenců a předškolních dětí v subsaharské Africe. Pro zmírnění IDA bylo provedeno několik studií. Některé z těchto studií měly nepříznivé účinky na střevní mikrobiom a průjem kvůli vysoké dávce železa podávané v oblastech s vysokou zátěží malárií a dalšími běžnými dětskými infekcemi. Jako potenciálně bezpečnější řešení jsme zkoumali účinek snížení dávky železa v doplňcích železa a zahrnutí 7,5 g galakto-oligosacharidů (GOS). Zjištění z těchto studií prokázala, že u kojenců konzumace železa a GOS zlepšila stav železa, zlepšila střevní mikroflóru a snížila riziko onemocnění. Nedávno jsme prokázali, že obvyklá konzumace GOS po dobu tří týdnů vedla ke zlepšené absorpci železa, která korelovala se snížením pH tlustého střeva. Není známo, zda i jiná prebiotika nebo jejich kombinace povedou ke zvýšené absorpci železa a jaký účinek by mělo použití poloviční dávky prebiotik. Složení lidských mléčných oligosacharidů (HMO) v mateřském mléce může být důležitým determinantem složení střevního mikrobiomu a zdraví kojeného dítěte stanovením složení druhů Bifidobacteria, které jsou hlavními komenzálními „bariérovými“ bakteriemi ve střevním mikrobiomu kojence. O specifickém složení HMO mateřského mléka u afrických populací a potenciálním dopadu na složení střevní mikroflóry kojených dětí je však známo jen málo. Naším cílem je proto měřit účinek prebiotické (vysoká dávka/nízká dávka) směsi v různých dávkách v instantní cereálii na bázi pšenice na frakční absorpci železa (FIA) z instantní cereálie na bázi pšenice neobsahující žádná prebiotika. Porovnáme FIA ​​s a bez třítýdenního předkrmování dvěma různými dávkami prebiotické směsi. Kromě toho budeme zkoumat účinek dvou různých dávek této prebiotické (vysoká dávka/nízká dávka) směsi na střevní mikroflóru a zánět po třech týdnech.

Na jižním pobřeží Keni zaregistrujeme 195 kojenců a náhodně je rozdělíme do tří intervenčních skupin. Denně po dobu 3 týdnů budou kojenci doma konzumovat nově připravené instantní cereálie na bázi pšenice (3,6 mg železa s kyselinou askorbovou (AA)). Skupina 1 obdrží cereálie se 7,5 g prebiotické směsi; skupina 2 dostane cereálie s 3 g prebiotické směsi a skupina 3 dostane cereálie bez prebiotik. V podskupině 70 kojenců budeme podávat čtyři označená testovací jídla. Dvě testovací jídla budou krmena 2 týdny před zahájením intervenční studie, aby se prozkoumal akutní účinek prebiotik na FIA, a další dvě budou krmena na konci 3týdenní intervenční studie, aby se prozkoumal účinek chronické konzumace prebiotik na FIA. Vzorky mateřského mléka od matek budou odebrány a analyzovány na složení oligosacharidů lidského mléka (HMO). Předpokládáme, že: 1) kojenci, kteří dostávají novou instantní cereálie na bázi pšenice obsahující prebiotickou směs (vysoká dávka/nízká dávka), budou mít vyšší absorpci železa a 2) vyšší výskyt fekálních bifidobakterií než kojenci, kteří dostávají cereálie bez prebiotik; 3) u kojenců, kteří dostávají instantní cereálie na bázi pšenice, bude mít přidání 7,5 g prebiotické (vysoká dávka/nízká dávka) směsi za následek vyšší FIA a 4) větší poměr Bifidobacteria k Enterobacteriaceae, nejnižší fekální kalprotektin, střevní tuky acid-binding protein (I-FABP) a nejnižší abundance enteropatogenů než přidání 3 g prebiotik; 5) přidání 7,5 g prebiotické (vysoká dávka/nízká dávka) směsi povede k vyšší FIA při akutním nebo chronickém podávání a tyto dva účinky se budou sčítat; 6) instantní cereálie na bázi pšenice zlepší stav železa, včetně hemoglobinu (Hb), plazmatického feritinu (PF) a rozpustného transferinového receptoru (sTfR), a zánětlivý stav, včetně C-reaktivního proteinu (CRP), alfa-1-kyseliny glykoprotein (AGP), fekální kalprotektin a I-FABP; 7) instantní cereálie na bázi pšenice sníží pH stolice, čímž poskytne méně příznivé prostředí pro růst střevních patogenů; 8) Stav sekretorů matek ovlivní střevní mikroflóru kojence, přičemž kojenci matek se sekretorem mají vyšší výskyt Bifidobacterium a Bacteroides, ale nižší výskyt enteropatogenů; a 9) Účinky společného podávání prebiotické směsi na dětskou střevní mikroflóru a na vstřebávání železa budou silnější u kojenců matek nevylučujících sekreci.

Tato studie poskytne klíčová data pro optimalizaci železa a prebiotického složení instantních obilovin na bázi pšenice určených pro doplňkovou výživu během kojeneckého věku. Tato cereálie by mohla být potenciálně součástí pokračujícího výzkumu intervencí ke snížení zátěže IDA pomocí bezpečnějších formulací, které nepříznivě neovlivňují střevní mikrobiom kojence.