Účinky pulsů přes střevní mikrobiom a biologická dostupnost bioaktivních sloučenin (LEGUMINIBUS)

Luštěniny jsou známé pro svůj výrazný nutriční profil, bohatý na rostlinné bílkoviny, sacharidy s nízkým glykemickým indexem, vlákninu, vitamíny B, minerály a polyfenoly. Díky obsahu bílkovin a složení aminokyselin mohou luštěniny v kombinaci s obilím účinně nahradit maso a jeho deriváty. Navzdory celosvětovým výživovým směrnicím, které doporučují luštěniny jako převládající zdroj bílkovin ve stravě, zůstává spotřeba červeného masa a masných výrobků vysoká a může mít negativní důsledky pro veřejné zdraví. Epidemiologické důkazy skutečně naznačují, že dlouhodobá konzumace rostoucího množství červeného a zpracovaného masa je spojena s vyšším rizikem úmrtnosti, kardiovaskulárních onemocnění, rakoviny tlustého střeva a cukrovky 2. typu. Nedávná studie navíc ukázala, že vyšší příjem červeného masa a cholinu je spojen s vyššími koncentracemi trimethylamin-N-oxidu (TMAO), vedlejšího produktu střevní mikroflóry, který je spojován s vyšším výskytem nežádoucích kardiovaskulárních příhod. Četné výzkumné studie naznačují, že konzumace rostlinných potravin přináší zdravotní výhody pro člověka a podporuje doporučení mezinárodních směrnic pro úpravu stravovacích návyků směrem ke stravě bohatší na rostlinné produkty. Epidemiologické studie navíc ukazují možnou souvislost mezi vysokou spotřebou luštěnin a poklesem ischemické choroby srdeční a kolorektálního adenomu, zatímco důkazy o ochranné úloze luštěnin proti kardiovaskulárním chorobám jsou méně silné kvůli heterogenitě výsledků a/nebo potenciálním matoucím faktorům . Schopnost luštěnin snižovat kardiometabolické rizikové faktory podporují i ​​různé vědecké důkazy z klinických studií. Tyto studie ukazují, že konzumace luštěnin má pozitivní vliv na lipidový profil, metabolismus glukózy, krevní tlak, tělesnou hmotnost, oxidační stres a zánětlivý stav.

Navzdory uznávaným zdravotním přínosům pravidelné konzumace luštěnin stále existuje omezené chápání základních fyziologických mechanismů, které řídí tyto pozitivní účinky. Observační studie provedená v Itálii vnesla do tohoto problému určité světlo tím, že prokázala, že jedinci, kteří úzce dodržují středomořskou dietu, která klade důraz na snížení spotřeby červeného masa a zvýšení příjmu ovoce, zeleniny a luštěnin, mají střevní mikroflóru charakterizovanou vyšší četností. bakterií rozkládajících vlákna. Tito jedinci také vykazují vyšší hladiny mastných kyselin s krátkým řetězcem ve stolici a nižší koncentrace TMAO v moči. Kromě toho randomizovaná kontrolovaná studie provedená na jedincích s rizikem kardiovaskulárních onemocnění v důsledku nezdravého životního stylu odhalila, že přechod od typické západní stravy ke středomořské stravě vedl ke zvýšení přítomnosti bakteriálních druhů degradujících vlákninu ve střevech. mikrobiota. Tato dietní změna také vedla ke zvýšení cirkulujících mikrobiálních metabolitů spojených se zlepšením zánětlivého stavu. Zatímco stále chybí komplexní studie in vivo hodnotící biologickou dostupnost živin z luštěnin, několik klinických studií zkoumalo vliv luštěnin na střevní mikrobiom. Nicméně dostupná literatura uvádí, že luštěniny mají schopnost ovlivňovat lidskou mikrobiotu. Je však důležité poznamenat, že specifické účinky luštěnin na mikrobiotu se mohou v různých studiích výrazně lišit, což ztěžuje zobecnění těchto zjištění na všechny druhy luštěnin.

V tomto rámci se tento projekt zaměří na hodnocení vlivu nahrazení červeného masa luštěninami (PulD) nebo kombinací luštěnin a rostlinných náhražek masa (PPD) na kardiometabolické zdraví jedinců s nezdravými návyky a sedavým způsobem života. prostřednictvím modifikace střevních mikrobiálních komunit. Kromě toho se snaží zkoumat účinky na zdravotní výsledky, s primárním zaměřením na hodnocení změn v zánětlivém, oxidativním, imunitním a hormonálním stavu. Studie bude zahrnovat zavedení 2měsíční dietní intervence s izokalorickou a izoproteinovou pulzní dietou (PulD) a rostlinnou proteinovou dietou (PPD). Ve spojení s podrobným fenotypováním hostitele a profilováním střevní mikroflóry během a po intervenci to umožní posouzení kauzálních účinků stravy bohaté na rostlinné bílkoviny (zejména z luštěnin) a střevního mikrobiomu u populací s vysokým rizikem kardiovaskulárních onemocnění ( CVD).

Potenciální způsobilost subjektů k účasti v této studii bude posouzena prostřednictvím přednáborových dotazníků. Tyto dotazníky budou shromažďovat osobní a sociodemografické údaje dobrovolníků, obecné zdravotní informace (včetně antropometrie, zdravotního stavu, anamnézy, kouření a konzumace alkoholu), podrobnosti o individuálních stravovacích návycích pomocí dotazníku Food Frequency Questionnaire (FFQ), informace o stravování chování prostřednictvím třífaktorového stravovacího dotazníku (TFEQ) a úrovně fyzické aktivity pomocí mezinárodního dotazníku fyzické aktivity (IPAQ). Subjektům ve skupině PulD a skupině PPD bude přidělena personalizovaná dieta připravená na základě vlastních stravovacích návyků stanovených 7denním stažením potravinového deníku. Energetické hodnoty a celkové složení makronutrientů obvyklé stravy budou během intervence PulD a PPD zachovány beze změny. Změny ve složení sacharidů (vláknina vs. škrob), tuků v potravě (nasycené vs. mono/polynenasycené mastné kyseliny) a bílkovin (rostlina vs. živočišné) budou aplikovány v důsledku nahrazení masa luštěninami (skupina PulD) nebo se směsí luštěnin a rostlinných náhražek masa (skupina PPD). Kontrolní subjekty nebudou během intervence měnit svou obvyklou stravu (HabD). Všechny subjekty budou požádány, aby během 8týdenního intervenčního období neměnily úrovně fyzické aktivity. Dodržování pravidel bude posuzováno každé 2 týdny telefonickým pohovorem za účelem vyhodnocení příjmu stravy a fyzické aktivity během předchozího týdne. V každém časovém bodě intervence (výchozí stav, 4 týdny, 8 týdnů) pro nutriční kontrolu vyplní subjekty 7denní deníky o jídle a související dotazníky o chuti k jídlu (vizuální analogová škála, VAS) vztahující se k předchozímu týdnu před nutriční analýzou. . Kromě toho bude provedeno měření krevního tlaku, hmotnosti, obvodů (pas a boky) a složení těla pomocí bioimpedančních testů. Během intervenčního období budou subjekty požádány, aby vyplnily Mezinárodní dotazník fyzické aktivity (IPAQ), dotazníky o kvalitě života (QoL), o depresi, úzkosti a stresu (DASS), King's Stool Chart (KSC) k vyhodnocení frekvence. , hmotnost a konzistenci výkalů, spolu s Pittsburghským indexem kvality spánku (PSQI) pro hodnocení kvality spánku.

Další analýza souladu bude provedena na základě metabolomiky, která umožní rozlišení příjmu živočišných/rostlinných bílkovin. Metabolomy (dobře známé tím, že odrážejí jak dietní, tak mikrobiální metabolismus) budou také porovnány mezi kategoriemi, aby bylo možné identifikovat ochranné nebo rizikové profily pomocí bioinformatických i chemometrických přístupů. Metagenomy budou analyzovány podle standardních operačních postupů (SOP) používaných v již publikovaných orientačních studiích. Porovnání předem definovaných skupin jedinců umožní identifikaci mikrobiálních genů, které mají ve skupinách různou abundanci. Kromě toho budou geny spojeny s kontinuálními proměnnými klinického a nutričního zájmu (např. příjem specifických dietních složek, citlivost na inzulín) pomocí kovarianční analýzy. Zřetězené datové soubory fyziologických výstupních dat, metagenomických a metabolomových profilů z intervenčních studií budou použity k predikci podmnožin znaků pomocí multivariační analýzy (PLS-DA), která může klasifikovat subjekty podle jejich relativní adherence k PulD nebo PPD. Profil bude použit pro sondování mikrobiomu na specifické změny v závislosti na intervencích.

Velikost vzorku potřebná k detekci účinku PulD a/nebo PPD na jednotlivé hladiny TMAO je definována na základě předchozí studie (Crimarco et al., 2020), která ukázala, že 24 účastníků v každé léčebné skupině by poskytlo dostatečný výkon (α- chyba 0,05, 80% výkon) pro detekci minimálně 32% změny úrovní TMAO. Navíc se odhaduje, že velikost vzorku 26 účastníků by byla dostatečná k detekci 10% změny celkového cholesterolu nalačno pomocí variace v souladu s předchozí studií (Meslier et al., 2020). Vzorky (výkaly, žilní krev a nekyselá 24hodinová moč) budou odebrány na začátku, 4 a 8 týdnů po zahájení dietní intervence.