Klinická studie rezistentního škrobu při zlepšování zácpy

Lidská střevní mikroflóra je jednou z nejhustších mikrobiálních společenstev na Zemi, včetně velmi rozmanitých mikrobiálních společenstev, která zajišťují metabolické, imunitní a ochranné funkce a hrají zásadní roli v lidském zdraví. Gastrointestinální mikroflóru ovlivňuje mnoho faktorů, včetně genetiky, fyziologie hostitele (věk hostitele, nemoc, stres atd.) a faktory prostředí, jako jsou životní podmínky a užívání drog. Strava je zároveň považována za klíčový environmentální faktor zprostředkovávající složení mikroflóry trávicího traktu a metabolické funkce. Vzhledem k tomu, že probiotika jsou obtížně stravitelná a vstřebatelná v lidském těle, mohou se dostat do střevního traktu trávicím traktem, aby se zlepšila střevní mikroekologie a podpořil metabolismus lipidů, bílkovin a minerálů.

Potraviny bohaté na antistravitelný škrob mají mnoho funkcí, jako je kontrola tělesné hmotnosti, snižování krevních lipidů a cukru v krvi, regulace střevní flóry atd. let. Rezistentní škrob (RS) je součástí složeného polysacharidového škrobu proti trávení. Podle podmínek odolnosti proti enzymatické hydrolýze a zdroje škrobu se stravitelný rezistentní škrob dělil především na čtyři typy, a to RS1, RS2, RS3 a RS4. Z příčiny rezistence mají RS1 a RS2 přirozenou rezistenci k amyláze a rezistence může vymizet po želatinaci, zatímco rezistence RS3 a RS4 vzniká přeměnou škrobu v procesu zpracování potravin nebo výroby potravin. RS1 může koexistovat s RS2 nebo RS3 ve stejném druhu potravy a existence RS4 může zvýšit příjem potravy RS3.

Pouze malá část stravitelného škrobu může být trávena a absorbována v tenkém střevě, což poskytuje velmi nízkou míru využití glukózy. Když se většina zbývajících nestrávených složek dostane do tlustého střeva, jsou fermentovány střevní mikroflórou, přičemž vznikají hlavně mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA): acetát, propionát a butyrát. Ačkoli jak acetát, tak propionát mají zdravotní účinky, má se za to, že butyrát zejména zlepšuje zdraví a je SCFA s největším nárůstem příjmu RS. Butyrát hraje důležitou roli ve zdraví lidských střev, včetně snížení zánětu, snížení rizika rakoviny tlustého střeva a zlepšení funkce střevní bariéry. Rezistentní škrobová dieta a butyrát in vivo a in vitro významně zvýšily podíl ChAT imunoreaktivních intermuskulárních neuronů, střevní neurony exprimovaly transportér monokarboxylové kyseliny 2 (MCT2), malá interference s RNA umlčela MCT2 a zabránila butyrátem indukovanému zvýšení podílu ChAT imunoreaktivní neurony. Butyrát a trichostatin An zvýšily acetylaci histonu H3 ve střevních neuronech. Inhibitory signální dráhy Src mohou blokovat účinek butyrátu. Rezistentní škrobová dieta zvýšila transport tlustým střevem a butyrát zvýšil cholinergně zprostředkovanou kontrakci kruhových svalů tlustého střeva in vitro. Ačkoli se ukázalo, že RS je jednou z nejlepších vláken pro zvýšení hladiny butyrátu v populaci, je jasné, že ne každý může získat stejné výhody a někteří lidé na suplementaci RS nereagují. To naznačuje, že rozdíly v individuální mikroflóře hrají důležitou roli při určování výsledku spotřeby RS a my musíme hlouběji prozkoumat mechanismus trávení RS a jak to vede k produkci butyrátu. Kromě toho je třeba udělat více pro pochopení zdravotních účinků, které mohou být ovlivněny konzumací RS nad úrovněmi butyrátu.

Kvůli složité struktuře RS jsou k zahájení degradace tohoto semikrystalického materiálu nutné určité bakterie. R. bromii a Bifidobacterium juvenis jsou jediné známé lidské střevní mikroorganismy se schopností degradovat RS.

R. bromii získal pozornost pro svou roli jako základního druhu pro metabolismus RS, krmení a/nebo umožnění přístupu k tomuto substrátu dalším členům střevního mikrobiomu. Enzym štěpící škrob R. bromii má jedinečnou organizační strukturu a tvoří multienzymový komplex, který je připojen k buněčnému povrchu přes skafoldový protein ve fibrinosomech přes moduly adhezního proteinu a dockerinu, proto se nazývá amylasom. Tento systém byl nalezen u různých lidských rumenokoků a klíčová enzymová struktura jeho amylasomu je mezi kmeny vysoce konzervovaná. Navzdory své neuvěřitelné schopnosti degradovat RS se nezdá, že by R. bromii sám konkuroval nebo nedominoval jiným druhům, ale spíše slouží prospěšnému účelu křížením jiných druhů tím, že uvolňuje různé délky cukrů a acetátu. Jedna studie zjistila, že medián fekálního butyrátu se zvýšil o 50 % po léčbě bramborovým škrobem (RS2), ale další zkoumání individuálních odpovědí odhalilo různé změny v butyrátu. Následná studie stejné skupiny zjistila, že ti se zvýšeným výskytem R. bromii v jejich mikrobiotě měli větší pravděpodobnost, že budou mít vyšší butyrátovou reakci na bramborový škrob, což naznačuje, že ke zvýšení je zapotřebí správná kombinace primárních degradujících bakterií a rezistentního škrobu. výroba butyrátu.

Zácpa je jednou z nejčastějších gastrointestinálních (GI) poruch v klinické praxi, přičemž přibližně 11-20 % dospělých na celém světě trpí zácpou. Klinicky je frekvence vyprazdňování snížena, nebo je vyprazdňování pracné, obstrukční, obtížné a stolice suchá a obtížně řešitelná, což se nazývá zácpa [16]. Klinicky je refrakterní zácpa obtížně léčitelná a přílišné spoléhání na laxativa často vede k nerovnováze vody a elektrolytů, gastrointestinální dysfunkci, melanóze tlustého střeva, relaxaci análního svěrače a dalším problémům a dokonce vede k rakovině tlustého střeva a konečníku, cukrovce, mentální anorexii a v některých případech další komplikace. Proto je velmi důležité najít bezpečný a účinný laxativní lék nebo dietu ke zlepšení a zmírnění příznaků zácpy. Účinek rezistentního škrobu na podporu zdraví je způsoben hlavně tukem a plynem s krátkým řetězcem produkovaným mikrobiální fermentací v tlustém střevě a jeho role v prevenci kolorektálního karcinomu a některých chronických onemocnění souvisejících s dietou je silnější než dietní vláknina a může účinně překonat nepříznivý zápach, hrubou strukturu, špatnou kvalitu a další nevýhody potravin obohacených o vlákninu. Z hlediska analýzy dat z výzkumu má jako přírodní, bezpečný, „lék a potravina“ potravinové zdroje, jako je vláknina, velmi důležitou roli v lidském zdraví. Má důležitou hodnotu pro průmyslové využití a širokou perspektivu rozvoje trhu, otevírá nové pole výzkumu funkčních potravin a vyrovnává nevýhody tradiční dietní vlákniny.

V naší předchozí analýze bylo zjištěno, že mikroorganismy stolice 20 pacientů se zácpou a 20 zdravých lidí mají velmi odlišnou strukturu. Rozdílová analýza ukázala, že Ruminococcus byl hojný u zdravých lidí. Klasifikační model AUROC0.967 byl vytvořen pomocí Lasso algoritmu a důležité rysy klasifikačního modelu byly následující: Ruminococcus je rys s nejvyšší váhou. SPINGO poznamenává, že rod Ruminococcus obsahuje druhy, ve kterých má R. bromii nejvyšší relativní četnost. Hledání dat z databáze GMrepo odhalilo, že Ruminococcus byl nalezen ve 28 796 studiích, které patří k 93 fenotypům. K těmto fenotypům patřilo celkem 40 795 platných běhů. Relativní abundance Ruminococcus u zdravých lidí je výrazně vyšší než u lidí se zácpou a relativní abundance R. bromii u zdravých lidí je výrazně vyšší než u lidí se zácpou. Relativní četnost ruminokoka u zdravých lidí byla výrazně vyšší než u lidí se zácpou. Účelem této klinické studie je tedy doplnit rezistentní škrob u pacientů se zácpou a (1) sledovat, zda se symptomy pacientů se zácpou zlepšují; (2) Analyzovat změny střevních mikrobů u pacientů se zácpou; (3) Ověřte, zda se relativní množství R. bromii zvyšuje, a analyzujte korelaci mezi relativním množstvím R. bromii ve střevě a zlepšením příznaků zácpy u pacientů se zácpou.

Studie byla nerandomizovaná kontrolovaná studie bez skupiny s placebem a zahrnovala 30 pacientů s funkční zácpou diagnostikovanou lékaři. Dotazníkový průzkum se používá k pochopení, zda se příznaky pacientů se zácpou zlepšují. Současně se odebírají vzorky stolice pro sekvenační analýzu metagenomu ke studiu změn střevních mikrobů pacientů před a po intervenci rezistentním škrobem. Zvláštní pozornost je věnována tomu, zda je zvýšená relativní abundance R. bromii.

Tato studie nevyžaduje náborové inzeráty a subjekty jsou přijímány zcela dobrovolně. Subjektům jsou vysvětlena možná rizika během experimentu a poté, co souhlasí se zapojením do studie, je podepsán informovaný souhlas. Dobrovolníci, kteří souhlasili s připojením k experimentu, byli dotazováni pomocí dotazníku, aby se zjistilo jejich střevní zdraví a další zdravotní stav, a byli testováni podle výše uvedených kritérií pro výběr výzkumných objektů a kritérií vyloučení. Odebrané vzorky jsou pojmenovány podle čísla a osobní informace subjektu nebudou zveřejněny. Identita subjektů byla po celou dobu studie udržována v tajnosti a bylo vidět pouze číslo a fenotyp onemocnění. Subjekty mohou ze studie kdykoli odstoupit.

V této studii bude analyzováno složení a struktura střevní flóry subjektů a subjekty mohou držet krok s postupem testu a analýzy a získat vlastní relevantní data.

Rezistentní škrob použitý v této studii (HiMaize260) vyrábí Ingredion. HI-MAIZE®260 rezistentní škrob je dietní vláknina získaná z patentovaného kukuřičného škrobu Ingredion s vysokým obsahem amylózy, který zvyšuje nutriční obsah každodenních potravin, jako je bílý chléb, muffiny, sušenky, koláče a těstoviny.

Standard HI-MAIZE®260 je GB31637-2016, který odpovídá národním normám pro bezpečnost potravin. HI-MAIZE®260 rezistentní škrob obsahuje přibližně 53 % rezistentního škrobu (dietní vláknina) a 40 % stravitelného škrobu a lze jej snadno přidat do standardních receptur částečnou náhradou hladké mouky. Navíc, protože odolný škrob HI-MAIZE®260 obsahuje méně kalorií než mouka, zvyšuje nutriční obsah potravin.