Dieta s vysokým obsahem fruktózy, střevní mikrobiom a metabolické zdraví

Američané běžně konzumují nadměrné množství dietní fruktózy. Ukázalo se, že přidaná fruktóza má nepříznivý dopad na metabolické zdraví, včetně zvýšené inzulínové rezistence a rizika diabetu 2. typu (T2D). Mechanismy, které spojují dietní fruktózu a metabolické zdraví, však nejsou dostatečně pochopeny. V populaci je běžná malabsorpce nebo neúplný metabolismus fruktózy v tenkém střevě. Přebytek fruktózy se dostává do tlustého střeva, kde může změnit strukturu a funkci střevního mikrobiomu, změnit bakteriální metabolity a spustit zánětlivé reakce ovlivňující riziko T2D. Aby se objasnilo, zda běžně konzumované hladiny dietní fruktózy ovlivňují metabolické výsledky změnou střevního mikrobiomu, výzkumný tým náhodně vybere 30 účastníků na kontrolovanou křížovou dietní intervenci, ve které budou účastníci konzumovat 12denní izokalorické diety s přidanou fruktózou nebo glukózou. (25 % celkových kalorií) oddělených 10denním obdobím řízeného vymývání diety.

Výzkumný tým si klade za cíl:

1. Určete vztahy mezi vysokou spotřebou fruktózy, střevním mikrobiomem a metabolickým rizikem.
2. Charakterizujte kauzální roli(y), kterou mají fruktózou indukované změny střevního mikrobiomu na metabolické riziko pomocí bezmikrobního myšího modelu.

Výzkumný tým bude měřit 1) strukturu a funkci komunity mikrobioty prostřednictvím metagenomického sekvenování stolice, 2) fekální metabolity prostřednictvím cílené a necílené metabolomiky, 3) antropometrie, 4) inzulínovou rezistenci, sérové ​​markery rizika T2D a zánětlivé cytokiny, 5) fekální mikrobiální oxidační kapacita sacharidů a 6) jaterní tuk pomocí MRI elastografie. Výzkumný tým využije nové statistické přístupy, včetně distribuovaného modelování zpoždění, k pochopení komplexních vztahů mezi stravou, mikrobiomem, metabolity a zdravotními výsledky.

Výzkumný tým poté provede kontrolované dietní intervence a studie transplantace fekálního mikrobiomu u bezmikrobních myší. Dárcovské fekální vzorky od lidských účastníků jak v glukózové, tak fruktózové větvi klinické intervence budou transplantovány do bezmikrobních a kolonizovaných myší, aby se stanovil kauzální vztah mezi fruktózou vyvolanými změnami střevního mikrobiomu, jaterním tukem a známými metabolickými a zánětlivými změnami. zvýšit riziko T2D.

Výzkumný tým si klade za cíl komplexně posoudit strukturální a funkční změny střevního mikrobiomu způsobené dietou s vysokým obsahem fruktózy. Určení vlivu přebytečné fruktózy na mikrobiom pomůže identifikovat nové způsoby, kterými fruktóza přispívá k riziku metabolických onemocnění. Kromě identifikace strategií ke zlepšení metabolického zdraví u dospělých by údaje z tohoto návrhu mohly pomoci informovat o cílených přístupech ke zmírnění budoucího rizika onemocnění u zranitelných populací, které konzumují vysoké hladiny fruktózy, jako jsou děti.