Effekter af højproteindiæt på tyktarmen hos overvægtige mennesker

Højproteindiæter er meget brugt for deres slankende effekt. Disse diæter øger mængden af ​​ufordøjet protein og peptider, der når tyktarmen. Microbiota anvender protein og peptider som substrater og producerer aminosyreafledte metabolitter såsom kortkædede fedtsyrer, forgrenede fedtsyrer, lactat, formiat, succinat, ammonium, hydrogensulfid og phenolforbindelser. Nogle af disse metabolitter har vist sig at være gavnlige for værten, mens andre kan være skadelige. Højproteindiæter kan have forskellige virkninger, uanset om de er baseret på animalske eller planteproteiner, da disse to slags proteiner har forskellig aminosyresammensætning og lidt forskellig fordøjelighed. Formålet med denne undersøgelse er at evaluere på overvægtige frivillige konsekvenserne af kost med højt proteinindhold (dyr vs vegetabilsk) vs. isokalorisk-normoprotisk kost på niveau med tyktarmen og stofskiftet. Først vil sammensætning og aktivitet af mikrobiotaen og metabolitterne produceret i tyktarmens lumen blive bestemt. Derefter, for at evaluere konsekvenserne af de testede diæter på slimhindefysiologien, vil genekspression blive analyseret i rektale biopsier, og fækalt vand vil blive testet på colonocytcellelinjer. Til sidst vil diæternes konsekvenser for værtens stofskifte blive evalueret.

Diætintervention

Inden undersøgelsen vil frivillige (n=42) give en 3-dages madoptegnelse, som vil blive brugt af en diætist til at beregne deres sædvanlige energiindtag. Undersøgelsen starter med en 2 ugers normaliseringsperiode, hvor de frivillige skal spise efter menuer (fig. 1). Diæten vil give den frivillige deres sædvanlige individuelle energiindtag; og protein, kulhydrater og fedt vil udgøre henholdsvis 15, 50 og 35 % af energiindtaget.

Ved afslutningen af ​​denne standardiseringsperiode vil frivillige blive tilfældigt fordelt i 3 grupper (n=14) i 3 uger (interventionsperiode) (fig. 1). Frivillige fra de 3 grupper vil følge en diæt med et reduceret fordøjeligt kulhydratindtag (15 % af energiindtaget), mens ufordøjeligt kulhydratindtag vil forblive uændret. De frivillige vil indtage 3 gange om dagen et kosttilskudspulver, som de vil opløse i vand og derefter drikke. Dette tilskud vil give dem 15% af deres energiindtag. Den første gruppe får et kasein (animalsk protein) tilskud, så de får en proteinrig kost (protein, kulhydrater og fedt vil stå for henholdsvis 30, 35 og 35 % af energiindtaget). Den anden gruppe vil modtage et sojaprotein(vegetabilsk) tilskud, så de også vil indtage en proteinrig kost (protein, kulhydrater og fedt vil udgøre henholdsvis 30, 35 og 35 % af energiindtaget). Den tredje gruppe vil modtage et tilskud af maltodextrin (fordøjeligt kulhydrat, placebokontrol), så de vil indtage en normoprotisk diæt, der i makronæringsstofsammensætning svarer til standardiseringsdiæten (protein, kulhydrater og fedt giver henholdsvis 15, 50 og 35 % af energien) indtag). Kosttilskuddet vil blive givet i en dobbeltblindet protokol. Der vil ikke være nogen energibegrænsning mellem standardiserings- og interventionsperioderne.

Klinisk protokol

Dagligt vil de frivillige måle deres kropsvægt og registrere deres madforbrug og fysiske aktivitet. En gang om ugen vil de have et telefonopkald med en diætist for at sikre overholdelse af kosten (fig. 2).

Ved slutningen af ​​normaliseringsperioden, 13 dage efter begyndelsen af ​​undersøgelsen (D13), vil frivillige indsamle 24 timers urinprøver. Afføringsprøver vil blive indsamlet fra aften D13 til morgen D14. En køler vil blive leveret til den frivillige til opbevaring og transport af prøver. Efter en nats faste, om morgenen D14, vil de frivillige komme til hospitalet og bringe deres prøver, som straks vil blive konditioneret til opbevaring. Der vil blive udtaget blodprøver. Derefter vil rektale biopsier blive gendannet. Hver uge i interventionsperioden udtages urinprøver af afføring og blod (D21, D28, D35). Ved afslutningen af ​​interventionsperioden vil rektale biopsier blive genvundet (D35). Kropsvægt og blodtryk vil blive målt ved hvert besøg.

Analyser Alle målte parametre vil blive udtrykt i forhold til baseline.

Diætindtaget vil blive evalueret af diætist baseret på fødevarejournaler.

Afføringsprøver

• Mikrobiota sammensætning og funktioner
• Luminal metabolitter sammensætning
• pH, osmolaritet, vandindhold
• Fækalt vandtest på HT-29-celler (kolonocytter) for mitokondriel respiration, proliferation, genotoksicitet, cytotoksicitet, genekspression

Uriner

• Urea- og kreatinin-assay (proteinforbrugsmarkør for at verificere kostoverholdelse)
• Metabolomics

Blod

• Kliniske parametre (totalkolesterol, LDL- og HDL-kolesterol, ikke-esterificerede fedtsyrer, triglycerider, glykæmi, insulinæmi)
• Metabolomics

Rektale biopsier

• Transkriptomiske analyser