Gastrointestinale mikrobers rolle på fordøjelse af resistent stivelse og tryptofan tilgængelighed for mennesker

Der er i øjeblikket et kritisk hul i viden om, hvordan intestinale bakteriesamfund ændrer metaboliske substrater, der er tilgængelige for værten, og derved påvirker det centrale og enteriske nervesystem (CNS/ENS) neurotransmitterniveauer, der er involveret i regulering af kulhydratforbrug hos mennesker. Forståelse af disse sammenhænge er afgørende for at udvikle strategier til at forbedre blodsukkerkontrol og for at reducere risikoen for overgang fra prædiabetes til type-2 diabetes (T2D). Efterforskernes langsigtede mål er at bestemme den biologiske underbygning af adfærd, der påvirker fødeindtagelse og blodsukkerkontrol, der bidrager til udviklingen af ​​T2D. Formålet med dette forslag, som er et væsentligt næste skridt i at nå efterforskernes langsigtede mål, er at bestemme, hvordan bakteriepopulationer i fordøjelsessystemet påvirker cirkulerende tryptofan (TRP) og store neutrale aminosyreniveauer (LNAA), der regulerer produktionen af monoamin 5-hydroxytryptamin (5-HT, serotonin) i ENS og i mave-tarmsystemet og hjernen. Den centrale hypotese er, at et reduceret forhold mellem TRP-producerende (TRPp) og TRP-forbrugende (TRPc) bakterier (nedsat TRPp:TRPc-forhold) i tarmen vil reducere TRP-tilgængeligheden efter et kulhydratmåltid, hvilket sænker plasma-TRP:LNAA-forholdet og resulterer i mindre TRP til ENS/CNS produktion af 5HT. Yderligere vil diætinterventioner, der fremmer TRPp-bakterieoverflod i tarmen, øge TRP-tilgængeligheden for værten. Efterforskerne vil teste den centrale hypotese og derved opnå det overordnede mål for dette projekt ved at forfølge følgende specifikke mål: 1) Vurder indvirkningen af ​​divergerende mikrobiota på plasma TRP:LNAA-forholdet som reaktion på akut kulhydratforbrug, og 2) Vurder indvirkning af kosttilskud med resistent stivelse (RS) på tarmmikrobiota og cirkulerende TRP:LNAA-forhold. Under mål 1 vil afføringsprøver blive indsamlet fra raske deltagere. Deltagerne vil blive stratificeret baseret på tarm TRPp:TRPc-forhold, og responsen på et akut måltid vil blive vurderet ved at bestemme plasma-TRP:LNAA-forhold. Under mål 2 vil kapaciteten for 4-ugers præbiotisk RS (kartoffelstivelse) tilskud til at øge TRPp:TRPc-bakterieforholdet i tarmen blive bestemt ud fra afføringsprøver. Derudover vil plasma TRP:LNAA-forhold efter akut kulhydratforbrug før og efter tilskud blive bestemt. Det videnskabelige bidrag vil være at bestemme virkningen af ​​RS på TRPp- og TRPc-bakterieoverflod i tarmen, og hvordan bakteriepopulationer påvirker cirkulerende TRP:LNAA-niveauer, som kan påvirke ENS- og CNS 5HT-produktion hos mennesker. Dette bidrag vil være væsentligt, fordi det vil have direkte translationelle implikationer for menneskelige sygdomme med ændret 5HT-signalering.