Jernabsorption fra en hvede-baseret instant korn: tarm- og stabile isotopstudier hos kenyanske spædbørn

Jernmangelanæmi (IDA) er udbredt hos spædbørn og førskolebørn i Afrika syd for Sahara. Adskillige undersøgelser er blevet udført for at afbøde IDA. Nogle af disse undersøgelser havde negative virkninger på tarmmikrobiomet og diarré på grund af den høje jerndosis, der blev indgivet i områder med høj malariabelastning og andre almindelige barndomsinfektioner. Som en potentielt sikrere løsning undersøgte vi effekten af ​​at sænke jerndosis i jerntilskud og inkludere 7,5 g galacto-oligosaccharider (GOS). Resultater fra disse undersøgelser viste, at indtagelse af jern og GOS hos spædbørn forbedrede jernstatus, forbedrede tarmmikrobiotaen og reducerede risikoen for sygdom. Vi har for nylig demonstreret, at sædvanligt forbrug af GOS i tre uger resulterede i forbedret jernabsorption, der korrelerede med et fald i colon-pH. Det vides ikke, om andre præbiotika eller en kombination også vil resultere i øget jernoptagelse, og hvad effekten af ​​at bruge den halve dosis af præbiotika vil være. Sammensætningen af ​​humane mælkeoligosakkarider (HMO'er) i modermælk kan være en vigtig determinant for tarmmikrobiomets sammensætning og sundhed hos det ammede spædbarn ved at bestemme sammensætningen af ​​Bifidobacteria-arter, der er de vigtigste kommensale 'barriere'-bakterier i spædbarnets tarmmikrobiom. Der er dog lidt kendt om den specifikke HMO-sammensætning af modermælk i afrikanske befolkninger og den potentielle indvirkning på tarmmikrobiotasammensætningen hos de ammede spædbørn. Vi sigter derfor efter at måle effekten af ​​en præbiotisk (høj dosis/lav dosis) blanding i forskellige doser i en hvedebaseret instant korn, på fraktioneret jernabsorption (FIA) fra en hvedebaseret instant korn, der ikke indeholder præbiotikum. Vi vil sammenligne FIA ​​med og uden tre ugers forfodring med to forskellige doser af præbiotisk blanding. Derudover vil vi undersøge effekten af ​​to forskellige doser af denne præbiotiske (høj dosis/lav dosis) blanding på tarmmikrobiota og inflammation efter tre uger.

I Kenyas sydkyst vil vi tilmelde 195 spædbørn og randomisere dem i tre interventionsgrupper. Dagligt i 3 uger vil spædbørn indtage en nyformuleret hvede-baseret instant korn (3,6 mg jern med ascorbinsyre (AA)) derhjemme. Gruppe 1 modtager kornet med 7,5 g præbiotisk blanding; gruppe 2 vil modtage kornet med 3 g præbiotisk blanding og gruppe 3 vil modtage kornet uden præbiotika. I en undergruppe på 70 spædbørn vil vi administrere fire mærkede testmåltider. To testmåltider vil blive fodret 2 uger før påbegyndelse af interventionsstudiet for at undersøge den akutte effekt af præbiotika på FIA og de to andre vil blive fodret i slutningen af ​​3 ugers interventionsstudie for at undersøge effekten af ​​kronisk forbrug af præbiotika på FIA. Modermælksprøver fra mødrene vil blive indsamlet og analyseret for sammensætningen af ​​humane mælkeoligosakkarider (HMO'er). Vi antager, at: 1) Spædbørn, der modtager den nye hvede-baserede instant kornblanding indeholdende præbiotisk (høj dosis/lav dosis) blanding vil have en højere jernabsorption, og 2) højere fækal Bifidobakterier overflod end spædbørn, der modtager kornprodukterne uden præbiotika; 3) hos spædbørn, der modtager den hvede-baserede instant korn, vil tilsætning af 7,5 g præbiotisk (høj dosis/lav dosis) blanding resultere i højere FIA, og 4) i større forhold mellem Bifidobacteria og Enterobacteriaceae, laveste fækal calprotectin, tarmfedt syrebindende protein (I-FABP) og laveste mængder af enteropatogener end tilsætning af 3 g præbiotika; 5) tilsætning af 7,5 g præbiotisk (høj dosis/lav dosis) blanding vil resultere i større FIA, når det administreres akut eller kronisk, og disse to effekter vil være additive; 6) den hvede-baserede instant korn vil forbedre jernstatus, herunder hæmoglobin (Hb), plasma ferritin (PF) og opløselig transferrin receptor (sTfR), og inflammationsstatus, herunder C-reaktivt protein (CRP), alfa-1-syre glycoprotein (AGP), fækalt calprotectin og I-FABP; 7) den hvede-baserede instant korn vil sænke fækal pH og derved give et mindre gunstigt vækstmiljø for enteriske patogener; 8) Moderens sekretorstatus vil påvirke spædbarnets tarmmikrobiota, hvor spædbørn af sekretormødre har højere forekomster af Bifidobacterium og Bacteroides, men lavere forekomster af enteropatogener; og 9) Effekter af co-tilførsel af præbiotisk blanding på spædbarnets tarmmikrobiota og på jernabsorption vil være stærkere blandt spædbørn af ikke-sekretoriske mødre.

Denne undersøgelse vil generere afgørende data til optimering af jern og præbiotisk sammensætning af hvede-baseret instant korn designet til komplementær fodring i spædbarnsalderen. Denne kornblanding kan potentielt indgå i den fortsatte forskning om interventioner for at reducere byrden af ​​IDA ved at bruge sikrere formuleringer, der ikke påvirker spædbarnets tarmmikrobiom negativt.