Linsers indvirkning på stofskifte og inflammation

Efterforskere vil bruge en parallel intervention af linse versus makronæringsstof-matchet (ikke inklusive fiber) kontrolbehandling i 12 uger hos OW/OB voksne med påvist risiko for T2D og CVD. Eksperimentelle diæter vil blive givet til deltagerne i form af færdiglavede middagsmåltider for at udnytte det andet måltids effekt og sænke kalorieindtaget ved aftensmåltidet. Præ- og post-interventionsvurderinger vil blive foretaget for følgende variabler: sammensætning af tarmmikrobiomet (mikrobielle arter og relativ overflod), tarmmetabolom, postprandial respons af TG, inflammatoriske cytokiner og serummetabolom til en måltidsudfordring med højt fedtindhold ( etableret inflammationsstimulus), fastende serumglukose, lipid, insulin, inflammationsmarkører og metabolom, blodtryk og antropometriske mål, herunder vægt, kropssammensætning, taljeomkreds og mængde af visceralt fedtvæv. Fysisk aktivitet, stillesiddende adfærd og sædvanlig kost vil blive målt, så disse variabler kan bruges til at hjælpe med vores karakterisering af deltagere og hjælpe med analyse og fortolkning af data.

Procedurer:

Postprandiale lipidæmiske og inflammationsreaktioner: Fedtrige måltidsudfordringer med 40 til 100 g diætfedt er en etableret laboratorietest til at måle både postprandiale triglyceridæmiske og inflammationsreaktioner. Efterforskere har brugt en dosis på 50 g fedt leveret i form af smør på toast på > 50 individer, fordi denne særlige dosis er effektiv til at skelne mellem lavt versus højt TG og inflammationsrespondere. Kort fortalt vil deltagerne rapportere til laboratoriet efter en faste natten over, et indlagt venekateter vil blive placeret i en antecubital vene, og blodprøver vil blive indsamlet før og 1, 2, 4 og 6 timer efter indtagelse af høj- fedt måltid. Prøver vil blive analyseret i realtid for TG (og fuldt lipidpanel plus glukose) ved hjælp af en klinisk kemianalysator (Piccolo xpress), mens serumprøver vil blive alikvoteret og opbevaret ved -80 C indtil analyse for inflammatoriske cytokiner, metabolomics og insulin. Efterforskere vil måle inflammatoriske cytokiner (TNF-α, interleukin (IL)-1β, IL-6 IL-17, IL-23 og granulocyt makrofag kolonistimulerende faktor (GM-CSF)) ved hjælp af højfølsom Luminex multipleksing teknologi (Bio- Rad Bio-Plex® 200 HTS) fremstillet af Millipore.

Diætintervention: Ved at bruge metoder, der er etableret til en igangværende CRT med linser, vil efterforskerne forberede 7 måltider pr. deltager om ugen for at levere en dosis på 4,6 eller 0 kopper linser om ugen til forsøgs- og kontrolgrupperne. Måltider matches til indhold af makronæringsstoffer (undtagen fibre), og malet kalkun erstatter linser i kontrolmåltiderne. Lignende måltider vil blive udviklet til sorte bønner. Deltagerne vil blive instrueret i at indtage mad til deres middagsmåltid og derefter proaktivt reducere portionsstørrelser og ikke spise mere end mæt ved aftensmåltidet. Denne strategi udnytter mæthedseffekten af ​​bælgfrugter ved middagsmåltidet og 'andet måltidseffekt', hvor det frivillige forbrug reduceres ved det næste måltid, aftensmåltidet. Hver deltager vil blive undersøgt en gang om ugen for at afgøre, om de indtog det eksperimentelle måltid den dag, deres opfattelse af sult, mæthed, mæthed og tilfredshed med dagens måltid (kl. 16.00) og deres mave-tarm-komfort (niveau af oppustethed, flatulens, kramper og komfort) hele dagen (kl. 20.00). Denne metode er blevet implementeret med succes i vores igangværende undersøgelse for at demonstrere, at linsemåltider er lige så behagelige, giver større mæthed og tolereres godt.

Tarmmikrobiomanalyse: Bulk-DNA vil blive ekstraheret fra fækale prøver ved hjælp af Powersoil® DNA Isolation Kit (Mo Bio Laboratories Inc.). DNA vil blive sendt natten over til University of Michigan, Center for Microbial Systems, til Illumina MiSeq amplikonsekventering af den 16S V4 variable region. Rå sekventeringslæsninger vil blive behandlet og kurateret ved hjælp af mothur (v.1.39.5) softwarepakken, efter mothur MiSeq standard operationsprocedure, potentielt kimære sekvenser vil blive identificeret og fjernet ved hjælp af Uchime (v4.2.40) algoritmen og taksonomiske klassifikationer vil blive tildelt ved hjælp af den Bayesianske klassificering af Ribosomal Database Project, og operationelle taksonomiske enheder (OTU'er) vil blive tildelt i mothur ved hjælp af VSEARCH afstandsbaserede klyngealgoritmen ved 97% sekvenslighedstærsklen.

Metabolomisk analyse: Prøver vil blive analyseret ved højopløsningsvæskekromatografi massespektrometri (LCMS). Hydrofil interaktionskromatografi (HILIC) og omvendt fase (RP) kolonner vil blive brugt til dyb dækning. Metabolitidentifikation vil bruge fragmenteringsmønstermatchning, autentiske standarder og databasematchning med METLIN og Human Metabome Database (HDB). Nye træk af væsentlig interesse vil blive karakteriseret med væskekromatografi massespektrometri fastfaseekstraktion nuklear magnetisk resonans (LCMS-SPE-NMR). Pathway-analyse vil bruge XCMS og mummichog.

Kostanalyse. Langsigtede kostvaner kan skabe tilpasninger, der påvirker responsen på det kortsigtede tilskud af Aronia og linser. Denne undersøgelse vil bruge den seneste version (2018) af det webbaserede Diet History Questionnaire (DHQ III), et spørgeskema om madfrekvens designet til voksne 19 og ældre, udviklet af personalet i Risk Factor Monitoring and Methods Branch (RFMMB) i NIH National Cancer Institute. Outputtet fra DHQ III inkluderer kulhydratbestanddele, carotenoider og tocopheroler, kostbestanddele fra kosttilskud, fedtstoffer, fedtsyrer og kolesterol, makronæringsstoffer og energi, mineraler, proteinbestanddele og vitaminer er kostbestanddele og fødevaregrupper, der er tilgængelige i DHQ III-outputfilerne. .

Overvågning af fysisk aktivitet og stillesiddende adfærd: Deltagerne vil bære et Actical omni-directional accelerometer i uge 1 og 12 af interventionen for at måle total fysisk aktivitet, tid i lavintensiv aktivitet, moderat til kraftig aktivitet og kraftig aktivitet og stillesiddende aktivitet på få minutter .

Statistisk analyse: H1 vil blive testet ved hjælp af to-sample t-tests for at sammenligne forskellen mellem præ- og post-intervention vurderinger. Ved at bruge foreløbige data for TG-responser og 50 % effektstørrelser i overensstemmelse med offentliggjorte fund i dyremodeller, blev det estimeret, at der kræves 18-24 deltagere pr. gruppe for at opnå en styrke på 0,76 til 0,86 ved alfa = 0,05. For at teste H2 vil efterforskere identificere ændringer i tarmmikrobiomet ved hjælp af de metoder, der blev brugt i vores foreløbige forskning til at identificere karakteristika ved tarmmikrobiomet, der adskiller lav- og høj-TG-respondere, og derefter bruge regressionsanalyse til at bestemme niveauet af variabilitet i ændringer i puls- og kontrolbehandlinger forklaret ved ændringer i relativ forekomst af tarmmikrobielle arter. For at teste H3 vil efterforskere identificere ændringer i tarm- og serummetabolomerne og derefter bestemme de metaboliske veje forbundet med de metabolomiske ændringer for at identificere potentielle mekanismer, der ligger til grund for sundhedspåvirkninger af pulser.