Bewertung der Absorption und des Metabolismus von Folsäure im Dickdarm

Das Vitamin Folat ist für den Ein-Kohlenstoff-Stoffwechsel in Prozessen wie der Aminosäure- und Nukleotidsynthese notwendig. Da Folat nicht von Säugetieren synthetisiert werden kann, muss es aus der Nahrung und Nahrungsergänzungsmitteln stammen oder von im Dickdarm vorhandenen Bakterienarten erzeugt werden. Es gibt eine Reihe gut bekannter gesundheitlicher Folgen im Zusammenhang mit Folatmangel beim Menschen, darunter angeborene Neuralrohrdefekte bei Neugeborenen und Darmkrebs bei Erwachsenen. Es wurde vermutet, dass ein supraphysiologischer Folatstatus auch schädlich sein kann, da er zu Veränderungen der Immunfunktion und der Maskierung eines Vitamin-B12-Mangels führen kann. Es wird allgemein angenommen, dass Folatquellen aus der Nahrung hauptsächlich im Dünndarm resorbiert werden, jedoch deuten neuere Erkenntnisse von unserem Team und anderen darauf hin, dass der Dickdarm möglicherweise eine größere Rolle bei der Resorption von Folat spielt als bisher angenommen. Insbesondere die Menge an Folat im Dickdarm, von der ein Großteil durch das Mikrobiom erzeugt wird, kann die Nahrungsaufnahme von Folat aus natürlichen Quellen übersteigen. Es gibt eine Reihe von Wissenslücken in Bezug auf die Folataufnahme im Dickdarm beim Menschen. Es ist nicht bekannt, inwieweit folatspezifische Transporter wie der protonengekoppelte Folattransporter (PCFT) und der reduzierte Folatträger (RFC) im Dickdarm gesunder Menschen vorhanden sind. Bisher wurden die meisten Studien, die das Vorhandensein von RFC und PCFT in Kolonozyten identifizierten, unter Verwendung von Zelllinien oder Gewebe durchgeführt, die von Organspendern entnommen wurden. Unseres Wissens hat keine Studie die mRNA- und Proteinkonzentrationen sowohl von RFC als auch von PCFT untersucht, die in menschlichem Dickdarmgewebe vorhanden sind, das als Biopsien entnommen wurde. Es bleibt auch zu bestimmen, ob der Folatstatus die RFC- und PCFT-Expression auf der Ebene des Dickdarms beeinflusst. Zweitens bleibt unklar, inwieweit die beiden intestinalen Folathydrolasen Glutamat-Carboxypeptidase II (GCPII) und γ-Glutamylhydrolase (GGH) in der Dickdarmschleimhaut vorhanden sind. Um ein gründlicheres Verständnis der grundlegenden Prozesse zu erlangen, die an der Folatabsorption im Dickdarm des Menschen beteiligt sind, werden die folgenden drei Ziele vorgeschlagen. Das primäre Ziel besteht darin, die Auswirkungen von 0 und 400 µg zusätzlicher Folsäure auf die Gesamtfolatkonzentrationen in der Dickdarmschleimhaut durch Messen der Folatspiegel zu bewerten. Zu den sekundären Zielen gehören die Bewertung der Auswirkungen von 0 und 400 µg zusätzlicher Folsäure auf die Regulation von PCFT und RFC im Ileum und Dickdarm durch Bewertung der Expression von mRNA-Transkripten und Proteinen und die Bestimmung des Ausmaßes, in dem GCPII und GGH vorhanden sind Lumen des Ileums und Dickdarms durch Quantifizierung der Enzymaktivität und Expression von mRNA-Transkripten und Proteinen. Um dies zu erreichen, wird eine 16-wöchige offene randomisierte klinische Längsschnittstudie durchgeführt. Die Rekrutierung und das Screening erfordern drei separate Schritte, bestehend aus einer ersten Einladung zur Teilnahme, gefolgt von einer telefonischen Screening-Sitzung zur Feststellung der Eignung und schließlich einem persönlichen Studienbesuch vor der Aufnahme in die Interventionsphase der Studie. Nach der Registrierung werden die Teilnehmer gebeten, für die Dauer der Studie eine Diät mit wenig synthetischer Folsäure einzuhalten. Bei der Einschreibung werden die Probanden randomisiert, um ein Multivitaminpräparat und entweder 0 oder 400 µg Folsäure zu erhalten. Follow-up-Studienbesuche finden in Woche 8 und Woche 16 statt, wo anthropometrische Messungen, Blut- und Kolongewebebiopsien (nur Woche 16) aus dem terminalen Ileum, dem Blinddarm, dem aufsteigenden Dickdarm und dem absteigenden Dickdarm zur Analyse gesammelt werden. Während der gesamten Studie werden 24-Stunden-Ernährungsrückrufe gesammelt, um die Folat- und Kalorienaufnahme zu beobachten. Die Plasma-, RBC-Folatspiegel und der Folatgehalt der Dickdarmschleimhaut werden über einen mikrobiellen Assay bestimmt. Die GCPII- und GGH-Enzymaktivität wird nach dem modifizierten Verfahren von Krumdieck und Baugh bestimmt. Die PCFT- und RFC-Expression wird mittels semiquantitativer Echtzeit-PCR bestimmt und Proteinproben werden in einer Western Blot-Analyse unter Verwendung von RIPA-Lyse und Extraktionspuffer extrahiert. Die vorgeschlagene Studie wird unser Verständnis der grundlegenden Prozesse des Folatstoffwechsels und der Absorption im Dickdarm erweitern. Die Ergebnisse dieser Studie können dazu beitragen, die optimale Aufnahme von Folat aus der Nahrung zu ermitteln, die den Anforderungen des Menschen entspricht, ohne die potenziellen Gesundheitsrisiken im Zusammenhang mit einer übermäßigen Exposition gegenüber Folat.