Faserfermentation und Kinetik und Nutzung kurzkettiger Fettsäuren im Darm und im systemischen Kreislauf

Heutzutage besteht ein starkes Interesse an der Optimierung der menschlichen Gesundheit durch Manipulation von unverdaulichen Kohlenhydraten (NDC). NDC können von Darmmikrobiota als Substrate verwendet werden, was zum NDC-Abbau, zur Produktion von Fermentationsprodukten wie kurzkettigen Fettsäuren (SCFA) und zu einer Veränderung der Zusammensetzung und Aktivität des Mikrobioms führt. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass SCFAs einen Teil der vorteilhaften Wirkungen von NDC vermitteln. Bei Mäusen korrelierte der Einstrom von SCFA in den Wirt stark mit Verbesserungen von Markern des metabolischen Syndroms, im Gegensatz zu den Konzentrationen von SCFA im proximalen Dickdarm. Daher kann der Zustrom von kurzkettigen Fettsäuren (SCFA) in den Körper von großer Bedeutung für die Verbesserung des Stoffwechsels sein. Es sind weitere Studien am Menschen erforderlich, um den Lebensverlauf von SCFA und ihre regulatorische Rolle im menschlichen Stoffwechsel zu verfolgen. Um diese innere Welt bakterieller Produkte beim Menschen zu untersuchen, werden wir einen Nasen-Darm-Katheter verwenden, der zur Abgabe von Komponenten und zur Entnahme von Speisebrei im proximalen Dickdarm verwendet werden kann. Bevor die vorgeschlagene Methodik in einer großen Interventionsstudie angewendet werden kann, muss eine Machbarkeitsstudie im kleinen Maßstab durchgeführt werden, die sich mit der Kolonplatzierung des Nasen-Darm-Katheters und der Kolonprobenahme von regulären und NDC-angereicherten Speisebreiproben befasst. Wir werden die akute Fermentation von Fructo- und Galacto-Oligosacchariden im proximalen Colon untersuchen. Darüber hinaus werden wir 13C-markierte SCFA über einen Nasen-Darm-Katheter verabreichen, um die Flüsse der SCFA-Produktion, Umwandlung und Aufnahme durch den Wirt zu quantifizieren. In einer kleinen, 7-tägigen parallelen Machbarkeitsstudie erhalten N=5 Probanden GOS/FOS-Ergänzungen (Mischung im Verhältnis 1:1, 15 Gramm/Tag) und N=5 andere Probanden erhalten Placebo-Ergänzungen (isokalorisches Maltodextrin, 12 Gramm/Tag). Am letzten Tag des Ergänzungszeitraums wird der Katheter gelegt, und danach bleiben die Teilnehmer maximal 5 Stunden im Krankenhaus, um das Fortschreiten des Nasen-Darm-Katheters sicherzustellen. Nach einer nächtlichen Fastenzeit besuchen die Probanden das Krankenhaus erneut für Messungen. Die Probanden nehmen einen NDC-Bolus zu sich (200 ml Leitungswasser, 5 g Fructo-Oligosaccharide, 5 g Galacto-Oligosaccharide, nicht resorbierbarer Marker (PEG-4000). Danach dürfen sie 6,5 Stunden lang nichts essen. Isotopisch 13C-markierte SCFAs werden in den proximalen Dickdarm abgegeben. Blut- und Darmluminalproben, Atemproben, Kot und Urin werden gesammelt.