Colon-Propionat, Appetit und Gewichtsverlust (ProAp)

ERNÄHRUNG UND ÜBERGEWICHT:

Fettleibigkeit hat weltweit epidemische Ausmaße angenommen. Im Vereinigten Königreich sind 58 % der erwachsenen Frauen und 65 % der erwachsenen Männer entweder übergewichtig oder fettleibig (Health and Social Care Information Centre 2014), mit der Erwartung, dass die Raten steigen werden (Ng et al. 2014). Adipositas, hauptsächlich verursacht durch eine chronisch positive Energiebilanz, ist ein bekannter Risikofaktor, der zur Entwicklung von Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen und den daraus resultierenden Morbiditäten und Mortalitäten beiträgt (Kopelman 2007). Eine positive Energiebilanz ist unvermeidlich bei der Zusammensetzung der heutigen westlichen Ernährung, die raffinierte (ballaststoffarme) Kohlenhydrate enthält, die schnell verzehrt werden und minimale Auswirkungen auf das langfristige Sättigungsgefühl haben (Cleave 1974; Heaton 1973).

UNVERDAULICHE KOHLENHYDRATE:

Die Qualität und Quantität der Ernährung hat sich in den letzten fünfzig Jahren dramatisch verändert. Von denen haben Kohlenhydrate die signifikantesten Änderungen; von unverarbeiteten Kohlenhydraten auf der Basis von Obst und Gemüse zu stärker verarbeiteten Kohlenhydraten auf Getreidebasis (Cordain et al. 2005). Epidemiologische Studien haben gezeigt, dass die Ernährung der Vorfahren größere Mengen an unverdaulichen Kohlenhydraten (NDC) enthielt als die moderne Ernährung (> 100 g / Tag im Vergleich zu < 15 g / Tag), wobei mehr unverdauliches intaktes Zellwandpflanzenmaterial enthalten war. wie Knollen, Gräser und Seggen (Eaton 2006). Es wurde ein starker Zusammenhang zwischen erhöhter Gewichtszunahme und verringerter NDC-Aufnahme festgestellt (Liu et al. 2003). Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass eine zunehmende Aufnahme von NDC bei Tieren (So et al. 2007) und Menschen (Bouché et al. 2002) ein Sättigungsgefühl hervorruft und die Körperzusammensetzung verbessert.

NIEDRIGE KALORISCHE NDC-DIÄT MIT HOHEM NDC-WERT ZUR GEWICHTSVERLUST Die Anwendung einer kalorienarmen Diät ist einer der ersten Schritte zur Behandlung von Fettleibigkeit. Eine Gewichtszunahme in der Phase der Gewichtserhaltung kann jedoch aufgrund der Reduzierung des Ruheenergieverbrauchs und des Verlusts magerer Masse erfolgen. Die Einbeziehung bestimmter Lebensmittel in die Ernährungsintervention wird untersucht, um dauerhafte Gewichtsabnahmen zu erzielen (Abete et al. 2008). Es wurde früher vorgeschlagen, dass die Zugabe von ballaststoffreichen NDC-Nahrungsmitteln zu einer hypokalorischen Ernährung dazu beitragen würde, das Auftreten des metabolischen Syndroms zu verringern und die Einhaltung der Diät zu erhöhen (Hermana et al., 2011). Der hohe Ballaststoffgehalt in Kombination mit einer Diät mit niedrigem glykämischen Index kann beide zu höheren Sättigungseffekten mit einer erhöhten mitochondrialen Oxidation führen, die alle eine Gewichtsabnahme begünstigen.

PROPIONAT UND DER FFAR2-REZEPTOR:

Die Produktion kurzkettiger Fettsäuren (SCFA) ist das Hauptnebenprodukt der NDC-Kolonfermentation (Pawlak et al. 2004). Von ihnen wurde festgestellt, dass Colonpropionat direkt im Dickdarm und systematisch nach seiner Aufnahme in den Kreislauf eine entscheidende Rolle spielt (Wong et al. 2006). Der freie Fettsäurerezeptor 2 (früher bekannt als Orphan G-gekoppelter Proteinrezeptor 43) hat eine hohe Affinität zu Propionat (Brown et al. 2003). Es wird auf den L-enteroendokrinen Zellen des distalen Ileums und Dickdarms (Karaki et al. 2008), Adipozyten und bestimmten Monozytenlinien (Hong et al. 2005) exprimiert.

DIE ROLLE VON PROPIONAT BEI DER HORMONFREIGABE IM DARM UND DER APPETITREGULIERUNG:

Die L-enteroendokrinen Dickdarmzellen sind dafür verantwortlich, als Reaktion auf Nahrung physiologisch magersüchtige Darmhormone (PYY und GLP-1) zu sezernieren. Diese Hormone sind in der Lage, ein Sättigungsgefühl auszulösen, indem sie das Appetitzentrum des Gehirns signalisieren (Murphy & Bloom 2006). Es wurde festgestellt, dass die durch Propionat induzierte FFAR2-Aktivierung die Freisetzung dieser Hormone in vitro verursacht. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Einnahme von NDC die Freisetzung dieser Hormone bei Tieren stimuliert, was zu einer verringerten Nahrungsaufnahme führt (Delzenne et al. 2005). In weiteren Studien wurde gezeigt, dass Propionat die gleichen Wirkungen repliziert, was darauf hindeutet, dass die vorteilhaften Wirkungen von NDC auf den Appetit und die Darmhormone der Propionatproduktion zuzuschreiben sind.

KURZKETTIGE FETTSÄUREESTER:

Die Verabreichung von NDCs, die die Produktion von Propionat fördern, ist ein attraktiver Weg, um den Propionatspiegel über einen längeren Zeitraum zu erhöhen. Aufgrund der Variabilität der Aktivität der Darmmikrobita führt die Verabreichung hoher Anteile (≥ 35 g/Tag) an Ballaststoffen in der menschlichen Ernährung zur Erhöhung des Propionats im Dickdarm jedoch nicht zuverlässig oder vorhersagbar zu denselben SCFA-Spiegeln im Dickdarm oder systemisch (Cummings 1981). Die orale Supplementierung mit Propionat ist eine weitere Methode, aber leider schränken seine kurze Plasmahalbwertszeit, die schlechte Schmackhaftigkeit und die Tatsache, dass seine Hauptabsorption im Dünndarm erfolgt, seine Verwendung als Nahrungsergänzungsmittel ein (Frost et al. 2003).

Ein neuartiges System wurde von Dr. Douglas Morrison (Scottish Universities Environmental Research Center (SUERC)) entwickelt. Dieses Molekül aus Inulin (β(2-1) verknüpftes Polymer von Fructose) Träger mit einem Ester, der mit Propionat (Propionatester) verknüpft ist, erhöht nachweislich zuverlässig und reproduzierbar Propionat im Dickdarm und verhindert gleichzeitig die Nebenwirkungen von NDC (Chambers et al. 2015) . Propionat wird also erst freigesetzt, wenn das Trägermolekül Inulin von der Darmflora fermentiert wird, was schätzungsweise 180 Minuten nach der Einnahme dauert. (Chambers et al. 2014). Chambers et al. (2015) konnten zeigen, dass 10 g Inulin-Propionatester (IPE) in der Lage sind, 2,4 g Propionat an den Dickdarm abzugeben, was einer 2,5-fachen Steigerung der Propionatproduktion im Dickdarm entspricht, einem Niveau, das erreicht wird nur mit 60g/d über traditionelle Ballaststoffergänzung. Dieselbe Gruppe hat auch gezeigt, dass, während die akute Verabreichung dieses Nahrungsergänzungsmittels zu Erhöhungen von Plasma GLP-1 und PYY und einer verringerten Nahrungsaufnahme führte, die langfristige (24 Wochen) Nahrungsergänzung mit Propionatester die Körpergewichtszunahme und die Entwicklung von Bauchfett signifikant reduzierte Gewebe (Chambers et al. 2014). Interessanterweise berichtete keiner der Langzeitteilnehmer von Nebenwirkungen durch die Einnahme von Propionsäureestern. Die Erhöhung des Kolonpropionats ist daher eine der attraktiven Strategien, um Gewicht und Diabetes-Risikofaktoren zu kontrollieren.

Das aktuelle Protokoll zielt darauf ab, die Auswirkungen des Propionatesters in Verbindung mit einer eingeschränkten Diät auf Appetit und Gewichtsverlust zu untersuchen.