Eisenabsorption aus einem Instant-Getreide auf Weizenbasis: Darm- und stabile Isotopenstudien bei kenianischen Säuglingen

Eisenmangelanämie (IDA) ist bei Säuglingen und Vorschulkindern in Subsahara-Afrika weit verbreitet. Mehrere Studien wurden durchgeführt, um IDA zu mildern. Einige dieser Studien hatten negative Auswirkungen auf das Darmmikrobiom und Durchfall aufgrund der hohen Eisendosis, die in Gebieten mit hoher Malaria- und anderen häufigen Infektionen im Kindesalter verabreicht wurde. Als potenziell sicherere Lösung untersuchten wir die Wirkung einer Verringerung der Eisendosis in den Eisenpräparaten und der Aufnahme von 7,5 g Galacto-Oligosacchariden (GOS). Die Ergebnisse dieser Studien zeigten, dass der Verzehr von Eisen und GOS bei Säuglingen den Eisenstatus verbessert, die Darmmikrobiota verbessert und das Krankheitsrisiko verringert. Wir haben kürzlich gezeigt, dass der gewohnheitsmäßige Verzehr von GOS über drei Wochen zu einer verbesserten Eisenaufnahme führte, die mit einer Abnahme des pH-Wertes im Dickdarm korrelierte. Es ist nicht bekannt, ob andere Präbiotika oder eine Kombination ebenfalls zu einer erhöhten Eisenaufnahme führen und wie sich die Verwendung der halben Präbiotikadosis auswirken würde. Die Zusammensetzung der Humanmilch-Oligosaccharide (HMOs) in der Muttermilch könnte eine wichtige Determinante für die Zusammensetzung des Darmmikrobioms und die Gesundheit des gestillten Säuglings sein, indem sie die Zusammensetzung der Bifidobakterienarten bestimmt, die die wichtigsten kommensalen „Barriere“-Bakterien im Darmmikrobiom des Säuglings sind. Es ist jedoch wenig über die spezifische HMO-Zusammensetzung der Muttermilch in afrikanischen Populationen und die möglichen Auswirkungen auf die Zusammensetzung der Darmmikrobiota gestillter Säuglinge bekannt. Wir zielen daher darauf ab, die Wirkung einer Präbiotika-Mischung (hohe Dosis/niedrige Dosis) in unterschiedlichen Dosen innerhalb eines Instant-Getreides auf Weizenbasis auf die fraktionierte Eisenabsorption (FIA) eines Instant-Getreides auf Weizenbasis, das kein Präbiotikum enthält, zu messen. Wir werden die FIA ​​mit und ohne dreiwöchige Vorfütterung mit zwei unterschiedlichen Dosierungen der präbiotischen Mischung vergleichen. Darüber hinaus werden wir die Wirkung von zwei verschiedenen Dosen dieser Präbiotika-Mischung (hochdosiert/niedrigdosiert) auf die Darmmikrobiota und Entzündungen nach drei Wochen untersuchen.

An der Südküste Kenias werden wir 195 Säuglinge einschreiben und sie randomisiert in drei Interventionsgruppen einteilen. Täglich für 3 Wochen nehmen Säuglinge zu Hause ein neu formuliertes Instant-Getreide auf Weizenbasis (3,6 mg Eisen mit Ascorbinsäure (AA)) zu sich. Gruppe 1 erhält das Müsli mit 7,5 g präbiotischer Mischung; Gruppe 2 erhält das Müsli mit 3 g präbiotischer Mischung und Gruppe 3 erhält das Müsli ohne Präbiotika. In einer Untergruppe von 70 Säuglingen werden wir vier gekennzeichnete Testmahlzeiten verabreichen. Zwei Testmahlzeiten werden 2 Wochen vor Beginn der Interventionsstudie verfüttert, um die akute Wirkung von Präbiotika auf FIA zu untersuchen, und die anderen beiden werden am Ende der 3-wöchigen Interventionsstudie verfüttert, um die Wirkung einer chronischen Einnahme von Präbiotika auf FIA zu untersuchen. Es werden Muttermilchproben der Mütter gesammelt und auf die Zusammensetzung von Humanmilch-Oligosacchariden (HMOs) analysiert. Wir gehen davon aus, dass: 1) Säuglinge, die die neue Mischung aus Instant-Müsli auf Weizenbasis mit Präbiotika (hohe Dosis/niedrige Dosis) erhalten, eine höhere Eisenabsorption und 2) eine höhere Menge an fäkalen Bifidobakterien aufweisen als Säuglinge, die die Cerealien ohne Präbiotika erhalten; 3) bei Säuglingen, die Instant-Cerealien auf Weizenbasis erhalten, führt die Zugabe von 7,5 g der präbiotischen Mischung (hohe Dosis/niedrige Dosis) zu einem höheren FIA, und 4) zu einem größeren Verhältnis von Bifidobakterien zu Enterobacteriaceae, niedrigstem fäkalem Calprotectin, Darmfett säurebindendes Protein (I-FABP) und geringste Mengen an Enteropathogenen als die Zugabe von 3 g Präbiotika; 5) die Zugabe von 7,5 g präbiotischer Mischung (hohe Dosis/niedrige Dosis) führt zu einer größeren FIA, wenn sie akut oder chronisch verabreicht wird, und diese beiden Wirkungen addieren sich; 6) Das Instant-Getreide auf Weizenbasis verbessert den Eisenstatus, einschließlich Hämoglobin (Hb), Plasma-Ferritin (PF) und löslichem Transferrinrezeptor (sTfR), sowie den Entzündungsstatus, einschließlich C-reaktives Protein (CRP), Alpha-1-Säure Glykoprotein (AGP), fäkales Calprotectin und I-FABP; 7) das auf Weizen basierende Instant-Getreide senkt den pH-Wert im Stuhl und stellt dadurch eine weniger günstige Wachstumsumgebung für enterische Pathogene bereit; 8) Der sekretorische Status der Mutter beeinflusst die Darmmikrobiota des Säuglings, wobei Säuglinge von sekretorischen Müttern eine höhere Häufigkeit von Bifidobacterium und Bacteroides, aber eine geringere Häufigkeit von Enteropathogenen aufweisen; und 9) Die Auswirkungen der gleichzeitigen Verabreichung einer präbiotischen Mischung auf die Darmmikrobiota des Säuglings und auf die Eisenabsorption werden bei Säuglingen von Müttern ohne Sekretion stärker sein.

Diese Studie wird entscheidende Daten zur Optimierung der Eisen- und präbiotischen Zusammensetzung von Instant-Getreide auf Weizenbasis liefern, das für die Beikost während der Säuglingszeit entwickelt wurde. Dieses Getreide könnte möglicherweise Teil der fortgesetzten Forschung zu Interventionen sein, um die Belastung durch IDA zu verringern, indem sicherere Formulierungen verwendet werden, die das Darmmikrobiom des Säuglings nicht beeinträchtigen.