Der Zeitpunkt der Hauptmahlzeitverzehrwirkung auf die Darmmikrobiota und den Wirt (TIMC)

Bei dieser Studie handelt es sich um eine Open-Label-Crossover-RCT bei gesunden Erwachsenen. Gesunde erwachsene Teilnehmer (>18 Jahre) werden aus der Community mittels eines Werbeflyers (siehe zugehöriges Begleitdokument – ​​„Werbeflyer“) und Mundpropaganda rekrutiert. Der Forscher wird ein Treffen mit denjenigen arrangieren, die Interesse an der Studie bekunden. Der Forscher sammelt demografische Informationen (z. Alter und Geschlecht) und fragen Sie die Probanden, ob sie an einer akuten oder chronischen Krankheit leiden (definiert als Krankheit, die regelmäßige Besuche bei Gesundheitsdiensten erfordert) (siehe zugehöriges Begleitdokument „Gesundheitsfragebogen“). Wenn sie an einer chronischen Krankheit leiden, werden sie ausgeschlossen. Weitere Ausschlusskriterien sind die Vorgeschichte einer größeren Darmoperation, instabiles Gewicht, die Verwendung von Antibiotika oder Steroiden in den letzten 3 Monaten. Die Teilnehmer werden über die Studie bei Human Nutrition, New Lister Building, Glasgow Royal Infirmary oder in den sozialen Bereichen des Hauptcampus der Universität Glasgow (z. Gilchrist). Es werden keine Kinder rekrutiert. Probanden, die Interesse an der Studie bekundet haben, aber nicht zur Teilnahme geeignet sind, werden anerkannt und erhalten eine Erklärung, warum sie ausgeschlossen wurden.

Nach informierter schriftlicher Einwilligung werden die Teilnehmer unter Verwendung der MS-Excel-Funktion „rand()“ nach dem Zufallsprinzip den Interventionsgruppen zugeteilt. Frauen beginnen ihre Intervention in derselben Phase ihres Menstruationszyklus, um die Auswirkungen hormoneller Veränderungen auf das Studienergebnis zu vermeiden.

Ernährungsinterventionen: Die Teilnehmer werden gebeten, zwei experimentelle Diäten durchzuführen. Die beiden diätetischen Interventionen sind identisch, mit dem einzigen Unterschied, dass der Zeitpunkt der Einnahme der Hauptmahlzeit (Abendessen und Mittagessen) besteht. Die Teilnehmer folgen jeder Diät für einen Zeitraum von einer Woche mit einer dreiwöchigen Auswaschphase zwischen den beiden Interventionen. Die Auswaschphase zielt darauf ab, die Eigenschaften der Darmmikrobiota wieder auf das Ausgangsniveau zu bringen. Die Diät deckt den durchschnittlichen Energiebedarf der Teilnehmer (Gesundheitsministerium) und zielt darauf ab, das Gewicht der Teilnehmer während der Studiendauer stabil zu halten. Alle diätetischen Aspekte der Studie werden von qualifizierten Diätassistenten/Ernährungswissenschaftlern, die Mitglieder des Forschungsteams sind, konzipiert und überwacht. Die Teilnehmer erhalten eine Liste mit Mahlzeiten und Snacks zur Auswahl (siehe zugehöriges unterstützendes Dokument „Präferenzen für die Lebensmittelliste“). Alle Mahlzeiten werden den Teilnehmern kostenlos zur Verfügung gestellt. Die Mahlzeiten werden von den Forschern über den Hub der Universität Glasgow online bestellt und vom Personal des Supermarkts an die Wohnorte der Teilnehmer geliefert. Gewicht und Größe werden gemessen.

Woche 1 Die Teilnehmer folgen eine Woche lang einer strukturierten Diät mit Mahlzeiten ihrer Wahl. Die Teilnehmer wählen diese Mahlzeiten aus einer Liste aus, die ihnen der Forscher zur Verfügung stellt. Der Zeitpunkt der Mahlzeit wird festgelegt und die Teilnehmer müssen ihre Mahlzeiten innerhalb von 25 ± 5 Minuten zu Ende bringen. Die Teilnehmer erhalten schriftliche Anweisungen zur Einhaltung der Diät (siehe zugehöriges unterstützendes Dokument – ​​„Anweisungsblatt“ und „Studienkalender für Teilnehmer“). Die Teilnehmer stellen alle Kotproben zur Verfügung, die während der Tage von 12 Uhr an Tag 5 bis 12 Uhr an Tag 8 produziert wurden. Nüchternblut (6 ml) und Urinproben werden am Tag nach dem Ende der Intervention in Woche 1 entnommen (d. h. Tag 8). Diese werden im Human Nutrition Laboratory im New Lister Building, Glasgow Royal Infirmary, gesammelt. Gewichts- und Größenmessungen werden wiederholt.

Woche 2, 3 & 4 Während der Auswaschphase folgen die Teilnehmer ihrer gewohnten Ernährung und es finden keine Forschungsinterventionen statt.

Woche 5 Dies ist eine Replikation der Ernährungsintervention und der Probenentnahme in Woche 1. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das Mittagessen aus Woche 1 auf das Abendessen in Woche 5 umgestellt wird.

Diät-Compliance: Im Laufe der beiden experimentellen Diäten wird die Compliance überwacht, indem die Teilnehmer gebeten werden, eine „Checkliste“ mit ihrer vorgeschriebenen Diät auszufüllen (siehe zugehöriges unterstützendes Dokument – ​​„Compliance-Fragebogen“). Alle 3 Tage wird ein sanfter Erinnerungsanruf oder eine Textnachricht an die Teilnehmer gesendet, um die Motivation und Einhaltung der Diäten durch die Teilnehmer zu erhöhen.

Probenentnahme & Analyse: Frische Kot- und Urinproben werden wie oben beschrieben entnommen. Die wichtigsten Ergebnismessungen werden sein: a) Änderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota basierend auf 16S-rRNA-Gen-Amplikon-Sequenzierung und Shotgun-Metagenomik, b) Änderungen in der bakteriellen Funktionskapazität (Gesamtgenom-Shotgun-Metagenomik) und Harn-/Fäkal-Metabolomik, c) Veränderungen in Zielbakterien Metaboliten (kurzkettige Fettsäuren, Sulfid, Ammoniak, Laktat, Succinat, Ethanol). Blutfette, Appetithormone, Adipokine und Entzündungsmarker werden mit ELISA-Kits gemessen. Stuhlproben werden bei den Teilnehmern zu Hause gesammelt oder mit einem vorausbezahlten Taxi zum Labor geliefert.

Detaillierte Analyse: Genomische DNA wird aus den Kotproben mit intern entwickelten Assays extrahiert. Die Probe wird auf 1% Agarosegel auf Reinheit getestet und die Konzentration der Nukleinsäuren wird mit Nanodrop gemessen. Die Amplifikation der V4-Region des 16S-rRNA-Gens wird hausintern unter Verwendung von PCR und High-Fidelity-Mastermix und Golay-Barcodes durchgeführt. Die gepoolte Probe wird zur 250-bp-Pair-End-Sequenzierung auf MiSeq an die University of Birmingham gesendet. Die Daten werden von Dr. Gerasimidis PDRA in Bioinformatik analysiert. In ähnlicher Weise werden SCFA-Messungen in angesäuerten Etherextrakten unter Verwendung von Gaschromatographie durchgeführt, die mit einem FID-Detektor ausgestattet ist. Die Quantifizierung wird anhand authentischer Standards durchgeführt. Andere bakterielle Metaboliten und kardiovaskuläre Marker werden mit kolorimetrischen und enzymatischen Assays und im Handel erhältlichen ELISA-Kits getestet, da diese zuvor berichtet wurden. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28318688 und https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26119811

Leistungsberechnung: Eine genaue Leistungsberechnung ist aufgrund fehlender Pilotdaten nicht möglich. Basierend auf einer ähnlichen Studie für eine mittlere Differenz von 5,4 μmol/g Stuhlacetat (SD = 5) und 80 % Leistung sind 20 Teilnehmer erforderlich. Die Leistungsberechnung wird nach Rekrutierung und Studienabschluss der ersten 7 Teilnehmer überarbeitet.