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Metabotypen in der Urinausscheidung von Flavan-3-ol-Metaboliten: "Metanole" (Metanols)

27. April 2021 aktualisiert von: Professor Furio Brighenti, University of Parma

Metabotypen in der Urinausscheidung von Flavan-3-ol-Metaboliten

Flavan-3-ole sind die Hauptquelle für Flavonoide in der westlichen Ernährung. Sie sind charakteristische Verbindungen von Tee, Kakao, Wein, Apfel, Birnen usw. In pflanzlichen Lebensmitteln kommen sie als einfache Monomere oder als Oligomere und Polymere mit bis zu 50 Einheiten vor (auch bekannt als Proanthocyanidine oder kondensierte Tannine). Bei der Einnahme werden sowohl monomere als auch hochmolekulare Flavan-3-ole im ersten Gastrointestinaltrakt schlecht absorbiert und metabolisiert, erreichen den Dickdarm und werden zu einem geeigneten Substrat für die lokale Mikrobiota. Diese Verbindungen durchlaufen einen umfangreichen mikrobiellen Metabolismus, der zur Bildung von Hydroxyphenyl-γ-valerolactonen (PVLs) führt, die dann von Kolonozyten absorbiert werden, bevor sie die Leber erreichen und in konjugierte Metaboliten der Phase II umgewandelt werden. Da die Mikrobiota-Zusammensetzung von Person zu Person unterschiedlich ist, führt dies zu Unterschieden in der Produktion von PVLs und folglich können sich die gesundheitlichen Auswirkungen von Flavan-3-olen auf individueller Ebene ändern.

Ein weiterer Faktor der Variabilität könnte auf eine andere Eigenschaft bei der Fermentation von unverdaulichen Nahrungskohlenhydraten zurückzuführen sein, von denen bekannt ist, dass sie den pH-Wert des Dickdarms durch die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren verändern und zu unterschiedlichen Profilen der Gasproduktion führen können (d. h. Wasserstoff und Methan), was möglicherweise auch die Biokonversion von Flavan-3-olen beeinflusst. Dennoch sind diese multiplen Variabilitäten bis heute kaum verstanden.

Studienübersicht

Detaillierte Beschreibung

Bei der Studie handelt es sich um ein teilweise randomisiertes Crossover-Design mit Einzeldosis und 4 aufeinanderfolgenden Behandlungen. Die Studie umfasst 4 Phasen, in denen jeder Freiwillige eine bestimmte Dosis eines der für die Studie ausgewählten Produkte zu sich nimmt. Jeder Freiwillige konsumiert jedes Produkt einmal, für insgesamt 4 verschiedene Gelegenheiten. Bei den Produkten handelt es sich um einen Lebensmittelextrakt, der aus Fraktionen fermentierbarer Zichorienfasern (Inulin) besteht, gefolgt von drei Lebensmittelextrakten, die reich an einer anderen Art von Flavan-3-olen sind und zu drei verschiedenen Gelegenheiten und in zufälliger Reihenfolge verzehrt werden.

Die Freiwilligen werden gebeten, einmal eine Kotprobe abzugeben, die vom ersten täglichen Stuhlgang entnommen wird und auf die Zusammensetzung der fäkalen Mikrobiota analysiert wird. Sie werden auch einem Atemgas-Tagesprofil unterzogen, um die Wirkung des Inulinkonsums auf die Dickdarmfermentation und die Atemgasproduktion zu bewerten. Diese beiden Analysen (Kotproben, mikrobielle Zusammensetzung und Atemgasproduktion) dienen dazu, die Zusammensetzung und Funktionalität der Darmmikrobiota der Freiwilligen zu charakterisieren. Im Einzelnen werden die Freiwilligen während der 48 Stunden vor der Entnahme von Kot- und Atemproben gebeten, einen hohen Gehalt an Ballaststoffen und (Poly-)Phenolen zu vermeiden (um die Einhaltung der diätetischen Einschränkungen zu erleichtern, wird eine Liste der erlaubten und verbotenen Lebensmittel erstellt geliefert. Um die Einhaltung der Diät zu überprüfen, wird ein 2-Tages-Diätprotokoll der 2 Tage vor jedem Probenahmetag verwendet.

Am Morgen der ersten Behandlung kommen die Freiwilligen nach einer nächtlichen Fastenzeit und liefern die frische Kotprobe. Danach wird eine Probe von forcierten endexspiratorischen Proben der Alveolarluft gesammelt. Anschließend erhalten sie ein standardisiertes Testfrühstück bestehend aus 12 g Nahrungsextrakt aus Chicorée-Inulinfraktionen gelöst in 250 g Wasser und einer fermentierbaren ballaststofffreien, (poly)phenolfreien, ernährungsphysiologisch ausgewogenen festen Mahlzeit. Sie werden gebeten, das gesamte Frühstück innerhalb von 15 Minuten zu verzehren. In stündlichen Abständen für 11 Stunden nach dem Frühstück werden forcierte endexspiratorische Proben der Alveolarluft gesammelt. Während des gesamten Tests verzichten alle Probanden auf das Rauchen, Schlafen, Trainieren und Essen von anderen als den vom Personal bereitgestellten Nahrungsmitteln oder Mahlzeiten. Fünf Stunden nach Beginn des Tests essen die Freiwilligen ein fermentierbares, ballaststofffreies, ausgewogenes, standardisiertes Mittagessen, das vom Studienpersonal bereitgestellt wird.

Anschließend wird jeder Teilnehmer bei drei verschiedenen Gelegenheiten und mit einer einwöchigen Auswaschung zwischen den verschiedenen Behandlungen nach dem Zufallsprinzip eine Dosis Flavan-3-ol-reicher Extrakte konsumieren. An jedem Testtag erhalten die Teilnehmer nach der Nüchtern-Urinsammlung die Dosis eines der Flavan-3-ol-reichen Lebensmittelextrakte (1 mmol PVL-Vorläufer), aufgelöst in 200 ml Wasser. Dann wird den Probanden das gleiche standardisierte Frühstück (vorverpackter (poly)phenolfreier Snack) zur Verfügung gestellt. Nach dem Frühstück dürfen die Freiwilligen gehen und die aufeinanderfolgenden Urinsammlungen selbst durchführen. Urinproben werden in ausgewählten Zeitintervallen innerhalb von 24 Stunden nach der Einnahme des Extrakts gesammelt. Darüber hinaus wird die Urinprobenahme in einer Untergruppe von Freiwilligen für die folgenden 24 Stunden fortgesetzt, um die Entwicklung der Metabotypen von 24 bis 48 Stunden zu bewerten. Diese Untergruppe besteht aus den ersten 30 Teilnehmern der Studie.

Die Probanden werden gebeten, 48 Stunden vor jedem Testtag und während der Probenahme eine (poly)phenolarme Diät einzuhalten (um die Einhaltung der diätetischen Einschränkungen zu erleichtern, wird eine Liste der erlaubten und verbotenen Lebensmittel bereitgestellt; um die Einhaltung der Diät zu überprüfen, a Es werden 3/4-Tage-Ernährungsprotokolle der 2 Tage vor jedem Probenahmetag und des Probenahmetages/der Probenahmetage, abhängig von der Untergruppe, zu der der Proband gehört, verwendet.

Am Ende aller Behandlungen und auf der Grundlage der Ergebnisse der Gasprobenanalyse wird eine Untergruppe von freiwilligen Methanproduzenten (Anzahl = 5) und eine von Nicht-Methanproduzenten (Anzahl = 5) gebeten, einen weiteren Kot abzugeben Probe, entnommen aus dem ersten täglichen Stuhlgang zur In-vitro-Analyse von kurzkettigen Fettsäuren und Gasproduktion nach Inkubation mit verschiedenen Mischungen aus Inulin und Polyphenolen, die während des In-vivo-Teils der Studie verwendet wurden. Die Freiwilligen werden gebeten, vor der Stuhlspende 2 Tage lang eine Diät einzuhalten, die arm an (Poly)phenolen und fermentierbaren Ballaststoffen ist.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Voraussichtlich)

50

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienorte

      • Parma, Italien, 43125
        • University of Parma

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

16 Jahre bis 68 Jahre (Erwachsene, Älterer Erwachsener)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Nein

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • Erwachsene
  • Beide Geschlechter
  • Gesund
  • BMI > 18,5
  • BMI < 30

Ausschlusskriterien:

  • Stoffwechselstörungen oder Operationen an Leber, Niere oder Magen-Darm-Trakt
  • Immunschwäche
  • Lebensmittelunverträglichkeiten oder Allergien
  • Regelmäßige Einnahme von Medikamenten
  • Antibiotikatherapie innerhalb der letzten 3 Monate
  • Verwendung von Nahrungsergänzungsmitteln, einschließlich Pro- und Präbiotika
  • Intensive körperliche Aktivität (PAL ≥ 2,10)
  • Schwangerschaft
  • Stillzeit

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: Grundlegende Wissenschaft
  • Zuteilung: Zufällig
  • Interventionsmodell: Crossover-Aufgabe
  • Maskierung: Doppelt

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Experimental: Inulin
Inulin_ Extrakt aus Chicorée-fermentierbaren Ballaststoffen
Pulver von Inulinfraktionen, gelöst in 250 ml Wasser
Experimental: Grüner Tee Extrakt
Grüntee-Extrakt_reich an trihydroxylierten Flavan-3-ol-Monomeren (1 mmol PVL-Vorstufe)
Pulver aus Grüntee-Extrakt in 200 ml Wasser aufgelöst
Experimental: Traubenkern
Traubenkernextrakt – reich an dihydroxylierten Flavan-3-ol-Monomeren (1 mmol PVL-Vorläufer)
Pulver aus Traubenkernextrakt (reich an dihydroxylierten Flavan-3-ol-Monomeren), gelöst in 200 ml Wasser
Experimental: Traubenkernextrakt
Traubenkernextrakt – reich an dihydroxylierten Flavan-3-ol-Oligomeren (1 mmol PVL-Vorläufer)
Pulver aus Traubenkernextrakt (reich an dihydroxylierten Flavan-3-ol-Oligomeren), gelöst in 200 ml Wasser

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Bewertung der Bildung von Metabotypen von Flavan-3-ol-Kolonmetaboliten im Urin
Zeitfenster: AUC für 24 Stunden (Summe aus 0-180; 180-360; 360-540; 540-720; 720-1440 Minuten)
Bewertung der Variabilität der Fläche unter der Kurve der Urinkonzentration einiger phenolischer Metaboliten (Tri- und Di-hydroxyphenyl-γ-valerolactone und 3-Hydroxyphenylpropionsäuren (umol)) nach Verzehr von 3 verschiedenen Quellen von Flavan-3-olen durch mit datengetriebenem Clustering.
AUC für 24 Stunden (Summe aus 0-180; 180-360; 360-540; 540-720; 720-1440 Minuten)

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Zeitliche Entwicklung der Metaboliten von Flavan-3-olen in Urinproben
Zeitfenster: AUC für 48 Stunden (Summe aus 0-180; 180-360; 360-540; 540-720; 720-1440; 1440-2160; 2160-2880; 2880 Minuten)
Bewertet durch Verwendung von UHPLC-MSn zur individuellen Detektion und Quantifizierung.
AUC für 48 Stunden (Summe aus 0-180; 180-360; 360-540; 540-720; 720-1440; 1440-2160; 2160-2880; 2880 Minuten)
Identifizierung von Firmicutes, Bacteroidetes und Archea in Kotproben von Teilnehmern
Zeitfenster: Grundlinie
Die Hauptarten Firmicutes, Bacteroidetes und Archea wurden durch ein optimiertes 16S-rRNA-Gen-basiertes Analyseprotokoll bewertet.
Grundlinie
Auswertung interindividueller Unterschiede bei der Atemgasproduktion (Wasserstoff und Methan) an Alveolarluftproben
Zeitfenster: AUC für 12 Stunden; (Summe aus 60; 120; 180; 240; 300; 360; 420; 480; 540; 600; 660; 720 Minuten)
Durchgeführt unter Verwendung eines Wasserstoff/Methan-Analysators
AUC für 12 Stunden; (Summe aus 60; 120; 180; 240; 300; 360; 420; 480; 540; 600; 660; 720 Minuten)
Korrelationen zwischen Dickdarmfermentation, Gasproduktion und Zusammensetzung und Metabotypen der Mikrobiota
Zeitfenster: 24 Stunden
multiple Korrelation zwischen in vitro kurzkettigen Fettsäuren und Gasproduktion, Zusammensetzung der Mikrobiota und Metabotyp durch PCA und PLS-DA.
24 Stunden
In-vitro-Variation der Gasproduktion durch fermentierbare Ballaststoffe in Anwesenheit von Polyphenolen unter Verwendung von fäkalen Startern
Zeitfenster: Grundlinie
Die Gasproduktion wird mit einem Wasserstoff/Methan-Analysator bewertet
Grundlinie
In-vitro-Variation der Produktion von kurzkettigen Fettsäuren aus fermentierbaren Ballaststoffen in Gegenwart von Polyphenolen unter Verwendung von Fäkalienstartern
Zeitfenster: Grundlinie
Kurzkettige Fettsäuren werden mittels GC-MS quantifiziert
Grundlinie
Ungezielte Metabolomik in Urinproben
Zeitfenster: 24 Stunden
Metabolomics werden im Urin unter Verwendung von HR-LC-MS/MS durchgeführt, um die potenziellen Stoffwechselwege von Molekülen aufzudecken, die nach dem Verzehr der verschiedenen Quellen von Flavan-3-olen vorhanden sind.
24 Stunden

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Ermittler

  • Hauptermittler: Furio FB Brighenti, Professor, University of Parma
  • Studienleiter: Daniele DR Del Rio, Professor, University of Parma
  • Studienleiter: Pedro Miguel PM Mena Parreño, Ph.D., University of Parma
  • Studienleiter: Rossella RD Dodi, M. Sc., University of Parma

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Tatsächlich)

2. September 2019

Primärer Abschluss (Voraussichtlich)

1. Februar 2022

Studienabschluss (Voraussichtlich)

27. Dezember 2022

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

3. September 2019

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

10. Oktober 2019

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

11. Oktober 2019

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

30. April 2021

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

27. April 2021

Zuletzt verifiziert

1. April 2021

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

Unentschieden

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

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Klinische Studien zur Inulin

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