Identifizierung physiologischer Biomarker von durch Milchkonsum induzierten Magen-Darm-Beschwerden (MIDI)

Personen, die Verdauungsstörungen im Zusammenhang mit dem Konsum von Milch und Milchprodukten melden, nehmen weltweit zu, aber in vielen Fällen ist dieser Zustand nicht mit einer gut dokumentierten Diagnose einer Laktoseintoleranz oder Kaseinallergie verbunden. Einige Forscher nehmen an, dass diese Störungen (in Ermangelung einer Krankheitsdiagnose) auf bestimmte Peptide zurückzuführen sein könnten, die sich während der Milchverdauung bilden. Weitere Beweise stützen die Hypothese, dass andere Faktoren, wie z. B. eine fehlende Aktivität von intestinalen Bürstensaumenzymen, eine veränderte Darmpermeabilität und/oder eine spezifische Zusammensetzung der Darmmikrobiota, an der Entstehung von gastrointestinalen (GI) Beschwerden durch Milchkonsum beteiligt sein können . Tatsächlich könnten all diese Faktoren die Menge und Art von Peptiden und Laktose modulieren, die die Verdauung überspringen und durch die Darmschleimhaut gelangen, was zu Auswirkungen auf die GI-Motilität und die gastrointestinale Hormonsekretion führt. In ähnlicher Weise könnte aufgrund seiner Auswirkungen auf die homöostatische und nicht-homöostatische Regulierung des Essverhaltens sowie auf schmerzregulierende Prozesse eine Rolle des Endocannabinoidsystems (ECs) bei der Entwicklung von GI-Symptomen nach dem Milchkonsum vermutet werden.

In dieser Studie wird die Verdaulichkeit von Laktose und Milchproteinen bei gesunden Probanden untersucht, die aufgrund von durch die Milchaufnahme induzierten Magen-Darm-Beschwerden nicht gewohnheitsmäßige Milchkonsumenten (NHMC) sind, im Vergleich zu gesunden und gewohnheitsmäßigen Milchkonsumenten (HMC). Die Darmpermeabilität, die Zusammensetzung der Darmmikrobiota und das psychische Wohlbefinden der Probanden werden ebenfalls untersucht und in den beiden Gruppen verglichen.

Das Studiendesign umfasst nach der Aufnahme der Teilnehmer auf der Grundlage von Fragebögen vor der Rekrutierung und einem Laktose-Atemtest einen Darmpermeabilitätstest und einen Milchtest.

Die potenzielle Eignung von Probanden zur Teilnahme an dieser Studie wird durch Fragebögen vor der Rekrutierung, Erhebung persönlicher und soziodemografischer Daten von Freiwilligen, Informationen über Milchkonsumgewohnheiten und damit verbundene Symptome, allgemeine Informationen über Gesundheit (Anthropometrie, Gesundheitszustand, Rauchen und Alkoholkonsumgewohnheiten), häusliches Umfeld, Informationen über die Rücksichtnahme von Freiwilligen auf Milchprodukte und deren Verzehr sowie Ernährungsgewohnheiten.

Potenzielle geeignete Probanden, die das Einverständniserklärungsformular unterzeichnen, werden anhand eines Laktose-Atemtests auf ihre endgültige Eignung geprüft, der gemäß dem während der Konsenskonferenz von Rom (2009) genehmigten Protokoll durchgeführt wird. GI-Symptome werden von den Probanden parallel zu H2-Messungen in Atemproben und bis zu 24 Stunden nach Beginn des Tests mittels visueller Analogskalen (VAS) aufgezeichnet.

Während des Laktose-Atemtests werden die Probanden gebeten, den Fragebogen zur körperlichen Aktivität (Kurzversion des IPAQ), Fragebögen zur Lebensqualität, zu Depression, Angst und Stress (DASS), einen halbquantitativen Fragebogen zur Häufigkeit von Nahrungsmitteln (FFQ ), der King's Stool Chart, um die Häufigkeit und Konsistenz von Kot zu bewerten, und der Three Factor Eating Questionnaire (TFEQ), um das individuelle Essverhalten zu bewerten. Anthropometrische Daten von Gewicht und Größe werden ebenfalls gemessen.

Die während und nach dem Laktose-Atemtest aufgetretenen Gesamtsymptome werden zusammen mit den in Atemproben gemessenen H2-Konzentrationen bewertet; ein Cut-off-Wert von 20 ppm über dem Ausgangswert wird verwendet, um Laktose-Malabsorber zu identifizieren.

Bei diesem Auswahlverfahren werden als förderfähig ermittelt:

• Probanden, die im Atemtest negativ sind (BT-) und keine GI-Symptome (Laktoseabsorber) oder einige geringfügige Magen-Darm-Symptome angeben
• Probanden mit positivem Atemtest (BT+), aber ohne Symptome (Lactose-Malabsorber ohne Symptome).

Andererseits werden Probanden von der Studie ausgeschlossen, wenn:

• Sie sind positiv auf einen Atemtest (BT+) und berichten von GI-Symptomen (Laktoseintoleranz)
• Sie sind negativ im Atemtest (BT-), berichten aber über schwere GI-Symptome wie „Erbrechen“ und „lockere, breiige oder wässrige Stühle“.

Die Immatrikulation wird abgeschlossen, wenn 2 Fächergruppen wie folgt gebildet werden

• Gruppe 1, gewohnheitsmäßige Milchkonsumenten (HMC): 20 Probanden, die regelmäßig Milch konsumieren (>700 ml/Woche), keine gastrointestinalen Beschwerden nach der Milchaufnahme haben und laktosetolerant oder laktosemalabsorbierend sind.
• Gruppe 2, nicht gewohnheitsmäßige Milchkonsumenten (NHMC): 20 Probanden, die keine regelmäßigen Milchkonsumenten (< 150 ml/Woche) sind, aufgrund von GI-Beschwerden nach der Milchaufnahme und laktosetolerant oder laktosemalabsorbierend sind.

Bei allen Probanden aus beiden Gruppen werden der Darmpermeabilitätstest und der Milchtest durchgeführt. Diese Tests werden nach einer Woche nach dem Laktose-Atemtest und mit einer Woche dazwischen angesetzt. Die Probanden werden auch gebeten, eine Kotprobe unter üblichen Ernährungsgewohnheiten zu entnehmen.

Für den Darmpermeabilitätstest erhalten die Probanden Anweisungen zum Drogenkonsum und werden gebeten, 2 Tage vor dem Test eine kontrollierte Diät einzuhalten (Vermeidung von Milch und Milchprodukten sowie Lebensmittelprodukten, die Polyole enthalten).

Fastende Probanden sammeln eine Ausgangsurinprobe, bevor sie eine Lösung trinken, die 5 g Lactulose, 2 g Mannitol und 2 g Sucralose in 100 ml Wasser enthält. Die Urine werden für die Zeiträume 0–5 h und 5–24 h in zwei Behältern gesammelt, denen 1 ml einer Chlorhexidinlösung mit 1 ppm zugesetzt wird. Urinproben, die über 24 h gesammelt und am Tag danach an das Studienzentrum geliefert werden, werden aliquotiert (1,5 ml) und bis zur Analyse bei -20 °C eingefroren.

In der Woche vor dem Milchtest führen die Probanden ein Ernährungstagebuch. Darüber hinaus werden sie angewiesen, in den 2 Tagen vor der Milchuntersuchung keine Milch, Milchprodukte und milcheiweißhaltige Lebensmittel zu sich zu nehmen. Am Tag des Milchtests füllen nüchterne Probanden Fragebögen zu ihrem tatsächlichen Appetit und ihren GI-Symptomen aus, es werden Ausgangsurin- und Blutproben entnommen und der Nüchtern-Glykämiespiegel wird per Fingerstich gemessen. Anschließend werden die Probanden innerhalb von 10 min 250 ml Milch trinken und danach werden Glykämie, Symptome und Appetitfragebögen sowie Blutproben und Urin zu bestimmten Zeitpunkten gesammelt. Nach der letzten Blutentnahme wird den Probanden ein Mittagessen angeboten und vor dem Verlassen des Studienzentrums werden sie angewiesen, Fragebögen zu GI-Symptomen und Appetit auszufüllen, Urin zu sammeln, ein Ernährungstagebuch zu führen und ein festes Abendessen einzunehmen. Fragebögen, Tagebücher und 6-24h-Urinproben werden am nächsten Tag an das Labor geliefert.

Bei -40 °C gelagerte Blutproben werden analysiert auf:

• Magen-Darm-Hormone (Insulin, Magen-Inhibitor-Peptid (GIP), Glucagon-like Peptide 1 (GLP-1), Glucagon, C-Peptid, Ghrelin, Leptin) in mit Aprotinin vorbehandelten Plasmaproben;
• Endocannabinoide und N-Acyl-Ethanolamine (ECs);
• aus Casein-Verdauung stammende Peptide (Beta-Casomorphine und alle bekannten Peptide, die von Milchproteinen stammen);
• Aminosäureprofil;
• DPPIV-Aktivität;
• Grundlinien-DPPIV-Konzentration.

Urinproben, aliquotiert (1,5 ml) und bei -40 °C eingefroren, werden verwendet, um Folgendes zu messen:

• Lactose-, Galactose + Glucose- und Indican-Ausscheidungsspiegel (für Urine, die über 24 h nach dem Milchtest gesammelt wurden).
• Lactulose-, Mannitol- und Sucralose-Ausscheidungsspiegel (für Urine, die über 24 h nach dem Darmpermeabilitätstest gesammelt wurden).

Bei -40 °C gelagerte Stuhlproben werden für die DNA-Extraktion gemäß den Standardarbeitsanweisungen des International Human Microbiome Consortium (http://www.human-microbiome.org/) verwendet. Die statistische Analyse wird mit den am besten geeigneten Methoden durchgeführt, um die Zusammenhänge zwischen spezifischen Mikrobiota-Signaturen und klinischen, diätetischen und metabolomischen Parametern abzuleiten.