Auswirkungen von Linsen auf Stoffwechsel und Entzündung

Die Forscher werden eine 12-wöchige parallele Intervention mit Linsen- versus auf Makronährstoffe abgestimmte Kontrollbehandlung (ohne Ballaststoffe) bei OW/OB-Erwachsenen mit nachgewiesenem Risiko für T2D und CVD anwenden. Den Teilnehmern werden experimentelle Diäten in Form von vorgefertigten Mittagsmahlzeiten zur Verfügung gestellt, um den Effekt der zweiten Mahlzeit auszunutzen und die Kalorienaufnahme beim Abendessen zu senken. Vor- und nach der Intervention werden Bewertungen für die folgenden Variablen vorgenommen: Zusammensetzung des Darmmikrobioms (Mikrobenarten und relative Häufigkeit), Darmmetabolom, postprandiale Reaktion von TG, entzündliche Zytokine und Serummetabolom auf eine fettreiche Mahlzeit ( etablierter Entzündungsreiz), Nüchtern-Serumglukose, Lipid, Insulin, Entzündungsmarker und Metabolom, Blutdruck und anthropometrische Maße, einschließlich Gewicht, Körperzusammensetzung, Taillenumfang und Menge an viszeralem Fettgewebe. Körperliche Aktivität, sitzendes Verhalten und gewohnheitsmäßige Ernährung werden gemessen, sodass diese Variablen verwendet werden können, um unsere Charakterisierung der Teilnehmer und die Analyse und Interpretation von Daten zu unterstützen.

Verfahren:

Postprandiale lipidämische und Entzündungsreaktionen: Herausforderungen mit fettreichen Mahlzeiten mit 40 bis 100 g Nahrungsfett sind ein etablierter Labortest, um sowohl postprandiale Triglyceridämie- als auch Entzündungsreaktionen zu messen. Die Forscher haben eine 50-g-Dosis Fett, die in Form von Butter auf Toast verabreicht wurde, bei > 50 Personen verwendet, da diese spezielle Dosis wirksam bei der Unterscheidung zwischen niedriger und hoher TG und Entzündungsreaktionen ist. Kurz gesagt, die Teilnehmer melden sich nach einer nächtlichen Fastenzeit im Labor, ein Venenverweilkatheter wird in eine antekubitale Vene gelegt und Blutproben werden vor und 1, 2, 4 und 6 Stunden nach der Einnahme des hoch- fette Mahlzeit. Die Proben werden in Echtzeit mit einem Analysegerät für klinische Chemie (Piccolo xpress) auf TG (und vollständiges Lipidpanel plus Glukose) analysiert, während Serumproben aliquotiert und bei -80 °C bis zur Analyse auf entzündliche Zytokine, Metabolomik und Insulin gelagert werden. Die Forscher messen entzündliche Zytokine (TNF-α, Interleukin (IL)-1β, IL-6, IL-17, IL-23 und Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor (GM-CSF)) unter Verwendung der hochempfindlichen Luminex-Multiplexing-Technologie (Bio- Rad Bio-Plex® 200 HTS), hergestellt von Millipore.

Ernährungsintervention: Unter Verwendung von Methoden, die für eine kontinuierliche CRT mit Linsen etabliert sind, bereiten die Forscher 7 Mahlzeiten pro Teilnehmer und Woche zu, um eine Dosis von 4,6 oder 0 Tassen Linsen pro Woche für die Versuchs- und Kontrollgruppen zu liefern. Die Mahlzeiten sind auf den Makronährstoffgehalt abgestimmt (mit Ausnahme der Ballaststoffe), und in den Kontrollmahlzeiten ersetzt Putenhackfleisch die Linsen. Ähnliche Mahlzeiten werden für schwarze Bohnen entwickelt. Die Teilnehmer werden angewiesen, die für das Mittagessen bereitgestellten Lebensmittel zu konsumieren und dann die Portionsgrößen proaktiv zu reduzieren und beim Abendessen nicht über das Sättigungsgefühl hinaus zu essen. Diese Strategie nutzt den Sättigungseffekt von Hülsenfrüchten beim Mittagessen und den „Second Meal Effect“, bei dem der willentliche Verzehr bei der nächsten Mahlzeit, dem Abendessen, reduziert wird. Jeder Teilnehmer wird einmal wöchentlich befragt, um festzustellen, ob er an diesem Tag die experimentelle Mahlzeit zu sich genommen hat, wie er Hunger, Völlegefühl, Sättigung und Zufriedenheit mit der Mahlzeit an diesem Tag (um 16:00 Uhr) wahrnimmt und wie es ihm im Magen-Darm-Trakt geht (Blähung, Blähungen, Krämpfe und Komfort) den ganzen Tag (um 20:00 Uhr). Diese Methode wurde in unserer laufenden Studie erfolgreich implementiert, um zu zeigen, dass Linsengerichte gleichermaßen angenehm sind, ein größeres Sättigungsgefühl erzeugen und gut verträglich sind.

Analyse des Darmmikrobioms: Bulk-DNA wird aus Stuhlproben mit dem Powersoil® DNA Isolation Kit (Mo Bio Laboratories Inc.) extrahiert. Die DNA wird über Nacht an die University of Michigan, Center for Microbial Systems, zur Illumina MiSeq-Amplikonsequenzierung der variablen Region 16S V4 versandt. Raw-Sequenzierungs-Reads werden mithilfe des Softwarepakets mothur (v.1.39.5) verarbeitet und kuratiert, wobei das standardmäßige Betriebsverfahren von mothur MiSeq befolgt wird. Potenziell chimäre Sequenzen werden mithilfe des Uchime-Algorithmus (v4.2.40) und taxonomischer Klassifizierungen identifiziert und entfernt werden unter Verwendung des Bayes'schen Klassifikators des Ribosomal Database Project zugewiesen, und operationelle taxonomische Einheiten (OTUs) werden in mothur unter Verwendung des entfernungsbasierten VSEARCH-Clustering-Algorithmus bei der Sequenzähnlichkeitsschwelle von 97 % zugewiesen.

Metabolomanalyse: Die Proben werden mittels hochauflösender Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LCMS) analysiert. Hydrophile Interaktionschromatographie (HILIC) und Reverse-Phase (RP)-Säulen werden für eine tiefe Abdeckung verwendet. Die Metabolitenidentifizierung wird den Fragmentierungsmusterabgleich, authentische Standards und den Datenbankabgleich mit METLIN und der Human Metabome Database (HDB) verwenden. Neuartige Merkmale von erheblichem Interesse werden mit Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie Festphasenextraktion Kernspinresonanz (LCMS-SPE-NMR) charakterisiert. Die Pathway-Analyse verwendet XCMS und Mummichog.

Ernährungsanalyse. Langfristige Ernährungsgewohnheiten können zu Anpassungen führen, die die Reaktion auf die kurzfristige Supplementierung von Aronia und Linse beeinflussen. Diese Studie wird die neueste Version (2018) des webbasierten Diet History Questionnaire (DHQ III) verwenden, ein Fragebogen zur Häufigkeit von Lebensmitteln, der für Erwachsene ab 19 Jahren entwickelt wurde und von Mitarbeitern der Risk Factor Monitoring and Methods Branch (RFMMB) von entwickelt wurde das NIH National Cancer Institute. Die Ausgaben des DHQ III umfassen Kohlenhydratbestandteile, Carotinoide und Tocopherole, Nahrungsbestandteile aus Nahrungsergänzungsmitteln, Fette, Fettsäuren und Cholesterin, Makronährstoffe und Energie, Mineralien, Proteinbestandteile und Vitamine sind Nahrungsbestandteile und Lebensmittelgruppen, die in den DHQ III-Ausgabedateien verfügbar sind .

Überwachung der körperlichen Aktivität und des sitzenden Verhaltens: Die Teilnehmer tragen in den Wochen 1 und 12 der Intervention einen omnidirektionalen Accelerometer von Actical, um die gesamte körperliche Aktivität, die Zeit bei Aktivitäten mit geringer Intensität, mäßige bis starke Aktivitäten und intensive Aktivitäten sowie sitzende Aktivitäten in Minuten zu messen .

Statistische Analyse: H1 wird mit t-Tests bei zwei Stichproben getestet, um die Differenz zwischen den Bewertungen vor und nach der Intervention zu vergleichen. Unter Verwendung vorläufiger Daten für TG-Antworten und 50 % Effektgrößen, die mit veröffentlichten Ergebnissen in Tiermodellen übereinstimmen, wurde geschätzt, dass 18–24 Teilnehmer pro Gruppe erforderlich sind, um eine Leistung von 0,76 bis 0,86 bei Alpha = 0,05 zu erreichen. Um H2 zu testen, identifizieren die Forscher Veränderungen im Darmmikrobiom mit den Methoden, die in unserer Vorforschung verwendet wurden, um Merkmale des Darmmikrobioms zu identifizieren, die Responder mit niedrigem und hohem TG unterscheiden, und verwenden dann eine Regressionsanalyse, um den Grad der Variabilität der Veränderungen zu bestimmen Puls- und Kontrollbehandlungen, die durch Veränderungen in der relativen Häufigkeit von Darmmikrobenarten erklärt werden. Um H3 zu testen, werden die Forscher Veränderungen in den Darm- und Serummetabolomen identifizieren und dann die Stoffwechselwege bestimmen, die mit den metabolomischen Veränderungen verbunden sind, um potenzielle Mechanismen zu identifizieren, die den gesundheitlichen Auswirkungen von Hülsenfrüchten zugrunde liegen.