Kohlenhydratinduzierte Resilienz des Darmmikrobioms nach dem Einsatz von Antibiotika (CARMA)
Das Darmmikrobiom ist ein komplexes Ökosystem mit einer Vielzahl von Funktionen, und es wird angenommen, dass es mehrere Prozesse im menschlichen Körper beeinflussen kann. Die Zusammensetzung und Aktivität des Darmmikrobioms wird wiederum von vielen Faktoren beeinflusst.
Antibiotika können bei der Behandlung von bakteriellen Infektionen sehr wirksam sein, sind aber auch mit gesundheitsschädlichen Auswirkungen verbunden. Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass Antibiotika die Zusammensetzung des menschlichen Darmmikrobioms stören, indem sie kommensale Bakterien zerstören. Da bekannt ist, dass das Mikrobiom den Stoffwechsel des Wirts beeinflusst, wird angenommen, dass eine Störung des gesunden Mikrobioms (Dysbiose) krankheitsverursachend ist.
Präbiotika hingegen sind vorteilhaft für das Darmmikrobiom. Diese sogenannten unverdaulichen Ballaststoffe sind natürlicherweise in unseren Lebensmitteln enthalten, können aber vom menschlichen Körper nicht verstoffwechselt werden. Viele Bakterien im menschlichen Darm sind in der Lage, diese Fasern zu fermentieren und produzieren anschließend nützliche Produkte für den Rest des Körpers. Außerdem stimuliert die Aufnahme von Ballaststoffen das Wachstum von kommensalen Bakterien im menschlichen Darm.
Obwohl immer deutlicher wird, dass Präbiotika eine positive Wirkung auf das Darmmikrobiom und die allgemeine Gesundheit haben, ist es immer noch unklar, in welchem Ausmaß die positiven Auswirkungen einer Präbiotika-Supplementierung auftreten, nachdem das Darmmikrobiom durch Antibiotika gestört wurde. Wir gehen davon aus, dass eine präbiotische Supplementierung nach der Einnahme von Antibiotika die Wiederherstellung des gesunden Darmmikrobioms im Vergleich zu Placebo verbessert.
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
In dieser doppelblinden, randomisierten, Placebo-kontrollierten Studie erhalten 40 übergewichtige, aber ansonsten gesunde Erwachsene zunächst 7 Tage lang Vancomycin (3 x 500 mg pro Tag), um das Darmmikrobiom zu stören. Sie erhalten dann für die folgenden 8 Wochen entweder eine Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen (klassifiziert) oder ein Placebo. Alle Studienparameter werden in zwei parallelen Gruppen bewertet, denen die Probanden durch Minimierung zugeordnet werden.
Nach einem ersten Screening werden die Teilnehmer gebeten, die Universität in einem Zeitraum von 11 Wochen insgesamt 6 Mal zu besuchen. Ein Tag der klinischen Untersuchung findet zu Studienbeginn, nach der Anwendung von Antibiotika und nach der Supplementierungsperiode statt. Die verbleibenden 3 Besuche sind kurze Besuche während des Ergänzungszeitraums (Woche 2, 4 und 6 der Ergänzung). Die Teilnehmer werden gebeten, jeden Tag vor den Universitätsbesuchen Kot zu sammeln.
Während der klinischen Untersuchungstage wird unter nüchternen Bedingungen ein abdominales subkutanes Fettgewebe entnommen. Die Teilnehmer werden auch einen oralen 7-Punkte-Glukosetoleranztest durchführen, um ihre Insulinsensitivität zu beurteilen. Außerdem werden Blutproben im nüchternen Zustand entnommen, um Marker des Fettstoffwechsels, kurzkettige Fettsäuren, Darmhormone und Entzündungsmarker zu bestimmen. Die Teilnehmer werden gebeten, gesammelten Kot abzugeben und Fragebögen zu Stuhlkonsistenz, Stuhlhäufigkeit und körperlicher Aktivität auszufüllen. Abschließend werden sie gebeten, ausgefüllte 3-Tage-Ernährungstagebücher abzugeben.
Bei den 3 verbleibenden Besuchen während des Ergänzungszeitraums geben die Teilnehmer gesammelte Fäkalien und Ernährungstagebücher ab und füllen die Fragebögen aus.
Für diese 6 Besuche müssen die Teilnehmer ca. 14 Stunden investieren.
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienorte
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-
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Maastricht, Niederlande, 6200MD
- Department of Human Biology, Maastricht University Medical Centre
-
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Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Studienberechtigte Geschlechter
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Übergewichtig oder fettleibig (BMI: 25–35 kg/m^2)
- kaukasisch
- Stabiles Körpergewicht (< 3 kg Veränderung) in den letzten 3 Monaten
Ausschlusskriterien:
- Bekannte allergische Reaktion auf Vancomycin oder andere Glykopeptid-Antibiotika;
- Prädiabetes, Diabetes mellitus, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Nierenerkrankungen, Hörstörungen, Krebs, Asthma oder Bronchitis, Leberfunktionsstörungen, Erkrankungen, die die Glukosetoleranz beeinträchtigen, schwere Erkrankungen mit einer Lebenserwartung < 5 Jahre, Magen-Darm-Erkrankungen oder Bauchoperationen;
- Missbrauch von Produkten; Alkohol und Drogen, übermäßiger Nikotinkonsum (> 20 Zigaretten pro Tag);
- Regelmäßige Anwendung von Abführmitteln;
- Verwendung von Antibiotika in den letzten 3 Monaten;
- Regelmäßige Supplementierung von Prä- oder Probiotika, Einnahme von Prä- oder Probiotika 3 Monate vor Studienbeginn;
- Gewichtsabnahme plant oder derzeit eine hypokalorische Diät einhält;
- Nach einer vegetarischen Ernährung;
- Teilnahme an organisierten Sportaktivitäten für > 3 Stunden pro Woche;
- Unter Hörverlust oder anderen Hörproblemen leiden;
- Sie sind derzeit schwanger, planen schwanger zu werden oder stillen derzeit.
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Behandlung
- Zuteilung: Zufällig
- Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
- Maskierung: Doppelt
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
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Experimental: Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen
Die Teilnehmer erhalten über einen Zeitraum von 8 Wochen eine Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen (klassifiziert).
Dreimal täglich nehmen sie das Faserpulver während ihrer Mahlzeiten ein.
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Die Teilnehmer werden gebeten, 12 Gramm unverdauliches Faserpulver pro Tag über einen Zeitraum von 8 Wochen einzunehmen.
Dreimal täglich nehmen sie 4 Gramm Pulver mit ihrer Mahlzeit ein.
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Placebo-Komparator: Placebo-Ergänzung
Die Teilnehmer erhalten über einen Zeitraum von 8 Wochen eine Placebo-Ergänzung (Maltodextrin).
Dreimal täglich nehmen sie das Faserpulver während ihrer Mahlzeiten ein.
Die Menge an eingenommenem Maltodextrin ist isokalorisch mit der Menge an unverdaulichen Ballaststoffen.
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Die Teilnehmer werden gebeten, über einen Zeitraum von 8 Wochen täglich 6 Gramm Placebo-Pulver einzunehmen.
Dreimal täglich nehmen sie 2 Gramm Pulver mit ihrer Mahlzeit ein.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Zusammensetzung der Darmmikrobiota
Zeitfenster: Veränderung der Zusammensetzung der Darmmikrobiota nach Antibiotikaanwendung (Woche 1) im Vergleich zum Ausgangswert und Veränderung der mikrobiellen Zusammensetzung während der Faserergänzung (Woche 3, 5, 7 und 9) im Vergleich zu Placebo.
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Kotproben werden zu Studienbeginn, Woche 1, 3, 5, 7 und 9 gesammelt. Mikrobielle DNA wird extrahiert und die Mikrobiota-Zusammensetzung wird durch Next-Generation-Sequenzierung analysiert. Die Zusammensetzung der Darmmikrobiota in Woche 1 wird mit dem Ausgangswert verglichen, um die Wirkung des Antibiotikaeinsatzes zu beurteilen. Die mikrobielle Zusammensetzung während des Ergänzungszeitraums (Woche 3, 5, 7 und 9) wird zwischen den beiden Studienarmen verglichen, um das Wiederherstellungspotenzial der unverdaulichen Faser zu bewerten. |
Veränderung der Zusammensetzung der Darmmikrobiota nach Antibiotikaanwendung (Woche 1) im Vergleich zum Ausgangswert und Veränderung der mikrobiellen Zusammensetzung während der Faserergänzung (Woche 3, 5, 7 und 9) im Vergleich zu Placebo.
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Aktivität der Darmmikrobiota
Zeitfenster: Veränderung der Aktivität der Darmmikrobiota nach Antibiotikaeinsatz (Woche 1) im Vergleich zum Ausgangswert und Veränderung der mikrobiellen Aktivität während der Faserergänzung (Woche 3, 5, 7 und 9) im Vergleich zu Placebo.
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Kotproben werden zu Studienbeginn, Woche 1, 3, 5, 7 und 9 gesammelt. Mikrobielle Proteine werden nach der Extraktion durch Massenspektrometrie (MS) analysiert. Die Aktivität der Darmmikrobiota in Woche 1 wird mit dem Ausgangswert verglichen, um die Wirkung des Antibiotikaeinsatzes zu beurteilen. Die mikrobielle Aktivität während des Ergänzungszeitraums (Woche 3, 5, 7 und 9) wird zwischen den beiden Studienarmen verglichen, um das Wiederherstellungspotenzial der unverdaulichen Faser zu bewerten. |
Veränderung der Aktivität der Darmmikrobiota nach Antibiotikaeinsatz (Woche 1) im Vergleich zum Ausgangswert und Veränderung der mikrobiellen Aktivität während der Faserergänzung (Woche 3, 5, 7 und 9) im Vergleich zu Placebo.
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Fäkale kurzkettige Fettsäuren (SCFA)
Zeitfenster: Veränderung der fäkalen SCFA-Spiegel nach Antibiotikaanwendung (Woche 1) im Vergleich zum Ausgangswert und Veränderung der fäkalen SCFA-Spiegel während der Faserergänzung (Woche 3, 5, 7 und 9) im Vergleich zu Placebo.
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Kotproben werden zu Studienbeginn, Woche 1, 3, 5, 7 und 9 gesammelt. Die SCFA-Spiegel im Stuhl werden mittels Gaschromatographie-MS analysiert. Die fäkalen SCFA-Spiegel in Woche 1 werden mit den Ausgangswerten verglichen, um die Wirkung der Verwendung von Antibiotika zu beurteilen. Die SCFA-Spiegel im Kot während des Ergänzungszeitraums (Woche 3, 5, 7 und 9) werden zwischen den beiden Studienarmen verglichen, um das Wiederherstellungspotenzial der unverdaulichen Faser zu bewerten. |
Veränderung der fäkalen SCFA-Spiegel nach Antibiotikaanwendung (Woche 1) im Vergleich zum Ausgangswert und Veränderung der fäkalen SCFA-Spiegel während der Faserergänzung (Woche 3, 5, 7 und 9) im Vergleich zu Placebo.
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Resistom-Analyse
Zeitfenster: Veränderung der ARG-Präsenz nach Antibiotikaeinsatz (Woche 1) im Vergleich zum Ausgangswert und Veränderung der ARG-Präsenz während der Faserergänzung (Woche 3, 5, 7 und 9) im Vergleich zu Placebo.
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Kotproben werden zu Studienbeginn, Woche 1, 3, 5, 7 und 9 gesammelt. Mikrobielle DNA wird extrahiert und eine Resistomanalyse wird mittels qPCR durchgeführt, die auf spezifische Antibiotikaresistenzgene (ARG) abzielt. Das Vorhandensein von ARG in Woche 1 wird mit dem Ausgangswert verglichen, um die Wirkung der Antibiotikaanwendung zu beurteilen. Das Vorhandensein von ARG während der Supplementierungsperiode (Woche 3, 5, 7 und 9) wird zwischen den beiden Studienarmen verglichen, um die Wirkung der unverdaulichen Ballaststoffe zu beurteilen. |
Veränderung der ARG-Präsenz nach Antibiotikaeinsatz (Woche 1) im Vergleich zum Ausgangswert und Veränderung der ARG-Präsenz während der Faserergänzung (Woche 3, 5, 7 und 9) im Vergleich zu Placebo.
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Body-Mass-Index
Zeitfenster: Veränderung des BMI nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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An den klinischen Untersuchungstagen (Baseline, Woche 1 und Woche 9) wird der Body-Mass-Index gemessen.
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Veränderung des BMI nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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Insulinsensitivität
Zeitfenster: Veränderung der Insulinsensitivität nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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An den 3 klinischen Untersuchungstagen wird ein oraler 7-Punkte-Glukosetoleranztest durchgeführt, um die Insulinsensitivität zu beurteilen.
Glukose- und Insulinspiegel im Blut werden gemessen und HOMA-IR wird berechnet.
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Veränderung der Insulinsensitivität nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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Plasmamarker des Fettstoffwechsels
Zeitfenster: Veränderung der Marker des Fettstoffwechsels nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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An den 3 klinischen Untersuchungstagen wird im nüchternen Zustand Blut abgenommen, um die Spiegel an freien Fettsäuren und Triacylglycerin im Plasma zu analysieren.
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Veränderung der Marker des Fettstoffwechsels nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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Genexpression im Fettgewebe
Zeitfenster: Veränderung der Genexpression im Fettgewebe nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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An den 3 klinischen Untersuchungstagen wird eine abdominale subkutane Fettgewebsbiopsie entnommen, um die Genexpression im Fettgewebe zu untersuchen.
Die Expression interessierender Gene wird mit gezielter qPCR analysiert.
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Veränderung der Genexpression im Fettgewebe nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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Proteinspiegel im Fettgewebe
Zeitfenster: Veränderung der Proteinspiegel im Fettgewebe nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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An den 3 klinischen Untersuchungstagen wird eine abdominale subkutane Fettgewebsbiopsie entnommen, um die Proteinspiegel im Fettgewebe zu untersuchen.
Proteine von Interesse werden mittels Western Blot analysiert.
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Veränderung der Proteinspiegel im Fettgewebe nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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Kurzkettige Fettsäuren im Plasma
Zeitfenster: Veränderung der Plasma-SCFA-Spiegel nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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An den 3 klinischen Untersuchungstagen wird Blut im nüchternen Zustand entnommen, um die Konzentrationen von SCFA-Acetat, -Butyrat und -Propionat zu analysieren.
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Veränderung der Plasma-SCFA-Spiegel nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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Entzündungsmarker
Zeitfenster: Veränderung der Entzündungsmarkerspiegel im Plasma nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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An den 3 klinischen Untersuchungstagen wird im nüchternen Zustand Blut abgenommen, um die Spiegel der Entzündungsmarker IL-6, IL-8, MCP1, TNF-alpha, Leptin, Adiponectin und LBP zu analysieren.
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Veränderung der Entzündungsmarkerspiegel im Plasma nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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Darmhormone
Zeitfenster: Veränderung der Darmhormonspiegel im Plasma nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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An den 3 klinischen Untersuchungstagen wird im nüchternen Zustand Blut abgenommen, um die Spiegel der Darmhormone GLP-1 und PYY zu analysieren.
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Veränderung der Darmhormonspiegel im Plasma nach 1-wöchiger Antibiotikaanwendung im Vergleich zum Ausgangswert und nach 8-wöchiger Nahrungsergänzung mit unverdaulichen Ballaststoffen im Vergleich zu Placebo.
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Andere Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Nahrungsaufnahme
Zeitfenster: Vergleich der Nahrungsaufnahme in Woche 1, 3, 5, 7 und 9 mit dem Ausgangswert.
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Die Teilnehmer werden gebeten, ein dreitägiges Ernährungstagebuch auszufüllen.
Diese werden verwendet, um die Nahrungsaufnahme während der Gewichtsmanagementphase im Vergleich zum Ausgangswert zu überprüfen.
Dies dient auch als Maß für die Einhaltung von Ernährungsempfehlungen.
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Vergleich der Nahrungsaufnahme in Woche 1, 3, 5, 7 und 9 mit dem Ausgangswert.
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Physische Aktivität
Zeitfenster: Vergleich der körperlichen Aktivität in Woche 1, 3, 5, 7 und 9 mit dem Ausgangswert.
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Bei allen 6 Besuchen werden die Teilnehmer gebeten, den SQUASH-Fragebogen für körperliche Aktivität auszufüllen.
Diese werden verwendet, um die körperliche Aktivität zu überprüfen.
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Vergleich der körperlichen Aktivität in Woche 1, 3, 5, 7 und 9 mit dem Ausgangswert.
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Stuhlkonsistenz
Zeitfenster: Vergleich der Stuhlkonsistenz in Woche 1, 3, 5, 7 und 9 mit dem Ausgangswert.
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Die Teilnehmer werden gebeten, am Tag vor jedem der 6 Besuche die Bristol-Stuhltabelle auszufüllen, um die Stuhlkonsistenz zu beurteilen.
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Vergleich der Stuhlkonsistenz in Woche 1, 3, 5, 7 und 9 mit dem Ausgangswert.
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Magen-Darm-Symptome
Zeitfenster: Vergleich der gastrointestinalen Symptome in Woche 1, 3, 5, 7 und 9 mit dem Ausgangswert.
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Die Teilnehmer werden gebeten, am Tag vor jedem der 6 Besuche die Gastrointestinal Symptom Rating Scale auszufüllen, um mögliche Magen-Darm-Beschwerden einzuschätzen.
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Vergleich der gastrointestinalen Symptome in Woche 1, 3, 5, 7 und 9 mit dem Ausgangswert.
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Mitarbeiter und Ermittler
Ermittler
- Hauptermittler: Ellen E Blaak, Prof. Dr., Department of Human Biology, Maastricht University
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Primärer Abschluss (Tatsächlich)
Studienabschluss (Tatsächlich)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen
Andere Studien-ID-Nummern
- NL73140.068.20 / METC20-025
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Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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