Wirkung eines polyphenolischen Getränks bei gesunden Freiwilligen (PB)

Der vermehrte Verzehr von kohlenhydratreichen, verarbeiteten und ballaststofffreien Lebensmitteln erhöht das Risiko für Fettleibigkeit und folglich für die Entwicklung von Diabetes mellitus Typ 2 (DM2); daher konzentrierte sich einer der Ansätze bei der Vorbeugung und Behandlung dieser Erkrankungen auf das Management und die Reduzierung der Absorptionsrate und des Metabolismus von Kohlenhydraten. DM2 ist das Ergebnis einer chronischen Insulinresistenz und des Verlusts von Masse und Funktion der ß-Zellen der Bauchspeicheldrüse, was durch Glukotoxizität und Lipotoxizität verursacht werden kann, was zu Apoptose und Dysfunktion dieser Zellen führt; die suche nach alternativen therapien konzentrierte sich auf die forschung auf sekundäre stoffe aus dem pflanzenstoffwechsel, insbesondere polyphenole (flavonoide), die positive effekte auf die postprandiale blutzuckersenkung gezeigt haben (2). Polyphenole, definiert als sekundäre Metaboliten, die von Pflanzen produziert werden, sind in Blumen, Gemüse und Früchten zu finden; sie werden unter anderem als Abwehrmechanismus gegen Stress, Kälte und UV-Strahlung gebildet. Polyphenole werden in zwei große Gruppen eingeteilt: 1) Flavonoide und 2) Nicht-Flavonoide. Ein aromatischer Ring mit einer Hydroxylgruppe charakterisiert die Struktur von Polyphenolen.

Der Verbrauch von Polyphenolen auf der ganzen Welt ist sehr unterschiedlich; es wurde berichtet, dass in Frankreich der durchschnittliche Verbrauch zwischen 283 und 1000 mg/Tag liegt; in Spanien zwischen 500 und 1000 mg/Tag; in Italien liegt sie unter anderem bei knapp 700 mg/Tag und in Südkorea bei durchschnittlich 320 mg/Tag. Die Vielfalt der Ernährungsgewohnheiten weltweit wird von der Gesamtmenge an täglich verzehrten Polyphenolen abhängen. Der Konsum von Anthocyanen wurde mit der Vorbeugung und Behandlung von DM2 in Verbindung gebracht, indem es vor der Oxidation von Betazellen der Bauchspeicheldrüse schützt, Kohlenhydratverdauungsenzyme verringert und fortgeschrittene Glykationsprodukte hemmt. Im Laufe der Zeit wurden Polyphenole in mehreren experimentellen Modellen und klinischen Studien untersucht, was zum Wissen über ihre Anwendung als potenzielle Präventivmittel und bei der Behandlung chronischer nicht übertragbarer Krankheiten beitrug.

Eine der wesentlichen Verbindungen in diesem Beweis ist Gallussäure; dieses Polyphenol kommt in Gemüse, Obst, Tee und Rotwein vor; wichtige biologische Aktivitäten wurden in Mausmodellen bei Stoffwechselerkrankungen wie DM2 zusätzlich zur Regulation des Peroxisom-Proliferationsrezeptors (PPAR) in Leber, Muskel und Fettgewebe berichtet; Einfluss auf die Senkung der Serumglukose. Darüber hinaus haben In-vitro-Studien eine entscheidende inhibitorische Aktivität von Glykogen-Phosphorylase-Enzymen dokumentiert, die an der Regulierung des Glykogen-Metabolismus beteiligt sind; eine Strategie, die als antihyperglykämisches Mittel eingesetzt werden könnte, und eine andere Methode könnte sich auf die Reduktion des Alpha-Glucosidase-Enzyms konzentrieren, das daran beteiligt ist, die Kohlenhydratabsorption auf Darmebene zu reduzieren.

Die Untersuchung eines anderen Flavonoids, das in Tomaten, Knollen, Orangen, Äpfeln, grünem und schwarzem Tee, Kartoffeln und in Pflanzen wie Vachellia farnesiana vorkommt, war Quercetin; diese Komponente wird hauptsächlich im Darm mit geringer Intensität in der Pfortader absorbiert. Bei Patienten mit DM2 zeigte diese Verbindung nach Verabreichung einer Einzeldosis von 200 mg Quercetin eine Abnahme der Serumglukosespitzen, ein Phänomen, das sich im Vergleich zur Placebogruppe während der dreistündigen Nachbeobachtung der Glukosekonzentration ausdehnte. Eine Metaanalyse berichtete, dass die achtwöchige orale Verabreichung von Quercetin > 500 mg/Tag die Plasmaglukosekonzentration im Nüchternzustand bei Patienten mit metabolischem Syndrom verringerte. In einer anderen Studie wurde Quercetin acht Wochen lang mit 250 mg/Tag bei Patienten mit DM2 verabreicht, was die LDL-Spiegel signifikant senkte und die gesamte antioxidative Kapazität erhöhte. Es zeigte sich jedoch keine Veränderung der Plasmaglukose im Vergleich zu einer Placebogruppe, was darauf hindeutet, dass die Dosis unzureichend war. Andere Verbindungen, die mit antihyperglykämischen Wirkungen identifiziert wurden, sind Kaffee-, Gallus-, Ferula- und Vanillinsäure, Flavone (Rutin) und Flavanone (Naringenin).

Die Glukoseaufnahme in peripheren Geweben kann durch das Vorhandensein von Polyphenolverbindungen durch verschiedene Wirkungen beeinflusst werden, wie z. B.: 1) Hemmung von Monoglycerid-Verdauungsenzymen (Alpha-Amylase und Alpha-Glucosidase), diese Verdauungsenzyme verringern die Glukoseaufnahme und 2) Verringerung von Glukose Aufnahme durch Hemmung der natriumabhängigen Glukosetransporter 1 (SGLT1) und 2 (SGLT2), die sich in den proximalen Tubuli der Niere befinden, 3) zusätzlich zur Stimulation der Insulinsekretion und zum Schutz der Beta-Pankreaszellen 4) und schließlich durch Hemmung von SGLT2-Transporter befinden sich nicht nur in den Nierentubuli; sondern auch in anderen Geweben.

Die Bewertung der Sicherheit des Verzehrs von Polyphenolen ist von wesentlicher Bedeutung, daher werden die sowohl in vitro als auch in vivo verfügbaren Erkenntnisse oder Vorgeschichten berücksichtigt. Polyphenole haben verschiedene physiologische Funktionen; es ist notwendig, die Sicherheit der Verabreichung zu bewerten; Hinweise auf akute Toxizität und klinische Toxizität werden unter Berücksichtigung biochemischer Tests wie Leberfunktions- und Nierenfunktionstests vorgelegt. Einige als Pflanzenextrakte verabreichte Nahrungsergänzungsmittel zur Gewichtsabnahme wurden mit akuten Leberschäden in Verbindung gebracht. Sein Hauptbestandteil ist Hydroxyzitronensäure; einige Fälle berichten von einer Erhöhung der Transaminasen und des Gesamtbilirubins.

Die Ergebnisse, die in präklinischen Studien des INCMNSZ-Forschungsteams generiert wurden, erleichterten die Berechnung zur Bestimmung einer Anfangsdosis, die in der folgenden klinischen Phase beim Menschen bewertet werden soll; Es ist notwendig, die von der Maus auf den Menschen übertragene Analyse durchzuführen, die nach der Formel "übertragene Dosis basierend auf der Körperoberfläche (BSA)" berechnet wird, wobei sowohl das Gewicht als auch die Größe einer durchschnittlichen Person mit 60 kg Gewicht berücksichtigt werden. Für den Test wurde eine Anfangsdosis von 1,2 mg/kg VF-Extrakt berechnet; Reagan-Shaw und Mitarbeiter haben die Berechnungsmethodik ausführlich beschrieben. Die durchschnittliche geschätzte Dosis sollte jedoch unter Verwendung der individuellen Werte für Gewicht und Größe jedes Teilnehmers angepasst werden, um die Oberfläche des BSA-Körpers zu bestimmen.

Diese klinische Phase-I-Studie basiert auf präklinischen Tests, die vom INCMNSZ-Team durchgeführt wurden, um die No-Observed-Adverse-Effect-Levels (NOAELs) zu bestimmen, wobei die von der Maus auf den Menschen übertragene Dosis; basierte auf den Empfehlungen der Food and Drug Administration (FDA) aus dem Jahr 2005, bei denen die Maus-Mensch-Umwandlungsgleichungen verwendet werden; Es wird auch empfohlen, den Wert der Körperoberfläche zu verwenden, um die von Nair und Jacob im Jahr 2016 vorgeschlagene Humanäquivalentdosis (HED, Human Equivalent Dose) zu berechnen. In diesem Sinne haben wir im Rahmen der Forschungsentwicklung von Ernährungsalternativen zur Linderung der metabolischen Veränderungen der Fettleibigkeit durch die Früchte von VF bei männlichen C57BL6-Mäusen festgestellt, dass eine Dosis von 10 mg/kg Mausgewicht für präklinische Studien übertragen werden kann , wie dieser Vorschlag.

Die Aufrechterhaltung der Glukosehomöostase ist von größter physiologischer Bedeutung und unterliegt einer strengen hormonellen Kontrolle. Die Fehlfunktion dieser Hormone kann verschiedene Veränderungen auslösen, wie z. B. Störungen der Energiehomöostase, zu denen Fettleibigkeit, Hyperglykämie und Glukoseintoleranz gehören, die Krankheiten wie DM2 auslösen. Der Einfluss von Polyphenolen auf die Bioverfügbarkeit von Makronährstoffen spielt eine wichtige Rolle. Es wurde berichtet, dass sie mit Polysacchariden Komplexe bilden können, die die insulinämische und glykämische Reaktion beeinflussen und die Ausscheidung von Stickstoff und Fett im Stuhl erhöhen; sie können auch die Freisetzung von Glukose aus der Leber unterdrücken und die Glukoseaufnahme in peripheren Geweben verbessern. Flavonoide, die in Gemüse oder Pflanzen vorhanden sind, werden in Form von Glykosiden gefunden. Diese Glykoside werden durch ein Enzym der ß-Glucosidase-Gruppe (Lactase-Phlorizin-Hydrolase), das sich am Bürstensaum des Dünndarms befindet, hydrolysiert, wodurch das Flavonoidglykosid frei bleibt; diese können anschließend durch passive Diffusion die Zellmembran passieren oder über den natriumabhängigen Glucosetransporter SGLT1 intakt aufgenommen werden. Der Metabolismus von Polyphenolen beginnt im Darmlumen; Sie werden durch die Lactase-Phloridzin-Hydrolase dekonjugiert, dann wird das Flavonoid durch Uridindiphosphat-Glucuronyl-Transferasen konjugiert und die Konjugate durch verschiedene Transporter zurück in das Lumen oder Blut exportiert. Darüber hinaus können Metaboliten über verschiedene Aufnahmetransporter in die Hepatozyten transportiert und dann wieder in das Kreislaufsystem zurückgeführt werden. Alternativ können sie intrazellulär durch Enzyme wie β-Glucuronidase dekonjugiert und über die Niere ausgeschieden werden. Dabei werden Transporter in proximale Tubuluszellen aufgenommen und mit dem Urin ausgeschieden. Dennoch hängen diese Transformationen von den Bedingungen jedes Einzelnen ab; einige sind bei entzündlichen Prozessen erhöht. Es ist wichtig zu erwähnen, dass, obwohl präklinische Studien mit FV keine Nebenwirkungen zeigen, die Bewertung seiner Sicherheit in klinischen Studien für die spätere klinische Anwendung von entscheidender Bedeutung ist. Die meisten klinischen Studien beginnen, ohne die möglichen toxischen Wirkungen des Polyphenolkonsums zu untersuchen. Es wurde gezeigt, dass Epigallocatechin-Verbindungen eine potenzielle prooxidative Wirkung haben, die Auswirkungen auf die Toxizität haben kann und darauf hindeutet, dass weitere Untersuchungen zur Leber- und Nierentoxizität durchgeführt werden sollten. Es gibt mehrere aktuelle Fallberichte über Hepatotoxizität im Zusammenhang mit dem Verzehr hoher Dosen von Nahrungsergänzungsmitteln auf Teebasis. In fast allen Fällen (acht von neun) hatten die Patienten erhöhte Alaninaminotransferase- und Bilirubinspiegel im Serum. An zwei der neun Punkte wurde eine periportale und portale Entzündung beobachtet. Alle Fälle wurden nach Beendigung der Supplementierung behoben. Es wurde vorgeschlagen, dass Leber- und Nierentoxizität mit der Bioverfügbarkeit der Verbindung in Verbindung gebracht werden. Jüngste Studien am Menschen haben gezeigt, dass das Fasten die Bioverfügbarkeit einiger Polyphenole, wie Epigallocatechin, erhöht. Obwohl es keine Berichte über Toxizität bei Freiwilligen in Interventionsstudien gibt, ist eine sorgfältige Überwachung der Leber- und Nierenfunktion erforderlich, bis das Risiko toxischer Ereignisse im Zusammenhang mit Tee-Catechinen beim Menschen festgestellt ist.

Vachellia farnesiana (VF) ist ein Strauch aus der Familie der Fabaceae; es ist in trockenen, halbtrockenen und tropischen Regionen in Mexiko und weltweit verbreitet; seine maximale Reproduktion liegt in der Wintersaison. Seine Früchte sind Klebstoffe und seltsamer, und seine ätherischen Öle werden als Farbstoffe verwendet. Zu den herausragendsten Anwendungen zählen unter anderem die Futterressource und die medizinische entzündungshemmende Wirkung, die Hemmung mit einem ethanolischen Extrakt von Vibrio Cholera und die antiulzerative Wirkung. Darüber hinaus wurden seine Früchte als unkonventionelle Fütterungsstrategien für Ziegen verwendet, um phenolische Verbindungen mit antioxidativer Aktivität zu übertragen, um die Qualität tierischer Produkte (Milch und Käse) zu verbessern. Im Jahr 2020 induzierte die Nahrungsergänzung in einem Mausmodell Fettleibigkeit, wo die Aufnahme von Ziegenmilch einen Anstieg des Energieverbrauchs und des Sauerstoffvolumens zeigte, was die Körperzusammensetzung der Maus veränderte, im Vergleich zu einer fettreichen Ernährung, was einen Biotransfer von bioaktiven Verbindungen aus VF zeigte in der Milch zum Mausmodell vorhanden. Zuvor hatte diese Forschungsgruppe die antioxidative und entzündungshemmende Kraft verschiedener Polyphenolextrakte dieser Pflanzenressource bewertet. Darüber hinaus wurden mehrere phenolische Verbindungen beschrieben, die in Blättern, Stängeln, Rinde, Blüten, Wurzeln und Früchten von VF vorkommen, wie unter anderem Gallussäure, Quercetin, Methylgallat, Myricetin, Naringenin, Ferulasäure, Kaempferol.

Zu den einzigartigen Polyphenolen in VF-Früchten gehören Gallussäure, Quercetin und Epicatechin. Frühere Studien haben die Wirkung dieser Verbindungen bei der Hemmung der Enzymaktivität beschrieben, die als Alternative zur Kontrolle des postprandialen Blutzuckerspiegels und damit zur Verringerung des Risikos und der Inzidenz von DM2 verwendet werden könnte. 1989 testeten Wadood und Mitarbeiter die Wirkung einer Supplementierung mit Akaziensamenpulver an einem Tiermodell (Kaninchen) und zeigten, dass eine Dosis von 2,3 und 4 g/kg den Blutzuckerspiegel signifikant senkte; In diesem Versuch wurde ein Stimulans der Insulinsekretion durch die Betazellen der Bauchspeicheldrüse (Sulfonylharnstoff) als positive Kontrolle verwendet.

Ogawa und Mitarbeiter hatten kürzlich klinische Studien durchgeführt und in verschiedenen wissenschaftlichen Berichten über die Wirkung des Verzehrs eines polyphenolischen Extrakts von A. meani während einer anfänglichen Verabreichungsdauer von 4 bis 8 Wochen berichtet; und später in einem anschließenden Versuch, um die Verabreichungszeit auf bis zu 12 Wochen zu verlängern; Berichterstattung über eine wesentliche Reaktion auf Glykämie bei Patienten mit Glukoseintoleranz, Verbesserung der oralen Glukosekurve in 90 und 120 Minuten, wobei die Ergebnisse viel relevanter sind, wenn die Einnahmedauer des Extrakts auf 12 Wochen verlängert wurde; wo die Glukosespiegel beim Fasten abnahmen, was die Kontrollgruppe betrifft, war dieser Effekt signifikant mit der Verringerung der Geschichten von glykosyliertem Hämoglobin; ohne das Vorhandensein von nachteiligen Auswirkungen. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass die erste Studie (mit 4 bis 8 Wochen Intervention) eine Konzentration von 250 mg Polyphenolextrakt pro Kapsel verwendete und vier Kapseln/Tag/Person (1.000 mg/d) verabreichte. Für die zweite Intervention, die Studie (12 Wochen); Die Konzentration an Polyphenolen pro Kapsel war dem vorherigen Test sehr ähnlich (245 mg/Kapsel), aber dieses Mal wurden jedem Teilnehmer sechs Kapseln (1470 mg/d) pro Tag verabreicht.

Forschungsfragen:

1. Wird die Dosis von 1,2 mg/kg des polyphenolischen Extrakts von Vachellia farnesiana den Mittelwert der Fläche unter der glykämischen Antwortkurve von gesunden freiwilligen Probanden in Bezug auf eine Kontrollgruppe verringern?
2. Beeinflusst die Dosis von 1,2 mg/kg des polyphenolischen Extrakts von Vachellia farnesiana die Mittelwerte der Serumleberenzyme und des Urin-Biomarkers KIM-1 bei gesunden Probanden im Vergleich zu einer Kontrollgruppe?