Klinische Studie zu resistenter Stärke zur Verbesserung von Verstopfung

Die menschliche Darmmikrobiota ist eine der dichtesten mikrobiellen Gemeinschaften auf der Erde, einschließlich äußerst vielfältiger mikrobieller Gemeinschaften, die Stoffwechsel-, Immun- und Schutzfunktionen erfüllen und eine entscheidende Rolle für die menschliche Gesundheit spielen. Die gastrointestinale Mikroflora wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter der Genetik, der Physiologie des Wirts (Alter des Wirts, Krankheit, Stress usw.) und Umweltfaktoren wie Lebensbedingungen und Drogenkonsum. Gleichzeitig gilt die Ernährung als wichtiger Umweltfaktor für die Zusammensetzung der Magen-Darm-Mikroflora und die Stoffwechselfunktion. Da Probiotika vom menschlichen Körper nur schwer verdaut und aufgenommen werden können, können sie über den Verdauungstrakt in den Darm gelangen, um so die Mikroökologie des Darms zu verbessern und den Lipid-, Protein- und Mineralstoffwechsel zu fördern.

Lebensmittel, die reich an verdaulicher Stärke sind, haben viele Funktionen, wie z. B. die Kontrolle des Körpergewichts, die Reduzierung von Blutfetten und Blutzucker, die Regulierung der Darmflora usw., was das Interesse vieler Wissenschaftler geweckt hat und sich in jüngster Zeit zu einem neuen Gebiet der internationalen Lebensmittelforschung entwickelt hat Jahre. Resistente Stärke (RS) ist der verdauungshemmende Teil der zusammengesetzten Polysaccharidstärke. Entsprechend den Bedingungen der Resistenz gegen enzymatische Hydrolyse und der Stärkequelle wurde die verdauliche resistente Stärke hauptsächlich in vier Typen unterteilt, nämlich RS1, RS2, RS3 und RS4. Aufgrund der Resistenz haben RS1 und RS2 eine natürliche Resistenz gegen Amylase, und die Resistenz kann nach der Gelatinierung verschwinden, während die Resistenz von RS3 und RS4 durch die Umwandlung von Stärke im Prozess der Lebensmittelverarbeitung oder Lebensmittelproduktion entsteht. RS1 kann zusammen mit RS2 oder RS3 in der gleichen Nahrung vorkommen, und das Vorhandensein von RS4 kann die Nahrungsaufnahme von RS3 erhöhen.

Nur ein kleiner Teil der verdaulichen Stärke kann im Dünndarm verdaut und absorbiert werden, was zu einer sehr geringen Glukoseverwertung führt. Wenn die meisten unverdauten Bestandteile in den Dickdarm gelangen, werden sie von der Darmflora fermentiert, wobei hauptsächlich kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) entstehen: Acetat, Propionat und Butyrat. Obwohl sowohl Acetat als auch Propionat gesundheitliche Auswirkungen haben, gilt Butyrat als besonders gesundheitsfördernd und ist der SCFA mit dem größten Anstieg der RS-Aufnahme. Butyrat spielt eine wichtige Rolle für die Darmgesundheit des Menschen, unter anderem bei der Reduzierung von Entzündungen, der Verringerung des Risikos für Darmkrebs und der Verbesserung der Darmbarrierefunktion. In vivo und in vitro erhöhten resistente Stärkediät und Butyrat den Anteil der ChAT-immunreaktiven intermuskulären Neuronen signifikant, Darmneuronen exprimierten den Monocarbonsäuretransporter 2 (MCT2), geringfügige Interferenzen mit RNA brachten MCT2 zum Schweigen und verhinderten einen Butyrat-induzierten Anstieg des ChAT-Anteils immunreaktive Neuronen. Butyrat und Trichostatin An erhöhten die Acetylierung von Histon H3 in Darmneuronen. Inhibitoren des Src-Signalwegs können die Wirkung von Butyrat blockieren. Eine resistente Stärkediät erhöhte den Dickdarmtransport und Butyrat steigerte in vitro die cholinerg vermittelte Kontraktion der Ringmuskeln des Dickdarms. Obwohl sich gezeigt hat, dass RS einer der besten Ballaststoffe ist, um den Butyratspiegel in der Bevölkerung zu erhöhen, ist klar, dass nicht jeder die gleichen Vorteile erzielen kann und manche Menschen nicht auf eine RS-Supplementierung ansprechen. Dies legt nahe, dass Unterschiede in der individuellen Mikroflora eine wichtige Rolle bei der Bestimmung des Ergebnisses des RS-Konsums spielen, und wir müssen den Mechanismus der RS-Verdauung und die Art und Weise, wie sie zur Produktion von Butyrat führt, eingehender erforschen. Darüber hinaus muss noch mehr getan werden, um die gesundheitlichen Auswirkungen zu verstehen, die der Konsum von RS über den Butyratspiegel hinaus beeinflussen kann.

Aufgrund der komplexen Struktur von RS sind bestimmte Bakterien erforderlich, um den Abbau dieses teilkristallinen Materials einzuleiten. R. bromii und Bifidobacterium juvenis sind die einzigen bekannten menschlichen Darmmikroorganismen mit der Fähigkeit, RS abzubauen.

R. bromii hat Aufmerksamkeit für seine Rolle als Schlüsselart für den RS-Metabolismus, die Ernährung und/oder die Möglichkeit erhalten, anderen Mitgliedern des Darmmikrobioms den Zugang zu diesem Substrat zu ermöglichen. Das stärkebrechende Enzym von R. bromii hat eine einzigartige Organisationsstruktur und bildet einen Multi-Enzym-Komplex, der über das Gerüstprotein in den Fibrinosomen über das Adhäsionsprotein und die Dockerin-Module an der Zelloberfläche befestigt wird und daher Amylasom genannt wird. Dieses System wurde in einer Vielzahl menschlicher Pansenokokken gefunden, und die Schlüsselenzymstruktur seines Amylasoms ist stammübergreifend hoch konserviert. Trotz seiner unglaublichen Fähigkeit, RS abzubauen, scheint R. bromii selbst andere Arten nicht zu übertreffen oder zu dominieren, sondern erfüllt vielmehr einen vorteilhaften Zweck, indem es andere Arten kreuzt, indem es Zucker und Acetat unterschiedlicher Länge freisetzt. Eine Studie ergab, dass der mittlere Butyrat im Stuhl nach der Behandlung mit Kartoffelstärke (RS2) um 50 % anstieg. Eine weitere Untersuchung der individuellen Reaktionen ergab jedoch unterschiedliche Veränderungen des Butyrats. Eine Folgestudie derselben Gruppe ergab, dass diejenigen mit einer erhöhten R. bromii-Häufigkeit in ihrer Mikrobiota mit größerer Wahrscheinlichkeit eine stärkere Butyrat-Reaktion auf Kartoffelstärke zeigten, was darauf hindeutet, dass für die Steigerung die richtige Kombination aus primär abbauenden Bakterien und resistenter Stärke erforderlich ist Butyratproduktion.

Verstopfung ist eine der häufigsten Magen-Darm-Erkrankungen in der klinischen Praxis. Ungefähr 11–20 % der Erwachsenen weltweit leiden unter Verstopfung. Klinisch ist die Häufigkeit des Stuhlgangs verringert oder der Stuhlgang ist mühsam, verstopft, schwierig und der Stuhl ist trocken und schwer zu lösen, was als Verstopfung bezeichnet wird [16]. Klinisch ist therapierefraktäre Verstopfung schwer zu behandeln und eine übermäßige Einnahme von Abführmitteln führt häufig zu Wasser- und Elektrolytstörungen, Magen-Darm-Störungen, Melanose des Dickdarms, Erschlaffung des Analsphinkters und anderen Problemen und führt sogar zu Darmkrebs, Diabetes, Anorexia nervosa usw in manchen Fällen auch andere Komplikationen. Daher ist es sehr wichtig, ein sicheres und wirksames Abführmittel oder eine Diät zu finden, um Verstopfungssymptome zu verbessern und zu lindern. Die gesundheitsfördernde Wirkung resistenter Stärke ist hauptsächlich auf das kurzkettige Fett und Gas zurückzuführen, das durch mikrobielle Fermentation im Dickdarm entsteht, und ihre Rolle bei der Vorbeugung von Darmkrebs und einigen ernährungsbedingten chronischen Krankheiten ist stärker als die von Ballaststoffen und kann wirksam sein Überwinden Sie den unangenehmen Geruch, die raue Textur, die schlechte Qualität und andere Nachteile von mit Ballaststoffen angereicherten Lebensmitteln. Aus Sicht der Forschungsdatenanalyse spielen Nahrungsmittel wie Ballaststoffe als natürliche, sichere „Medizin und Nahrung“ eine sehr wichtige Rolle für die menschliche Gesundheit. Es hat einen wichtigen industriellen Anwendungswert und breite Marktentwicklungsaussichten, eröffnet ein neues Feld der funktionellen Lebensmittelforschung und gleicht die Nachteile traditioneller Ballaststoffe aus.

In unserer vorherigen Analyse wurde festgestellt, dass die Stuhlmikroorganismen von 20 Verstopfungspatienten und 20 gesunden Menschen eine sehr unterschiedliche Struktur aufwiesen. Die Differenzanalyse ergab, dass Ruminococcus bei gesunden Menschen reichlich vorhanden war. Mithilfe des Lasso-Algorithmus wurde ein Klassifizierungsmodell von AUROC0.967 erstellt. Die wichtigen Merkmale des Klassifizierungsmodells waren wie folgt: Ruminococcus ist das Merkmal mit dem höchsten Gewicht. SPINGO stellt fest, dass die Gattung Ruminococcus Arten enthält, bei denen R. bromii die höchste relative Häufigkeit aufweist. Eine Suche nach Daten aus der GMrepo-Datenbank ergab, dass Ruminokokken in 28.796 Versuchen gefunden wurden, die zu 93 Phänotypen gehörten. Zu diesen Phänotypen gehörten insgesamt 40.795 gültige Läufe. Die relative Häufigkeit von Ruminococcus ist bei gesunden Menschen deutlich höher als bei Menschen mit Verstopfung, und die relative Häufigkeit von R. bromii bei gesunden Menschen ist deutlich höher als bei Menschen mit Verstopfung. Die relative Häufigkeit von Ruminococcus war bei gesunden Menschen deutlich höher als bei Menschen mit Verstopfung. Daher besteht der Zweck dieser klinischen Studie darin, resistente Stärke für Verstopfungspatienten zu ergänzen und (1) zu beobachten, ob sich die Symptome von Verstopfungspatienten bessern; (2) Analyse der Veränderungen der Darmmikroben bei Patienten mit Verstopfung; (3) Überprüfen Sie, ob die relative Häufigkeit von R. bromii zunimmt, und analysieren Sie den Zusammenhang zwischen der relativen Häufigkeit von R. bromii im Darm und der Verbesserung der Verstopfungssymptome bei Patienten mit Verstopfung.

Die Studie war eine nicht randomisierte kontrollierte Studie ohne Placebogruppe und umfasste 30 Patienten mit ärztlich diagnostizierter funktioneller Verstopfung. Mithilfe eines Fragebogens wird ermittelt, ob sich die Symptome von Verstopfungspatienten verbessert haben. Gleichzeitig werden Stuhlproben für die Metagenom-Sequenzanalyse gesammelt, um die Veränderungen der Darmmikroben von Patienten vor und nach der Behandlung mit resistenter Stärke zu untersuchen. Besonderes Augenmerk wird darauf gelegt, ob die relative Häufigkeit von R. bromii erhöht ist.

Für diese Studie sind keine Rekrutierungsausschreibungen erforderlich und die Rekrutierung der Probanden erfolgt auf völlig freiwilliger Basis. Mögliche Risiken während des Experiments werden den Probanden erklärt und eine Einverständniserklärung wird unterzeichnet, nachdem sie der Teilnahme an der Studie zugestimmt haben. Die Freiwilligen, die sich bereit erklärten, an dem Experiment teilzunehmen, wurden per Fragebogen zu ihrer Darmgesundheit und anderen Gesundheitszuständen befragt und gemäß den oben genannten Auswahlkriterien und Ausschlusskriterien für Forschungsobjekte überprüft. Die gesammelten Proben werden nach der Nummer benannt und die persönlichen Daten der Probanden werden nicht offengelegt. Die Identität der Probanden wurde während der gesamten Studie geheim gehalten und nur die Anzahl und der Krankheitsphänotyp waren sichtbar. Die Probanden können jederzeit von der Studie zurücktreten.

In dieser Studie wird die Zusammensetzung und Struktur der Darmflora der Probanden analysiert, und die Probanden können über den Fortschritt des Tests und der Analyse auf dem Laufenden bleiben und ihre eigenen relevanten Daten erhalten.

Die in dieser Studie verwendete resistente Stärke (HiMaize260) wird von Ingredion hergestellt. HI-MAIZE®260-resistente Stärke ist ein Ballaststoff, der aus Ingredions proprietärer Maisstärke mit hohem Amylosegehalt gewonnen wird und den Nährstoffgehalt alltäglicher Lebensmittel wie Weißbrot, Muffins, Kekse, Kuchen und Nudeln verbessert.

Der HI-MAIZE®260-Standard ist GB31637-2016, der den nationalen Standards für Lebensmittelsicherheit entspricht. Die resistente Stärke HI-MAIZE®260 enthält etwa 53 % resistente Stärke (Ballaststoffe) und 40 % verdauliche Stärke und kann problemlos zu Standardrezepturen hinzugefügt werden, indem einfaches Mehl teilweise ersetzt wird. Da HI-MAIZE®260-resistente Stärke außerdem weniger Kalorien als Mehl enthält, erhöht sie den Nährstoffgehalt von Lebensmitteln.