Auswirkungen von Inulin und Nitrat auf die Gefäßgesundheit und das Darmmikrobiom

Eine endotheliale Dysfunktion trägt zum erhöhten kardiovaskulären Risiko bei, das mit hohen Blutdruckwerten (z. B. 120–139/80–89 mmHg und 140/90 mmHg oder höher) verbunden ist, und wird als frühes Ereignis bei der Entwicklung einer atherosklerotischen Gefäßerkrankung angesehen. Mechanistisch gesehen ist eine endotheliale Dysfunktion durch eine verringerte Bioverfügbarkeit des aus dem Endothel stammenden Moleküls Stickoxid (NO) gekennzeichnet, was sich in einer beeinträchtigten durch den Fluss der Brachialarterie vermittelten Dilatation (FMD) widerspiegelt. Allerdings lässt sich eine endotheliale Dysfunktion durch ihre frühzeitige Erkennung weitgehend verhindern, sodass Ansätze, die den NO-Verlust im Körper wiederherstellen könnten, ein offensichtliches therapeutisches Potenzial haben könnten.

Es hat sich gezeigt, dass der Verzehr des präbiotischen Ballaststoffs Inulin die Fermentation bakterieller Metaboliten wie Acetat durch unser Darmmikrobiom steigert. Während ein erhöhter Acetatgehalt lokale Vorteile im Darm hat (z. B. entzündungshemmend, niedrigerer luminaler pH-Wert), hat er auch das Potenzial, die Gesundheit des Endothels zu verbessern. Untersuchungen haben gezeigt, dass Acetat die NO-Bioverfügbarkeit über die Aktivierung des NO-Synthase-Signalwegs erhöhen kann, indem es die Phosphorylierung der endothelialen NO-Synthase (eNOS), einem Schlüsselenzym für die Aufrechterhaltung der endothelialen Homöostase, nach einer 15-tägigen Inulin-Supplementierung erhöht. Ebenso wird NO nach dem Nitratverbrauch produziert, wobei die individuellen Reaktionen von der basalen eNOS-Aktivität abhängen. Daher können Personen mit beeinträchtigter eNOS-Aktivität (z. B. Prä- und Hypertoniker) eine verstärkte Reaktion auf eine Nitratergänzung zeigen. Da sowohl Nitrat- als auch Inulin-Ergänzungen die NO-Produktion erhöhen können, ist es möglich, dass ihre kombinierte Einnahme die Endothelfunktion in größerem Maße verbessern könnte. Bei isolierter Ergänzung erwies sich Nitrat als wirksame Ernährungsstrategie zur Linderung der endothelialen Dysfunktion bei älteren und klinischen Bevölkerungsgruppen. Beispielsweise war eine 4-wöchige chronische Nahrungsergänzung mit Nitrat (400 mg Nitrat/Tag) mit einem erhöhten Spitzenwert der FMD der Brachialarterie von 1,0 % verbunden (95 %-KI 0,3–1,5; p < 0,001), was in der Placebogruppe nicht erkennbar war. In ähnlicher Weise stiegen nach einer 4-wöchigen Nahrungsergänzung mit Nitrat (400 mg Nitrat/Tag) die MKS-Werte (%) der Oberarmarterie in der Nitratgruppe im Vergleich zur Placebogruppe signifikant an. Im Gegensatz zu Nitrat müssen die Auswirkungen von Inulin auf die MKS der Oberarmarterie beim Menschen noch geklärt werden. Vorläufige Ergebnisse zeigten eine Verbesserung der Endothelfunktion nach Inulin-Supplementierung bei Mäusen. Diese Ergebnisse wurden durch eine andere Studie weiter gestützt, die einen Anstieg der MKS in der Brachialarterie um etwa 1 % nach einer dreimonatigen präbiotischen Nahrungsergänzung mit 12 g Fructo-Oligosacchariden bei klinischen Patienten mit weniger schwerer endothelialer Dysfunktion zeigte.

Bisher liegen den Forschern keine Studien vor, die die Rolle von Nitrat und Inulin in Kombination untersucht haben; Basierend auf dem oben Gesagten haben diese beiden Nährstoffe jedoch das Potenzial, synergetisch zu wirken. Daher besteht das Hauptziel dieser Studie darin, zu beurteilen, ob die Zugabe von Nitrat zu Inulin während einer 4-wöchigen chronischen Nahrungsergänzung zu einem Anstieg der MKS der Oberarmarterie bei Erwachsenen mittleren Alters und jüngsten älteren Erwachsenen (45–74 Jahre) mit erhöhten Blutwerten führen könnte Druck und vergleichen Sie diese Reaktion mit isoliert verabreichtem Inulin. Zu den sekundären Zielen dieser Studie gehören prozentuale Veränderungen der FMD der Brachialarterie 4 Stunden nach der Einnahme einer Einzeldosis von 15 g Inulin und 1300 mg Kaliumnitrat in Kombination und 15 g Inulin als isolierte Ergänzung. In dieser Studie wird auch untersucht, ob Veränderungen des MKS-Prozentsatzes der Brachialarterie nach den beiden Nahrungsergänzungsmitteln durch mögliche Veränderungen in der Zusammensetzung und Diversität des Darmmikrobioms verursacht werden, die nach einer Präbiotika-Supplementierung auftreten können. Weitere sekundäre Ergebnisse der Studie werden Unterschiede bei Plasmanitrat, Nitrit und kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs) nach beiden Arten der Nahrungsergänzung untersuchen. Darüber hinaus werden in der Studie Veränderungen im Spiegel von S-Nitrosothiolen (RSNO) in roten Blutkörperchen und Vollblut untersucht. In der Studie werden auch Veränderungen des Ruheblutdrucks zwischen der kombinierten Inulin- und Nitrat-Supplementierung und der reinen Inulin-Supplementierung verglichen.