Gummibonbons mit Maqui-Beere (MaquiGUM)

Einschluss- und Ausschlusskriterien für die Intervention Es werden zehn sitzende Freiwillige rekrutiert. Einschlusskriterien: Body-Mass-Index (BMI) von Übergewicht oder Adipositas (BMI mindestens 25,0 kg/m²); Fehlen nichtübertragbarer chronischer Krankheiten; und sitzende Lebensweise (weniger als 30 Minuten körperliche Aktivität an 3 Tagen pro Woche). Alle Teilnehmer werden gebeten, ihre körperliche Aktivität, Nahrungsaufnahme und Medikation während der gesamten Studie beizubehalten. Ausschlusskriterien: Einnahme von blutzuckersenkenden Medikamenten, Nahrungsergänzungsmitteln mit Antioxidantien und hoher Verzehr von Polyphenolen (mehr als 2 g pro Tag); Nahrungsmittelallergie gegen Maqui-Beeren oder Bestandteile der GCs; Schwangerschaft oder Stillzeit. Die Studie wurde von der Ethikkommission der Fakultät für Pharmazie der Universidad de Valparaíso genehmigt (CBI 014/2022).

Teilnehmercharakteristika Gewicht und Größe werden bestimmt, um den BMI zu berechnen, ebenso wie Taillenumfang und Trizepsfalte. Fragebögen zur Häufigkeit des Nahrungsverzehrs (FFQ) werden vor der Studie erhoben, um die Aufnahme von Ballaststoffen und Gesamtantioxidantien in der Nahrung, hauptsächlich Polyphenole, Carotine und den Verzehr von Vitamin E und C, abzuschätzen. Alle Interventionen wurden an der Fakultät für Pharmazie der Universidad de Valparaíso von qualifiziertem Personal durchgeführt.

Intervention Die Teilnehmer absolvieren eine akute Intervention mit drei Bedingungen innerhalb der Probanden mit einwöchigen Auswaschphasen zwischen den Besuchen: (i) Basislinie/Kontrolle: 150 g Weißbrot (75 g verfügbare Kohlenhydrate); (ii) Weißbrot + GM: 150 g Weißbrot plus 24 g GM (3 Gummibärchen); und (iii) Weißbrot + GMM: 150 g Weißbrot plus 24 g GMM (3 Gummibärchen). Jeder Teilnehmer dient als seine eigene Kontrolle. An jedem Studientag (Kontrolle, GM, GMM) wird eine nüchterne Basisprobe (Zeit 0) vor der Einnahme der Testmahlzeit entnommen. Die Besuche finden an verschiedenen Tagen im Abstand von einer Woche unter standardisierten Vor-Test-Bedingungen statt (nächtliches Fasten, fester Morgenplan und vorgegebene Diät-/Aktivitätseinschränkungen).

Kontrollbedingung und Minimierung von Erwartungsverzerrungen Unsere Kontrollbedingung verwendet den reinen Weißbrottag als Kontrolle ohne Maqui für glykämische und antioxidative Reaktionen. Interventionen fügen dem gleichen Brot 24 g Gummibärchen (3 Stück) hinzu. Die Untersucher schließen kein separates "Placebo-Gummibärchen" ein, da es sich um eine Pilotstudie handelt, die auf einer objektiven Weißbrotkontrolle basiert, und die Herstellung eines sensorisch nicht unterscheidbaren polyphenolfreien Gummibärchens herausfordernd ist (Maqui-Pigmente/Geschmack); selbst GM vs. GMM unterschieden sich in unserem sensorischen Test in Geruch und Geschmack, was darauf hindeutet, dass eine Verblindung mit einer Placebomatrix wahrscheinlich unvollkommen wäre. Um Erwartungseffekte zu begrenzen und mögliche Verzerrungen zu minimieren, werden die Untersucher: (i) objektive Endpunkte verwenden (Glykämie/Insulin/GLP-1; TRAP, SOD, CAT); (ii) standardisierte Vor-Test-Bedingungen durchsetzen (12 h Fasten; morgendliche Tests zu festen Zeiten; Diät-/Aktivitätseinschränkungen mit dokumentierter Einhaltung); und (iii) einwöchige Auswaschphasen zwischen den Interventionen implementieren. Alle Vergleiche erfolgen innerhalb der Person relativ zur Weißbrotkontrolle.

Blutprobenverfahren Blutproben werden von den Teilnehmern nach einem 12-stündigen nächtlichen Fasten zu Beginn jeder Intervention und während eines 2-stündigen Zeitraums entnommen. Proben werden in Natriumheparinröhrchen (Endkonzentration 0,1 %) gesammelt. Für Insulin- und GLP-1-Bestimmungen wird Blut bei 2000× g für 10 Minuten bei 4 °C zentrifugiert und der Überstand bei -80 °C eingefroren. Für Antioxidansstatusmessungen wird Plasma durch Zentrifugation bei 1500× g für 1 Minute bei 4 °C von den roten Zellen getrennt. Plasma wird sofort bei -80 °C für spätere TRAP-Analyse eingefroren, während rote Zellen mit Rinderserumalbumin (BSA) gewaschen, dreimal bei 1500× g für 15 Minuten zentrifugiert und der Überstand jedes Mal verworfen wird. Vor der Lagerung bei -80°C werden die roten Zellen mit einer hypotonischen Lösung für Katalase (CAT, Verhältnis 1:10) und Superoxiddismutase (SOD, Verhältnis 1:28) für weitere Analysen verdünnt.

Antioxidansstatus-Biomarker Total Reactive Antioxidant Power (TRAP) Kurz gesagt, 10 µL Überstand werden mit einer 1:1-Mischung aus 150 µM 2,20-Azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonsäure) und 10 mM 2,20-Azobis(2-amidinopropan) gemischt, zuvor bei 45 °C 30 Minuten inkubiert. Kinetik wird bei 734 nm 10, 30 und 50 Sekunden nach Zugabe der Probe bestimmt. Die Antioxidanskapazität wird im Vergleich zu Trolox® gemessen.

Gesamtproteinmessung Die Gesamtproteinquantifizierung wird unter Verwendung von Erythrozyten zur Normalisierung der SOD- und CAT-Enzymaktivität durchgeführt. Hierfür wird der Pierce BCA Protein Assay Kit (Thermofisher) verwendet, basierend auf einer Albumin-Kurve aus einem Albumin-Standard (Thermofisher). Alle Protokolle werden gemäß Hersteller verwendet.

Superoxiddismutase (SOD) Dieser Assay basiert auf der Reduktion von Cytochrom c durch das Superoxidradikal in einem Xanthin/Xanthinoxidase-System. Kurz gesagt, 5 µL homogenisierte Proben werden mit 0,5 mM Xanthin (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) und 20 µM Cytochrom C (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) gemischt, gelöst in einem Phosphatpuffer. Diese Lösung wird mit Xanthinoxidase (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) und 0,1 mM EDTA (1:40) gemischt. Enzymatische Aktivität wird bei 550 nm in einem Rayleigh UV-2601-Spektrophotometer detektiert. Jede Probe wird dreifach analysiert.

Katalase (CAT) Die Katalaseaktivität wird durch Messung des Absorptionsverlusts bei 240 nm einer Reaktionsmischung bestimmt, bestehend aus 100 µL 0,3 M H2O2 (Merck, Darmstadt, Deutschland) in 2,9 mL Phosphatpuffer (50 mM Na2HPO4 und 50 mM NaH2PO4, pH 7,8) und 50 µL Proben. Messungen erfolgen über 90 Sekunden in einem Rayleigh UV-2601-Spektrophotometer. Jede Probe wird dreifach analysiert.

Glukose, Insulin und GLP-1 Kapillarblutproben werden vom Finger der Teilnehmer mit Glukoseteststreifen (One Touch II) vor dem Verzehr des Weißbrots (Zeit 0) und nach dem Verzehr mit oder ohne Gummibärchen (bei 15, 30, 60, 90 und 120 Minuten) gewonnen. Blutproben werden für Insulinkonzentrationen zu den Zeitpunkten 0 und 120 Minuten entnommen, die mit einem Chemilumineszenz-Immunoassay gemäß Herstellerempfehlungen gemessen werden. Menschliche GLP-1-Plasmaspiegel werden bei 0 und 120 Minuten mit dem GLP-1 ELISA Kit (BMS2194; ThermoFisher Scientific) gemäß Herstelleranweisungen gemessen. Die inkrementelle Fläche unter der Kurve (AUC) alle 120 Minuten für Plasmaglukose, Insulin und GLP-1 wird mit der Trapezregel berechnet, wobei Nüchternwerte als Basislinie betrachtet werden.

Statistische Analyse Stichprobengröße und Power: Diese Studie wird als frühphasige, akute, innerhalb der Probanden Intervention konzipiert, bei der jeder Teilnehmer als eigene Kontrolle über drei Bedingungen (Basislinie, GMM, GM) mit einwöchiger Auswaschphase dient. Aufgrund der Effizienz von Within-Subject-Designs planen die Untersucher eine moderate Stichprobengröße (n = 10 Komplettierer). Eine Sensitivitätsanalyse zeigt, dass für zweiseitige gepaarte Vergleiche mit α = 0,05 und 80 % Power n = 10 einen großen standardisierten Within-Subject-Effekt von etwa Cohen's dz ≈ 0,9-1,0 detektieren kann. Der Shapiro-Wilk-Test wird verwendet, um die Normalität der Daten zu bestätigen. Spearmans Rangkorrelationen werden innerhalb jeder Interventionsbedingung (getrennte Analyse von GM und GMM) verwendet, um Zusammenhänge zwischen postprandialer glykämischer, insulinämischer und GLP-1-Exposition (glykämische AUC, Insulin-AUC und GLP-1-AUC) und antioxidanzbezogenen Variablen zu untersuchen: SOD-Aktivität, Plasma-TRAP (TEAC), Katalaseaktivität und Nahrungsaufnahme aus dem FFQ (Vitamin C, Vitamin E, Carotine, Gesamtpolyphenole und Ballaststoffe). Untersucher berichten Spearman-Koeffizient und zweiseitige p-Werte (n = 10). Aufgrund des pilotartigen, hypothesengenerierenden Charakters der Studie sind die Analysen explorativ und implizieren keine Kausalität; Multiplizitätsanpassungen werden nicht angewendet. Mehrfachvergleiche erfolgen mit dem Kruskal-Wallis-Test, wobei ein p-Wert unter 0,05 als signifikant angenommen wird. Alle Analysen werden mit GraphPad Prism Software Version 9.0 durchgeführt.