Efectos de las legumbres a través del microbioma intestinal y biodisponibilidad de compuestos bioactivos (LEGUMINIBUS)

Las legumbres son reconocidas por su perfil nutricional distintivo, rico en proteínas de origen vegetal, carbohidratos de bajo índice glucémico, fibra, vitaminas B, minerales y polifenoles. Debido a su contenido de proteínas y composición de aminoácidos, las legumbres en combinación con los cereales pueden sustituir eficazmente a la carne y sus derivados. A pesar de las directrices nutricionales mundiales que recomiendan las legumbres como fuente predominante de proteínas en la dieta, el consumo de carnes rojas y productos cárnicos sigue siendo alto y puede tener consecuencias negativas para la salud pública. De hecho, la evidencia epidemiológica indica que el consumo a largo plazo de cantidades crecientes de carnes rojas y procesadas está asociado con un mayor riesgo de mortalidad, enfermedades cardiovasculares, cáncer de colon y diabetes tipo 2. Además, un estudio reciente ha demostrado que una mayor ingesta de carne roja y colina está asociada con concentraciones más altas de trimetilamina-N-óxido (TMAO), un subproducto de la microbiota intestinal que se ha asociado con una mayor incidencia de eventos cardiovasculares adversos. Numerosos estudios de investigación indican que el consumo de alimentos de origen vegetal aporta beneficios para la salud humana y respalda la recomendación de las guías internacionales de modificar los hábitos alimentarios hacia una dieta más rica en productos de origen vegetal. Además, los estudios epidemiológicos muestran una posible asociación entre el alto consumo de legumbres y una disminución de la enfermedad coronaria y el adenoma colorrectal, mientras que la evidencia de un papel protector de las legumbres contra las enfermedades cardiovasculares es menos fuerte debido a la heterogeneidad en los resultados y/o posibles factores de confusión. . La capacidad de las legumbres para reducir los factores de riesgo cardiometabólico también está respaldada por diversas evidencias científicas de ensayos clínicos. Estos estudios demuestran que el consumo de legumbres tiene un efecto positivo sobre el perfil lipídico, el metabolismo de la glucosa, la presión arterial, el peso corporal, el estrés oxidativo y el estado inflamatorio.

A pesar de los reconocidos beneficios para la salud de consumir legumbres con regularidad, todavía hay una comprensión limitada de los mecanismos fisiológicos subyacentes que impulsan estos efectos positivos. Un estudio observacional realizado en Italia arrojó algo de luz sobre este tema al demostrar que las personas que se adhieren estrechamente a la dieta mediterránea, que hace hincapié en reducir el consumo de carnes rojas y aumentar la ingesta de frutas, verduras y legumbres, tienen una microbiota intestinal caracterizada por una mayor abundancia de bacterias degradadoras de fibra. Estos individuos también exhiben niveles más altos de ácidos grasos de cadena corta en sus heces y concentraciones más bajas de TMAO en su orina. Además, un ensayo controlado aleatorizado realizado en personas con riesgo de enfermedades cardiovasculares debido a un estilo de vida poco saludable reveló que cambiar de una dieta occidental típica a un patrón más mediterráneo condujo a un aumento en la presencia de especies bacterianas que degradan la fibra en el intestino microbiota Este cambio en la dieta también resultó en metabolitos microbianos circulantes elevados asociados con un estado inflamatorio mejorado. Si bien todavía faltan estudios completos in vivo que evalúen la biodisponibilidad de los nutrientes de las legumbres, algunos ensayos clínicos han investigado la influencia de las legumbres en el microbioma intestinal. Sin embargo, la literatura disponible indica que las leguminosas tienen la capacidad de influir en la microbiota humana. Sin embargo, es importante tener en cuenta que los efectos específicos de las legumbres en la microbiota pueden variar significativamente entre diferentes estudios, lo que dificulta generalizar estos hallazgos a todos los tipos de legumbres.

En este marco, el presente proyecto se centrará en la evaluación del efecto de la sustitución de carnes rojas por legumbres (PulD) o una combinación de legumbres y sustitutos cárnicos de origen vegetal (PPD) sobre la salud cardiometabólica de individuos con hábitos no saludables y sedentarismo. a través de la modificación de las comunidades microbianas intestinales. Además, busca investigar los efectos sobre los resultados de salud, con un enfoque principal en la evaluación de los cambios en el estado inflamatorio, oxidativo, inmunológico y hormonal. El estudio incluirá el establecimiento de una intervención dietética de 2 meses con una dieta isocalórica e isoproteica de legumbres (PulD) y una dieta de proteínas vegetales (PPD). Junto con el fenotipado detallado del huésped y el perfil de la microbiota intestinal durante y después de la intervención, esto permitirá evaluar los efectos causales de una dieta rica en proteínas de origen vegetal (principalmente de legumbres) y el microbioma intestinal en poblaciones con alto riesgo de enfermedad cardiovascular ( ECV).

La elegibilidad potencial de los sujetos para participar en este estudio se evaluará a través de cuestionarios previos al reclutamiento. Estos cuestionarios recogerán datos personales y sociodemográficos de los voluntarios, información general de salud (incluyendo antropometría, estado de salud, historial médico, hábitos de consumo de tabaco y alcohol), detalles sobre hábitos dietéticos individuales utilizando el Cuestionario de Frecuencia Alimentaria (FFQ), información sobre alimentación comportamiento a través del Cuestionario de Alimentación de Tres Factores (TFEQ), y los niveles de actividad física mediante el Cuestionario Internacional de Actividad Física (IPAQ). A los sujetos del grupo PulD y del grupo PPD se les asignará una dieta personalizada preparada sobre la base de sus propios hábitos alimenticios según lo establecido por recordatorios diarios de alimentos de 7 días. Los valores de energía y la composición total de macronutrientes de las dietas habituales se mantendrán sin cambios durante la intervención de PulD y PPD. Sin embargo, se aplicarán cambios en la composición de carbohidratos (fibra dietética frente a almidón), grasas dietéticas (ácidos grasos saturados frente a mono/poliinsaturados) y proteínas (vegetales frente a animales) como consecuencia de la sustitución de la carne por legumbres (grupo PulD) o con una mezcla de legumbres y sucedáneos de la carne de origen vegetal (grupo PPD). Los sujetos de control no cambiarán su dieta habitual (HabD) durante la intervención. Se solicitará a todos los sujetos que no cambien los niveles de actividad física durante el período de intervención de 8 semanas. El cumplimiento se evaluará cada 2 semanas con una entrevista telefónica para evaluar la ingesta dietética y la actividad física durante la semana anterior. En cada punto de tiempo de intervención (línea de base, 4 semanas, 8 semanas), para el control nutricional, los sujetos completarán diarios de alimentos de 7 días y cuestionarios asociados sobre el apetito (escala analógica visual, EVA) relacionados con la semana anterior al análisis nutricional. . Además, se realizarán mediciones de presión arterial, peso, circunferencias (cintura y caderas) y composición corporal mediante pruebas de bioimpedancia. Durante el período de intervención, se les pedirá a los sujetos que completen el Cuestionario Internacional de Actividad Física (IPAQ), cuestionarios sobre calidad de vida (QoL), sobre depresión, ansiedad y estrés (DASS), King's Stool Chart (KSC) para evaluar la frecuencia , peso y consistencia de las heces, junto con el índice de calidad del sueño de Pittsburgh (PSQI) para evaluar la calidad del sueño.

Se realizarán más análisis de cumplimiento basados ​​en la metabolómica, lo que permitirá discriminar la ingesta de proteínas animales/vegetales. Los metabolomas (bien conocidos por reflejar tanto la dieta como el metabolismo microbiano) también se compararán entre categorías para identificar perfiles protectores o de riesgo utilizando enfoques bioinformáticos y quimiométricos. Los metagenomas se analizarán siguiendo los procedimientos operativos estándar (SOP) utilizados en estudios emblemáticos ya publicados. La comparación de grupos predefinidos de individuos permitirá la identificación de genes microbianos que tengan diferente abundancia en los grupos. Además, los genes se asociarán con variables continuas de interés clínico y nutricional (p. ej., ingesta de componentes dietéticos específicos, sensibilidad a la insulina) mediante análisis de covarianza. Se utilizarán conjuntos de datos concatenados de datos de rendimiento fisiológico, perfiles metagenómicos y de metaboloma de los estudios de intervención para predecir subconjuntos de características mediante análisis multivariado (PLS-DA) que pueden clasificar a los sujetos según su adherencia relativa a un PulD o PPD. El perfil se utilizará para sondear el microbioma en busca de alteraciones específicas en función de las intervenciones.

El tamaño de muestra necesario para detectar un efecto de PulD y/o PPD en los niveles individuales de TMAO se define en base a un estudio previo (Crimarco et al., 2020), que mostró que 24 participantes en cada grupo de tratamiento proporcionarían suficiente poder (α- error 0,05, 80 % de potencia) para detectar un cambio mínimo del 32 % en los niveles de TMAO. Además, se estima que un tamaño de muestra de 26 participantes sería adecuado para detectar un cambio del 10 % en el colesterol total en ayunas utilizando la variación de acuerdo con un estudio anterior (Meslier et al., 2020). Las muestras (heces, sangre venosa y orina de 24 horas no acidificada) se recolectarán al inicio, 4 y 8 semanas después de comenzar la intervención dietética.