Dieta alta en fructosa, microbioma intestinal y salud metabólica

Los estadounidenses suelen consumir cantidades excesivas de fructosa en la dieta. Se ha demostrado que la fructosa añadida tiene un impacto adverso en la salud metabólica, incluido un aumento de la resistencia a la insulina y el riesgo de diabetes tipo 2 (DT2). Sin embargo, los mecanismos que vinculan la fructosa dietética y la salud metabólica no se conocen bien. La malabsorción o metabolismo incompleto de la fructosa en el intestino delgado es común en la población. El exceso de fructosa llega al colon, donde puede cambiar la estructura y función del microbioma intestinal, alterar los metabolitos bacterianos y desencadenar respuestas inflamatorias que afectan el riesgo de diabetes tipo 2. Para dilucidar si los niveles comúnmente consumidos de fructosa en la dieta influyen en los resultados metabólicos al alterar el microbioma intestinal, el equipo de investigación asignará al azar a 30 participantes a una intervención dietética cruzada controlada, en la que los participantes consumirán dietas isocalóricas, con adición de fructosa o glucosa durante 12 días. (25% del total de calorías) separados por un período de lavado de dieta controlado de 10 días.

El equipo de investigación tiene como objetivo:

1. Determinar las relaciones entre el consumo elevado de fructosa, el microbioma intestinal y el riesgo metabólico.
2. Caracterizar el papel causal que tienen las alteraciones del microbioma intestinal inducidas por la fructosa sobre el riesgo metabólico utilizando un modelo de ratón libre de gérmenes.

El equipo de investigación medirá 1) la estructura y función de la comunidad de la microbiota mediante la secuenciación metagenómica de las heces, 2) los metabolitos fecales mediante metabolómica dirigida y no dirigida, 3) la antropometría, 4) la resistencia a la insulina, los marcadores séricos de riesgo de diabetes tipo 2 y las citocinas inflamatorias, 5) los microbios fecales capacidad de oxidación de carbohidratos y 6) grasa hepática mediante elastografía por resonancia magnética. El equipo de investigación utilizará enfoques estadísticos novedosos, incluido el modelado de retraso distribuido, para comprender las complejas relaciones entre la dieta, el microbioma, los metabolitos y los resultados de salud.

Luego, el equipo de investigación realizará intervenciones dietéticas controladas y estudios de trasplante de microbioma fecal en ratones libres de gérmenes. Se trasplantarán muestras fecales de donantes de participantes humanos en los brazos de glucosa y fructosa de la intervención clínica a ratones colonizados y libres de gérmenes para establecer una relación causal entre los cambios inducidos por la fructosa en el microbioma intestinal, la grasa hepática y los cambios metabólicos e inflamatorios conocidos. para aumentar el riesgo de diabetes tipo 2.

El equipo de investigación tiene como objetivo evaluar de manera integral los cambios estructurales y funcionales en el microbioma intestinal provocados por una dieta alta en fructosa. Determinar el impacto del exceso de fructosa en el microbioma ayudará a identificar nuevos medios por los cuales la fructosa contribuye al riesgo de enfermedades metabólicas. Además de identificar estrategias para mejorar la salud metabólica en adultos, los datos de esta propuesta podrían ayudar a informar enfoques específicos para mitigar el riesgo de enfermedades futuras en poblaciones vulnerables que consumen altos niveles de fructosa, como los niños.