Aineenvaihduntojen ja mikrobiomimuutosten määrittäminen karpalomehun kulutuksen jälkeen nuorten naisten keskuudessa

Karpalomehun nauttiminen on yhdistetty virtsatieinfektioiden ehkäisyyn. Karpalotuotteiden katkeruudesta ja supistavuudesta johtuen karpalotutkimukseen osallistuneiden osallistuminen on kuitenkin heikkoa, mikä vaikeuttaa karpalomehun toiminnan jatkotutkimusta. Tämän vuoksi tarvitaan kipeästi tehokas lähestymistapa osallistujien noudattamisen varmistamiseen. Edellisessä tutkimuksessa on tutkittu plasman ja virtsan aineenvaihduntaa nuorilla naisilla karpalomehun kulutuksen jälkeen käyttämällä maailmanlaajuista UHPLC (Ultra high-performance -nestekromatografia) -Q-Orbitrap-HRMS (High-resolution mass spectrometry) -lähestymistapaa. PLS-DA (Partial Small Squares Diskriminanttianalyysi) -analyysit osoittivat, että sekä plasman että virtsan aineenvaihdunta nuorilla naisilla muuttui karpalon kulutuksen jälkeen verrattuna lähtötilanteeseen ja omenamehun kulutukseen. Karpalomehun käyttö aiheutti sekä eksogeenisten että endogeenisten metaboliittien suuremman erittymisen. Nämä metaboliitit on tunnistettu karpalomehun kulutuksen biomarkkereiksi. Vakiintuneet PLS-DA (Osittaisten pienimpien neliöiden erotteluanalyysi) /OPLS-DA (Orthogonal partial small squares discriminant analysis) -mallit tarjoavat mahdollisuuden tunnistaa karpalomehun kuluttajat.

Ei tiedetä, vaikuttaako karpalomehun kulutus ihmisen suoliston mikrobistoprofiiliin. Mutta useat tutkimukset viittaavat siihen, että polyfenolirikas ruokavalio parantaa suoliston mikrobiota. Edellinen in vitro -tutkimus ihmisen suoliston mikrobiotalla osoitti, että A-tyypin karpaloprosyanidiinien mikrobikatabolismi tuotti metaboliitteja, joilla oli erilaiset profiilit ja rakenteet verrattuna B-tyypin prosyanidiinien metaboliitteihin.

Ihmisen suoliston mikrobiomimuutoksen ymmärtäminen antaa tutkijoille mahdollisuuden korreloida ja selittää aineenvaihduntamuutoksia virtsassa ja veressä sekä selittää karpalon terveyshyötyjä.

Kaikilla tässä tutkimuksessa kerättävillä näytteillä voidaan verrata metabolomiikan muutoksia lyhytaikaisen karpalomehuhoidon (3 päivää) ja pitkäaikaisen (21 päivää) hoidon välillä. Koska karpalomehujen virtsateitä suojaavat vaikutukset liittyvät usein krooniseen kulutukseen, aineenvaihduntamuutoksia odotetaan havaittavan pitkäaikaisella tutkimuksella.

Tutkimussuunnitelma:

Erityistavoite 1: UF:n (Floridan yliopiston) kampukselle rekrytoidaan 20 (20) tervettä 18–29-vuotiasta naisopiskelijaa, joilla on normaali painoindeksi (18,5–25) ja vähintään 110 kiloa.

Mainos tehdään lentolehtisten muodossa. Esitteen mukana tulee tutkijoiden yhteystiedot. Kyselylomakkeella saadaan tietoa esitarkastuksen aiheista. Kaikki osallistujat saavat kirjallista ja suullista tietoa tutkimuksen luonnollisista ja mahdollisista riskeistä.

Osallistujia kehotetaan välttämään proantosyanidiinipitoisia ruokia, kuten karpaloita, mustikoita, mansikoita, luumuja, vadelmia, omenaa, viinirypäleitä, rypäleen siemenuutetta, pyknogenolia, punaviiniä, teetä, suklaata ja muita kaakaotuotteita tai muita karpalopohjaisia ​​lisäravinteita klo 10:n alusta alkaen. -päivä (1.-9. ) ajojaksona tutkimuksen loppuun asti. Osallistujia ehdotetaan kuluttavan appelsiinia, vesimelonia, hunajakastetta ja melonin korvaamista varten. Kaikille osallistujille jaetaan virtsa- ja ulostenäytteenottopakkaukset ja osallistujat koulutetaan käyttämään keräyssarjoja. Osallistujat ottavat yhden ulostenäytteen minkä tahansa päivän aikana 7.–9. päivänä. 10. päivän aamuna otetaan itse virtsanäyte yön yli ja koehenkilöiltä otetaan verinäyte (2 putkea, yhteensä 30 ml). Osallistujille tarjotaan aamiainen paastoverinäytteen ottamisen jälkeen. Koulutettu ja sertifioitu flebotomisti palkataan ottamaan verta. Verenoton jälkeen jokainen osallistuja kuluttaa 1 pullon (250 ml) karpalomehua tai lumemehua ja vielä 5 pulloa karpalo- tai lumemehua kullekin koehenkilölle nautittavaksi 10. päivän illalla ja aamulla ja illalla. 11. ja 12. päivä. Yksi ulostenäyte otetaan myös 12.-4. päivän aikana. Kaikki koehenkilöt palaavat kliiniselle osastolle 13. päivän aamuna itse kerätyllä yön yli nopealla virtsanäytteellä ja verinäytteet otetaan 30-60 minuuttia sen jälkeen, kun osallistujat ovat nauttineet 1 pullon karpalomehua tai lumemehua. Karpalo- tai lumemehua jaetaan kullekin tutkittavalle nautittavaksi 13. päivän illalla ja 14.-29. päivän aikana aamulla ja illalla. Ajanvaraus ajoitetaan viikoittain tai osallistujien pyynnöstä 14.-29. päivän aikana. Yksi ulostenäyte otetaan 29.-31. päivän aikana. 30. päivän aamuna kerätään itse yön yli nopea virtsanäyte ja koehenkilöiltä otetaan verinäyte karpalomehun tai lumelääkkeen nauttimisen jälkeen. 14 päivän pesujakson jälkeen osallistujat siirtyvät vaihtoehtoiseen hoitoon ja toistavat protokollan. Kaikki kerätyt näytteet jaetaan eriin ja säilytetään -80 °C:ssa. Se on epätodennäköistä, mutta jos jollakin koehenkilöllä on vakavia haitallisia vaikutuksia mehun nauttimisen jälkeen, osallistuja poistetaan tutkimuksesta tilanteensa mukaan turvallisuussyistä.

13. ja 48. päivänä (3 päivää karpalomehun/plasebon kulutuksen jälkeen) kerätyn virtsan ja plasmanäytteen valmistus tapahtuu vakiintuneiden protokollien mukaisesti. LC-HRMS (nestekromatografia - korkearesoluutioinen massaspektrometria) tiedot normalisoidaan ja tuodaan SIMCA:han (versio 13.0.3, Umetrics, Umea, Ruotsi) käyttääkseen aiemmin luotuja PLS-DA- (Osittaisen pienimmän neliösumman erotteluanalyysin) /OPLS-DA-malleja (Ortogonaalinen osittaisen pienimmän neliösumman erotteluanalyysi) karpalomehun kuluttajien sokea tunnistamiseen. Tulokset lähetetään Ocean Spraylle tarkistettavaksi.

Erityinen tavoite 2:

Lähtötilanteen ulostenäytteistä ja 30. ja 65. päivän paikkeilla (21 päivää myöhemmin karpalomehun/plasebon nauttimisen jälkeen) kerätyt ulostenäytteet analysoidaan mikrobiomikoostumuksen suhteen. Genominen mikrobi-DNA uutetaan ulostenäytteistä MoBlo Powerin maaperän DNA:n eristyssarjoilla. Mikrobiootan muutos suolistossa korreloidaan metabolomien muutoksiin virtsassa käyttämällä redundanssi- ja erotteluanalyysiä. Ulosteen musiini ja IgA (immunoglobuliini A, suolistoesteen indikaattorit), lyhytketjuiset rasvahapot ja ammoniakki ulostenäytteissä analysoidaan käyttämällä erityisiä määrityssarjoja tai HPLC-menetelmää (High-performance nestekromatografia).

Erityinen tavoite 3:

30. ja 65. päivänä (21 päivää myöhemmin karpalomehun/plasebon kulutuksen jälkeen) kerätyn virtsan ja plasmanäytteen valmistus tapahtuu vakiintuneiden protokollien mukaisesti. UHPLC (Ultra High Performance -nestekromatografia) -Q-Orbitrap-HRMS (High-resolution mass spectrometry) -analyysit, monimuuttujatietojen käsittely ja tilastollinen analyysi ovat samat kuin Erityistavoitteessa 2 käsitelty koeprosessi.