Raudan imeytyminen vehnäpohjaisesta pikaviljasta: suoliston ja vakaan isotoopin tutkimukset Kenian pikkulapsilla

Raudanpuuteanemia (IDA) on yleinen imeväisillä ja esikouluikäisillä lapsilla Saharan eteläpuolisessa Afrikassa. IDA:n lieventämiseksi on tehty useita tutkimuksia. Joillakin näistä tutkimuksista oli haitallisia vaikutuksia suoliston mikrobiomiin ja ripuliin johtuen korkeasta rautaannoksesta, jota annettiin alueilla, joilla malariaa ja muita yleisiä lapsuusiän infektioita on runsaasti. Mahdollisesti turvallisempana ratkaisuna tutkimme rauta-annosta pienentävien rautaliskien ja 7,5 g galakto-oligosakkarideja (GOS) lisäämisen vaikutusta. Näiden tutkimusten tulokset osoittivat, että pikkulapsilla raudan ja GOS:n kulutus paransi raudan tilaa, paransi suoliston mikrobiotaa ja pienensi sairastumisriskiä. Osoitimme äskettäin, että GOS:n tavanomainen kulutus kolmen viikon ajan johti parantuneeseen raudan imeytymiseen, mikä korreloi paksusuolen pH:n laskun kanssa. Ei tiedetä, lisäävätkö muut prebiootit tai niiden yhdistelmä raudan imeytymistä ja mikä vaikutus olisi puolet prebioottien annoksesta. Ihmisen maidon oligosakkaridien (HMO:iden) koostumus rintamaidossa saattaa olla tärkeä tekijä suoliston mikrobiomikoostumuksessa ja imetettävän lapsen terveydelle määrittämällä Bifidobacteria-lajin koostumuksen, jotka ovat tärkeimmät kommensaaliset "estebakteerit" vauvan suoliston mikrobiomissa. Kuitenkin vain vähän tiedetään rintamaidon erityisestä HMO-koostumuksesta afrikkalaisissa populaatioissa ja mahdollisesta vaikutuksesta rintaruokittujen imeväisten suoliston mikrobiotan koostumukseen. Siksi pyrimme mittaamaan prebiootin (suuri annos/pieni annos) seoksen vaikutusta eri annoksilla vehnäpohjaisessa pikaviljassa vehnäpohjaisen pikaviljan, joka ei sisällä prebioottia, vaikutusta raudan fraktionaaliseen imeytymiseen (FIA). Vertaamme FIA:ta kolmen viikon esiruokinnan kanssa ja ilman sitä kahdella eri annoksella prebioottiseosta. Lisäksi tutkimme kahden eri annoksen tätä prebioottia (suuri annos/pieni annos) seoksen vaikutusta suoliston mikrobiotaan ja tulehdukseen kolmen viikon kuluttua.

Kenian etelärannikolla rekisteröimme 195 vauvaa ja satunnaistamme heidät kolmeen interventioryhmään. Pikkulapset nauttivat päivittäin kolmen viikon ajan kotonaan vasta valmistettua vehnäpohjaista pikamuroa (3,6 mg rautaa ja askorbiinihappoa (AA)). Ryhmä 1 saa viljan 7,5 g:lla prebioottiseosta; ryhmä 2 saa viljan 3 g prebioottiseoksen kanssa ja ryhmä 3 saa viljan ilman prebiootteja. 70 vauvan alaryhmässä annamme neljä merkittyä testiateriaa. Kaksi testiateriaa ruokitaan 2 viikkoa ennen interventiotutkimuksen aloittamista, jotta tutkitaan prebioottien akuuttia vaikutusta FIA:han, ja kaksi muuta syötetään kolmen viikon interventiotutkimuksen lopussa tutkimaan kroonisen prebioottien kulutuksen vaikutusta FIA:han. Äideiltä kerätään rintamaitonäytteet, joista analysoidaan äidinmaidon oligosakkaridien (HMO) koostumus. Oletamme, että: 1) Vauvoilla, jotka saavat uutta vehnäpohjaista pikaviljaa sisältävää prebiootti (suuri annos/pieni annos) seosta, on korkeampi raudan imeytyminen ja 2) suurempi ulosteen Bifidobakteerien määrä kuin pikkulapsilla, jotka saavat viljaa ilman prebiootteja; 3) pikkulapsilla, jotka saavat vehnäpohjaista pikaviljaa, 7,5 g:n prebioottiseoksen (suuri annos/pieni annos) lisääminen johtaa korkeampaan FIA-arvoon ja 4) Bifidobakteerien ja Enterobacteriaceae-suhteen lisääntyminen, alhaisin ulosteen kalprotektiini, suoliston rasva happoa sitova proteiini (I-FABP) ja pienimmät enteropatogeenien määrät kuin 3 g:n prebioottien lisääminen; 5) 7,5 g:n prebioottisen (suuri annos/pieni annos) -seoksen lisääminen johtaa suurempaan FIA-arvoon, kun sitä annetaan akuutisti tai kroonisesti, ja nämä kaksi vaikutusta ovat additiivisia; 6) vehnäpohjainen pikavilja parantaa raudan tilaa, mukaan lukien hemoglobiini (Hb), plasman ferritiini (PF) ja liukoinen transferriinireseptori (sTfR) sekä tulehdustilaa, mukaan lukien C-reaktiivinen proteiini (CRP), alfa-1-happo glykoproteiini (AGP), ulosteen kalprotektiini ja I-FABP; 7) vehnäpohjainen pikavilja alentaa ulosteen pH:ta ja tarjoaa siten vähemmän suotuisan kasvuympäristön enteropatogeeneille; 8) Äidin erittäjästatus vaikuttaa vauvan suoliston mikrobiotaan, sillä erittävien äitien vauvoilla on korkeampi Bifidobacterium- ja Bacteroides-pitoisuus, mutta pienempi enteropatogeenien määrä; ja 9) Prebioottisen seoksen yhteisannon vaikutukset imeväisten suoliston mikrobiotaan ja raudan imeytymiseen ovat voimakkaampia ei-erittävien äitien imeväisillä.

Tämä tutkimus tuottaa tärkeitä tietoja vehnäpohjaisten pikaviljojen raudan ja prebioottisen koostumuksen optimoimiseksi, joka on suunniteltu täydentäväksi ruokinnassa vauvaiässä. Tämä vilja voisi mahdollisesti olla osa jatkuvaa tutkimusta interventioista, joilla vähennetään IDA:n taakkaa käyttämällä turvallisempia formulaatioita, jotka eivät vaikuta haitallisesti vauvan suoliston mikrobiomiin.