Pulssien vaikutukset suoliston mikrobiomin kautta ja bioaktiivisten yhdisteiden hyötyosuus (LEGUMINIBUS)

Palkokasvit tunnetaan erottuvasta ravintoprofiilistaan, joka sisältää runsaasti kasvipohjaisia ​​proteiineja, matalan glykeemisen indeksin hiilihydraatteja, kuitua, B-vitamiineja, kivennäisaineita ja polyfenoleja. Proteiinipitoisuutensa ja aminohappokoostumuksensa ansiosta palkokasvit yhdessä viljan kanssa voivat korvata tehokkaasti lihan ja sen johdannaiset. Huolimatta maailmanlaajuisista ravitsemussuosituksista, joissa palkokasveja suositellaan ensisijaiseksi proteiinin lähteeksi, punaisen lihan ja lihatuotteiden kulutus on edelleen korkea ja sillä voi olla kielteisiä seurauksia kansanterveydelle. Epidemiologiset todisteet todellakin osoittavat, että punaisen ja prosessoidun lihan pitkäaikainen kulutus liittyy suurempaan kuolleisuuden, sydän- ja verisuonisairauksien, paksusuolensyövän ja tyypin 2 diabeteksen riskiin. Lisäksi tuore tutkimus on osoittanut, että suurempi punaisen lihan ja koliinin saanti liittyy korkeampiin trimetyyliamiini-N-oksidin (TMAO) pitoisuuksiin, joka on suoliston mikrobiotan sivutuote, joka on liitetty yleisempään haitallisten sydän- ja verisuonitapahtumien esiintymiseen. Lukuisat tutkimukset osoittavat, että kasviperäisten elintarvikkeiden nauttiminen tuo terveyshyötyjä ihmisille ja tukee kansainvälisten ohjeiden suositusta muuttaa ruokailutottumuksia kasviperäisemmin rikkaammaksi ruokavalioksi. Lisäksi epidemiologiset tutkimukset osoittavat mahdollisen yhteyden palkokasvien runsaan kulutuksen ja sepelvaltimotaudin ja paksusuolen adenooman vähenemisen välillä, kun taas näyttö palkokasvien suojaavasta roolista sydän- ja verisuonisairauksia vastaan ​​on vähemmän vahva tulosten heterogeenisten ja/tai mahdollisten häiritsevien tekijöiden vuoksi. . Palkokasvien kykyä vähentää kardiometabolisia riskitekijöitä tukevat myös erilaiset tieteelliset todisteet kliinisistä kokeista. Nämä tutkimukset osoittavat, että palkokasvien kulutuksella on positiivinen vaikutus lipidiprofiiliin, glukoosiaineenvaihduntaan, verenpaineeseen, ruumiinpainoon, oksidatiiviseen stressiin ja tulehdustilaan.

Huolimatta palkokasvien säännöllisen kulutuksen tunnustetuista terveyshyödyistä, on edelleen rajallinen ymmärrys taustalla olevista fysiologisista mekanismeista, jotka ohjaavat näitä myönteisiä vaikutuksia. Italiassa tehty havaintotutkimus valaisi tätä kysymystä osoittamalla, että henkilöillä, jotka noudattavat tiiviisti välimerellistä ruokavaliota, jossa korostetaan punaisen lihan kulutuksen vähentämistä ja hedelmien, vihannesten ja palkokasvien syönnin lisäämistä, on suoliston mikrobiotalle ominaista suurempi runsaus. kuituja hajottavia bakteereja. Näillä yksilöillä on myös korkeampia lyhytketjuisia rasvahappoja ulosteessa ja pienempiä TMAO-pitoisuuksia virtsassaan. Lisäksi satunnaistettu kontrolloitu tutkimus, joka suoritettiin henkilöillä, joilla oli riski sairastua sydän- ja verisuonitauteihin epäterveellisten elämäntapojen vuoksi, paljasti, että siirtyminen tyypillisestä länsimaisesta ruokavaliosta Välimeren kaltaiseen malliin johti kuituja hajottavien bakteerilajien lisääntymiseen suolistossa. mikrobiota. Tämä ruokavalion muutos johti myös kohonneisiin kiertäviin mikrobien metaboliitteihin, jotka liittyvät parantuneeseen tulehdustilaan. Vaikka kattavia in vivo -tutkimuksia, joissa arvioitaisiin palkokasvien ravintoaineiden hyötyosuutta, puuttuu edelleen, muutamassa kliinisessä kokeessa on tutkittu palkokasvien vaikutusta suoliston mikrobiomiin. Siitä huolimatta saatavilla oleva kirjallisuus osoittaa, että palkokasveilla on kyky vaikuttaa ihmisen mikrobiotaan. On kuitenkin tärkeää huomata, että palkokasvien erityiset vaikutukset mikrobiotaan voivat vaihdella merkittävästi eri tutkimuksissa, mikä vaikeuttaa näiden havaintojen yleistämistä kaikentyyppisiin palkokasveihin.

Tässä hankkeessa keskitytään arvioimaan punaisen lihan korvaamisen palkokasveilla (PulD) tai palkokasvien ja kasviperäisten lihankorvikkeiden yhdistelmällä (PPD) vaikutuksia epäterveellisten tapojen ja istuvan elämäntavan omaavien henkilöiden kardiometaboliseen terveyteen. suoliston mikrobiyhteisöjen muuntamisen kautta. Lisäksi se pyrkii tutkimaan vaikutuksia terveysvaikutuksiin keskittyen ensisijaisesti tulehduksellisessa, oksidatiivisessa, immuuni- ja hormonaalisessa tilassa tapahtuvien muutosten arvioimiseen. Tutkimukseen sisältyy 2 kuukauden ruokavaliointerventio, johon kuuluu isokalorinen ja isoproteiinipulssiruokavalio (PulD) ja kasviproteiiniruokavalio (PPD). Yhdessä yksityiskohtaisen isännän fenotyypityksen ja suoliston mikrobiotan profiloinnin kanssa toimenpiteen aikana ja sen jälkeen tämä mahdollistaa runsaasti kasviperäisiä proteiineja (pääasiassa palkokasveja) sisältävän ruokavalion ja suoliston mikrobiomin syy-vaikutusten arvioinnin populaatioissa, joilla on suuri sydän- ja verisuonisairauksien riski ( CVD).

Koehenkilöiden mahdollinen kelpoisuus osallistua tähän tutkimukseen arvioidaan rekrytointia edeltävien kyselylomakkeiden avulla. Kyselylomakkeisiin kerätään vapaaehtoisten henkilökohtaisia ​​ja sosiodemografisia tietoja, yleisiä terveystietoja (mukaan lukien antropometria, terveydentila, sairaushistoria, tupakointi- ja alkoholinkäyttötottumukset), yksityiskohtia yksittäisistä ruokailutottumuksista Food Frequency Questionnairen (FFQ) avulla, tietoa syömisestä. käyttäytymiseen Three Factor Eating Questionnairen (TFEQ) avulla ja fyysisen aktiivisuuden tasoilla käyttämällä kansainvälistä fyysistä aktiivisuutta (IPAQ). PulD- ja PPD-ryhmän koehenkilöille määrätään henkilökohtainen ruokavalio, joka on laadittu omien ruokailutottumusten perusteella 7 päivän ruokapäiväkirjakutsuilla. Tavanomaisten ruokavalioiden energia-arvot ja makroravinteiden kokonaiskoostumus pidetään ennallaan PulD- ja PPD-interventioiden aikana. Kuitenkin muutoksia hiilihydraattien (ravintokuitu vs. tärkkelys), ravintorasvojen (tyydyttyneet vs. mono-/monityydyttymättömät rasvahapot) ja proteiinien (kasvi- vs. eläin) koostumukseen sovelletaan, jos liha korvataan palkokasveilla (PulD-ryhmä). tai sekoituksella palkokasveja ja kasvipohjaisia ​​lihankorvikkeita (PPD-ryhmä). Kontrollihenkilöt eivät muuta tavanomaista ruokavaliotaan (HabD) intervention aikana. Kaikkia koehenkilöitä pyydetään olemaan muuttamatta fyysistä aktiivisuutta 8 viikon interventiojakson aikana. Vaatimustenmukaisuus arvioidaan 2 viikon välein puhelinhaastattelulla, jossa arvioidaan ruokavalion saanti ja fyysinen aktiivisuus edellisen viikon aikana. Jokaisena interventioajankohtana (perustaso, 4 viikkoa, 8 viikkoa) ravitsemustarkistusta varten koehenkilöt täyttävät 7 päivän ruokapäiväkirjat ja niihin liittyvät ruokahalua koskevat kyselylomakkeet (Visual Analog Scale, VAS), jotka liittyvät edelliseen viikkoon ennen ravitsemusanalyysiä . Lisäksi suoritetaan verenpaineen, painon, ympärysmittojen (vyötärön ja lantion) ja kehon koostumuksen mittauksia bioimpedanssitesteillä. Interventiojakson aikana koehenkilöitä pyydetään täyttämään kansainvälinen fyysinen aktiivisuuskysely (IPAQ), elämänlaatua (QoL), masennusta, ahdistusta ja stressiä koskevat kyselyt (DASS) ja King's Stool Chart (KSC) arvioidakseen esiintymistiheyttä. , painon ja ulosteiden koostumuksen sekä Pittsburghin unen laatuindeksin (PSQI) avulla unen laadun arvioimiseksi.

Lisäanalyysit noudattamisesta tehdään metabolomiikan perusteella, mikä mahdollistaa eläin-/kasviproteiinien saannin erottelun. Metabolomeja (joiden tiedetään hyvin heijastavan sekä ruokavaliota että mikrobien aineenvaihduntaa) verrataan myös luokkien välillä suoja- tai riskiprofiilien tunnistamiseksi käyttämällä sekä bioinformatiikan että kemometrian lähestymistapoja. Metagenomit analysoidaan noudattaen standardoituja toimintamenetelmiä (SOP), joita on käytetty jo julkaistuissa maamerkkitutkimuksissa. Ennalta määritettyjen yksilöryhmien vertailu mahdollistaa sellaisten mikrobigeenien tunnistamisen, joilla on erilainen runsaus ryhmissä. Lisäksi geenit liitetään jatkuviin kliinisesti ja ravitsemuksellisesti kiinnostaviin muuttujiin (esim. tiettyjen ruokavalion komponenttien saanti, insuliiniherkkyys) kovarianssianalyysin avulla. Interventiotutkimusten fysiologisten tulostietojen, metagenomisten ja metabolomiprofiilien ketjutettuja tietojoukkoja käytetään ominaisuuksien osajoukkojen ennustamiseen monimuuttuja-analyysillä (PLS-DA), joka voi luokitella koehenkilöt sen mukaan, miten he ovat sitoutuneet PulD:hen tai PPD:hen. Profiilia käytetään tutkimaan mikrobiomia tiettyjen muutosten varalta interventioiden funktiona.

Otoskoko, joka tarvitaan PulD:n ja/tai PPD:n vaikutuksen havaitsemiseen yksittäisiin TMAO-tasoihin, on määritetty aikaisemman tutkimuksen perusteella (Crimarco et al., 2020), joka osoitti, että 24 osallistujaa kussakin hoitoryhmässä antaisi riittävästi tehoa (α- virhe 0,05, 80 % teho) havaitsemaan vähintään 32 %:n muutoksen TMAO-tasoissa. Lisäksi on arvioitu, että 26 osallistujan otoskoko riittäisi havaitsemaan 10 %:n muutos paaston kokonaiskolesterolissa käyttämällä vaihtelua aikaisemman tutkimuksen mukaisesti (Meslier et al., 2020). Näytteet (ulosteet, laskimoveri ja happamoimaton 24 tunnin virtsa) kerätään lähtötilanteessa, 4 ja 8 viikkoa ruokavalion aloittamisen jälkeen.