Ihmisen maidon oligosakkaridit (HMO) ja suoliston mikrobisto, immuunijärjestelmä Etelämantereella

Tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia prebioottien, rintamaidosta löytyvän spesifisen hiilihydraattiseoksen (HMO) lisäyksen vaikutusta suolistoflooran, suoliston tulehdusprosessien, yleisen immuunijärjestelmän, hiilihydraattisäätelyn, rasvan parantamiseen. ja luun aineenvaihdunta ja neurologiset muutokset Etelämantereella. Noin vuoden oleskelu Concordian asemalla (Antarktis) noin 3200 metrin korkeudessa sisältää pitkän matkan ja sitä seuraavat äärimmäiset ympäristöolosuhteet sekä vastaavat sopeutumismekanismit ja on siksi erittäin hyvä maanpäällinen malli (analoginen malli) muutosten tutkimiseen aikana. tilaa jää. Pitkäaikainen (esim. > 6 kuukautta) mikrogravitaatiolle altistuminen johtaa lukuisiin fysiologisiin vasteisiin, mukaan lukien heikentynyt glukoositoleranssi, heikentynyt immuunitoiminta ja luukado, mikä voi johtaa melko vakaviin terveysvaikutuksiin. Tässä analogisessa mallissa havaitaan samanlaisia, vaikkakin vähemmän vakavia muutoksia immuunijärjestelmän tai glukoosin sietokyvyn suhteen kuin avaruuslennossa.

Ruokavalion koostumus vaikuttaa merkittävästi suolistoflooran koostumukseen. Erityisesti ravinnon hiilihydraatit tarjoavat alustan tietyille bakteereille, joilla voi olla positiivinen vaikutus terveyteen. Prebiootit määritellään substraateiksi, joita isäntämikro-organismit käyttävät selektiivisesti ja jotka tarjoavat terveyshyötyjä. Prebiootit sulavat vain suoliston mikro-organismien toimesta ja stimuloivat sellaisten bakteerien kasvua tai toimintaa suolistossa, jotka ovat osoittaneet terveydellisiä etuja tai parantaneet hyvinvointia. Bakteerien kasvun pääravinteet ovat sulamattomat hiilihydraatit, joita isäntä, tässä tapauksessa ihmisorganismi (isäntä), ei määritelmän mukaan sulata. Sulamattomia hiilihydraatteja ovat esimerkiksi resistentti tärkkelys ja dekstriinit, ei-tärkkelyspolysakkaridit (NSP:t) (esim. pektiinit) ja sulamattomat oligosakkaridit (esim. raffinoosi, inuliini jne.). Suolistobakteerit fermentoivat nämä hiilihydraatit lyhytketjuisiksi rasvahapoiksi (SCFA), pääasiassa etikkahapoksi, propionihapoksi ja voihapoksi. Tämä prosessi tapahtuu pääasiassa paksusuolessa, mutta myös ohutsuolessa. SCFA:t imeytyvät nopeasti paksusuolen limakalvoon ja vaikuttavat koko kehoon, mikä myötävaikuttaa esimerkiksi isännän energiantarpeeseen tai välittää suolen ja aivojen välistä viestintää, millä on suuri vaikutus isännän fysiologiaan ja terveyteen.

HMO:t ovat myös prebiootteja ja kolmanneksi yleisin kiinteä aineosa rintamaidossa. Suurin osa tähän mennessä julkaistuista tutkimuksista HMO:iden vaikutuksista on siksi tehty imeväisille. HMO:t eivät sula suolistossa, ja siellä elävät bakteerit käyttävät niitä pääasiassa paksusuolessa. Vauvoilla on osoitettu, että HMO:t eivät ainoastaan ​​edistä suolistoflooran tervettä koostumusta, vaan myös heikentävät patogeenien kasvua ja moduloivat tulehdukseen osallistuvien geenien ilmentymistä. Useat in vitro ja in vivo -tutkimukset ovat osoittaneet HMO:iden antiviraalisia ominaisuuksia erilaisia ​​viruksia, kuten rotavirusta, norovirusta, HIV:tä ja influenssaa vastaan. HMO:illa on merkittävä rooli immuunijärjestelmässä tehostamalla immuunivastetta. HMO:iden ensimmäiset sovellukset aikuisilla ovat tukeneet näitä havaintoja.

Siksi tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia, kuinka päivittäinen 5,5 g HMO-seoksen antaminen lepotilan aikana Concordian asemalla Etelämantereella vaikuttaa:

• glukoosin sietokyky
• tulehdusprosessit
• immuunitoiminta
• rasvan ja luuston aineenvaihdunta ja
• Hyvinvointi

Tutkimusmenettely Tämä on niin sanottu lumekontrolloitu, satunnaistettu interventiotutkimus rinnakkaissuunnittelussa. Tämä tarkoittaa, että koehenkilöt valitaan satunnaisesti saamaan joko HMO-seosta päivittäin tai lumelääkettä. Koehenkilön opiskeluaika on n. 20 kuukautta. Se on jaettu tutkimusvaiheeseen ennen lähtöä Etelämantereelle, noin vuoden syyskuussa, kuuteen vaiheeseen talvehtimisen aikana Etelämantereella ja yhteen vaiheeseen noin 6 kuukautta paluumatkan jälkeen.

Jokainen yksittäinen vaihe on identtinen, yksi esimerkki kuvassa 1.

Päivä 1 (Viikonloppupäivä) Päivä 2 Päivä 3 Päivä 4 Päivä 5 Paastoverenotto X Suun glukoosin sietotesti X Sylkinäyte X Ulosteenäyte X X X (X) Ruokavaliopäiväkirja X X X HMO-lisä Päivittäin, alkaa ensimmäisen Concordia-istunnon jälkeen

Kuva 1: Edustus jokaisesta testauksen vaiheesta (U kuten kuvassa 1).

Interventio Interventio, eli tässä tutkimuksessa käytetty hoitotoimenpide, yhdessä ryhmässä on 5,5 g:n päivittäinen antaminen äidinmaitoon analogista, mutta bakteerien tuottamaa hiilihydraattiseosta. Euroopan valvontaviranomainen on sertifioinut tämän määrän turvalliseksi ihmisravinnoksi. Toinen ryhmä saa vastaavaa lumelääkettä, maltoosia.

Mittausmenetelmä Verikoe ja laskimopääsy Verinäytteenotto ääreislaskimosta liittyy tavanomaisiin laskimopunktion riskeihin. Nämä ovat pistoskohdan hematoomaa tai infektioita. Kun perifeerinen laskimopääsy on sijoitettu, harvoissa tapauksissa laskimo (skleroterapia) ja ääreishermot voivat vaurioitua. Verenoton ja laskimopääsyn suorittaa kokenut lääkäri, mikä minimoi riskin.

Paastoverinäytteet Paastoverinäytteitä eri veriparametrien analysoimiseksi otetaan samana päivänä kuin oraalinen glukoositoleranssitesti (OGTT) (katso kuva 1). Koska OGTT:tä varten otetaan useita verinäytteitä, myös juoman ottamisen jälkeen sijoitetaan kyynärvarren alueelle pysyvän laskimokanyylin (pieni muoviputki) muodossa oleva laskimopääsy, jotta vältytään toistuvilta pistosilta. käsivarsien suonet.

Glukoositoleranssi oraalisen glukoosinsietotestin avulla Ns. oraalisen glukoosin sietotestin (OGTT) avulla voidaan määrittää eroja glukoosiaineenvaihdunnassa (sokeriaineenvaihdunnassa) interventio- ja kontrollivaiheiden välillä. Noin kunkin tutkimusvaiheen päivänä 3 nautitaan aamulla paastotilassa juoma, joka valmistetaan 75 g:sta glukoosia (Medicalfox Gluko 75 jauhe) ja 300 ml:sta juomavettä. Veri otetaan 15 minuutin välein juoman antamisen jälkeisen ensimmäisen tunnin aikana ja 30 minuutin välein toisella tunnilla.

Sylkinäyte Sylkinäytteellä testataan tiettyjä stressitasoja heijastavia hormoneja sekä tiettyjen virusten (herpesvirus, rotavirus) reaktiivisuutta. Tätä tarkoitusta varten valmistetun astian (salivetin) pientä pumpulirullaa pureskellaan suussa usean minuutin ajan ja palautetaan kerran tutkimusvaiheessa keräysputkeen. Saatu sylki pakastetaan ja analysoidaan myöhemmin laboratoriossa.

Ulostekeräys Suolistoflooran muutosten tutkimiseksi ulostenäytteet otetaan 3 peräkkäisenä päivänä kussakin vaiheessa. Tätä tarkoitusta varten wc-istuimen päälle sijoitetaan niin sanottu ulosteensieppaaja, joka kerää ulosteet paremmin. Näistä ulosteista otetaan sitten kolme näytettä kolmeen eri putkeen. Jokaisessa putkessa oleva pieni lusikka täytetään ulosteella, laitetaan takaisin putkeen, suljetaan ja jäädytetään.

Ruokavalion dokumentointi Jotta elintarvikkeiden koostumuksen vaikutusta suolistoflooraan voitaisiin arvioida, kulutettu ruoka dokumentoidaan 2 työpäivän ja yhden viikonlopun aikana. Tämä tehdään valmistetussa ruokavaliopäiväkirjassa.