Kliininen tutkimus resistentistä tärkkelyksestä ummetuksen parantamisessa

Ihmisen suoliston mikrobiota on yksi maan tiheimmistä mikrobiyhteisöistä, mukaan lukien erittäin monimuotoiset mikrobiyhteisöt, jotka tarjoavat aineenvaihduntaa, immuunijärjestelmää ja suojaavia toimintoja ja joilla on tärkeä rooli ihmisten terveydelle. Ruoansulatuskanavan mikroflooraan vaikuttavat monet tekijät, mukaan lukien genetiikka, isännän fysiologia (isäntäikä, sairaus, stressi jne.) ja ympäristötekijät, kuten elinolosuhteet ja huumeiden käyttö. Samaan aikaan ruokavaliota pidetään keskeisenä ympäristötekijänä, joka välittää ruoansulatuskanavan mikroflooran koostumusta ja aineenvaihdunnan toimintaa. Kun otetaan huomioon, että ihmiskeho on vaikea sulattaa ja imeytyä, probiootit voivat päästä suolistoon ruoansulatuskanavan kautta parantaakseen suoliston mikroekologiaa ja edistääkseen rasva-, proteiini- ja kivennäisaineenvaihduntaa.

Ruoalla, joka sisältää runsaasti sulamatonta tärkkelystä, on monia tehtäviä, kuten painonhallinta, veren lipidien ja verensokerin alentaminen, suolistoflooran säätely ja niin edelleen, mikä on herättänyt monien tutkijoiden kiinnostuksen ja siitä on tullut uusi kansainvälisen elintarviketutkimuksen ala viime aikoina. vuotta. Resistentti tärkkelys (RS) on yhdisteen polysakkariditärkkelyksen hajoamista estävä osa. Entsymaattisen hydrolyysin vastustuskyvyn ja tärkkelyslähteen olosuhteiden mukaan sulava resistentti tärkkelys jaettiin pääasiassa neljään tyyppiin, nimittäin RS1, RS2, RS3 ja RS4. Resistenssin syystä RS1:llä ja RS2:lla on luonnollinen vastustuskyky amylaasille, ja resistenssi voi kadota gelatinisoitumisen jälkeen, kun taas RS3:n ja RS4:n resistenssi muodostuu tärkkelyksen muuntumisesta elintarvikkeiden jalostuksen tai elintarviketuotannon prosessissa. RS1 voi esiintyä rinnakkain RS2:n tai RS3:n kanssa samanlaisessa ruoassa, ja RS4:n olemassaolo voi lisätä RS3:n ravinnon saantia.

Vain pieni osa sulavasta tärkkelyksestä voidaan sulattaa ja imeytyä ohutsuolessa, mikä tarjoaa erittäin alhaisen glukoosin käyttöasteen. Kun suurin osa muista sulamattomista ainesosista joutuu paksusuoleen, suoliston mikrofloora fermentoi ne ja tuottaa pääasiassa lyhytketjuisia rasvahappoja (SCFA:t): asetaattia, propionaattia ja butyraattia. Vaikka sekä asetaatilla että propionaatilla on terveysvaikutuksia, butyraatin uskotaan erityisesti parantavan terveyttä, ja se on SCFA, joka lisää eniten RS:n saantia. Butyraatilla on tärkeä rooli ihmisen suoliston terveydelle, mukaan lukien tulehduksen vähentäminen, paksusuolen syövän riskin vähentäminen ja suoliston estetoiminnan parantaminen. In vivo ja in vitro -resistentti tärkkelysruokavalio ja butyraatti lisäsivät merkittävästi ChAT-immunoreaktiivisten intermuskulaaristen hermosolujen osuutta, suoliston neuronit ilmensivät monokarboksyylihappokuljettaja 2:ta (MCT2), pieni häiriö RNA:n kanssa hiljensi MCT2:n ja esti butyraatin aiheuttaman ChAT-osuuden kasvun. immunoreaktiiviset neuronit. Butyraatti ja trikostatiini An lisäsivät histoni H3:n asetylaatiota suoliston hermosoluissa. Src-signaalireitin estäjät voivat estää butyraatin vaikutuksen. Resistentti tärkkelysruokavalio lisäsi koolonin kuljetusta ja butyraatti lisäsi paksusuolen pyöreälihasten kolinergisen välittämän supistumista in vitro. Vaikka RS:n on osoitettu olevan yksi parhaista kuiduista lisäämään butyraattitasoa väestössä, on selvää, että kaikki eivät voi saada samoja etuja, ja jotkut ihmiset eivät reagoi RS-lisään. Tämä viittaa siihen, että yksilöllisen mikroflooran eroilla on tärkeä rooli RS-kulutuksen lopputuloksen määrittämisessä, ja meidän on tutkittava syvemmin RS-sulatuksen mekanismia ja miten se johtaa butyraatin tuotantoon. Lisäksi on tehtävä enemmän, jotta voidaan ymmärtää terveysvaikutukset, joihin RS:n kulutus voi vaikuttaa butyraattipitoisuuksien lisäksi.

RS:n monimutkaisen rakenteen vuoksi tarvitaan tiettyjä bakteereja käynnistämään tämän puolikiteisen materiaalin hajoaminen. R. bromii ja Bifidobacterium juvenis ovat ainoat tunnetut ihmisen suoliston mikro-organismit, joilla on RS-hajoamiskyky.

R. bromii on saanut huomiota roolistaan ​​RS-aineenvaihdunnan, ruokinnan ja/tai muiden suoliston mikrobiomin jäsenten pääsyn tähän substraattiin avainlajina. R. bromiin tärkkelystä hajottavalla entsyymillä on ainutlaatuinen organisaatiorakenne ja se muodostaa monientsyymikompleksin, joka kiinnittyy solun pintaan fibrinosomeissa olevan tukiproteiinin kautta adheesioproteiini- ja dockeriinimoduulien kautta, joten sitä kutsutaan amylasomiksi. Tämä systeemi on löydetty useista ihmisen pötsinkokeista, ja sen amylasomin avainentsyymirakenne on erittäin konservoitunut eri kannoista. Huolimatta uskomattomasta kyvystään hajottaa RS, R. bromii itse ei näytä kilpailevan tai hallitsevan muita lajeja, vaan pikemminkin palvelee hyödyllistä tarkoitusta ruokkimalla muita lajeja vapauttamalla eripituisia sokereita ja asetaattia. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että ulosteen butyraatin mediaani lisääntyi 50 % perunatärkkelyshoidon jälkeen (RS2), mutta yksittäisten vasteiden lisätutkimus paljasti erilaisia ​​muutoksia butyraatissa. Saman ryhmän seurantatutkimuksessa todettiin, että niillä, joiden mikrobiootti on lisääntynyt R. bromii -bakteerin runsaudessa, oli todennäköisemmin suurempi butyraattivaste perunatärkkelykselle, mikä viittaa siihen, että tarvitaan oikea yhdistelmä primaarisia hajottavia bakteereja ja resistenttiä tärkkelystä lisääntymisen lisäämiseksi. butyraatin tuotanto.

Ummetus on yksi yleisimmistä maha-suolikanavan (GI) häiriöistä kliinisessä käytännössä, ja noin 11-20 % aikuisista maailmanlaajuisesti kärsii ummetuksesta. Kliinisesti ulostamistiheys vähenee tai ulostaminen on työlästä, tukkeutunutta, vaikeaa ja uloste on kuivaa ja vaikeasti ratkaistavissa, jota kutsutaan ummetukseksi [16]. Resistenttiä ummetusta on kliinisesti vaikea hoitaa, ja liiallinen laksatiivien käyttö johtaa usein vesi- ja elektrolyyttitasapainon häiriintymiseen, ruoansulatuskanavan toimintahäiriöihin, paksusuolen melanoosiin, peräaukon sulkijalihaksen rentoutumiseen ja muihin ongelmiin ja jopa paksusuolen syöpään, diabetekseen, anorexia nervosaan ja muihin ongelmiin. joissakin tapauksissa muita komplikaatioita. Siksi on erittäin tärkeää löytää turvallinen ja tehokas laksatiivinen lääke tai ruokavalio ummetusoireiden parantamiseksi ja lievittämiseksi. Resistentin tärkkelyksen terveyttä edistävä vaikutus johtuu pääasiassa paksusuolen mikrobikäymisen tuottamasta lyhytketjuisesta rasvasta ja kaasusta, ja sen rooli paksusuolen syövän ja joidenkin ruokavalioon liittyvien kroonisten sairauksien ehkäisyssä on vahvempi kuin ravintokuitu ja se voi tehokkaasti voittamaan ravintokuidulla täydennetyn ruoan haitallisia hajuja, karkeaa rakennetta, huonoa laatua ja muita haittoja. Tutkimusaineiston analyysin näkökulmasta luonnollisena, turvallisena "lääkkeenä ja ravintona" ravintovaroilla, kuten ravintokuidilla, on erittäin tärkeä rooli ihmisten terveydelle. Sillä on tärkeä teollinen sovellusarvo ja laajat markkinoiden kehitysnäkymät, se avaa uuden kentän funktionaalisten elintarvikkeiden tutkimukselle ja korvaa perinteisen ravintokuidun haitat.

Aiemmassa analyysissämme 20 ummetuspotilaan ja 20 terveen ihmisen ulosteen mikro-organismien havaittiin olevan rakenteeltaan hyvin erilaisia. Eroanalyysi osoitti, että Ruminococcus oli runsas terveillä ihmisillä. AUROC0.967:n luokittelumalli muodostettiin Lasso-algoritmilla, ja luokitusmallin tärkeitä piirteitä olivat seuraavat: Ruminococcus on painoltaan suurin piirre. SPINGO toteaa, että Ruminococcus-sukuun kuuluu lajeja, joissa R. bromii on suurin suhteellinen runsaus. GMrepo-tietokannan tietojen haku paljasti, että Ruminococcus-bakteeria löydettiin 28 796 tutkimuksessa, jotka kuuluivat 93 fenotyyppiin. Näihin fenotyyppeihin kuului yhteensä 40 795 kelvollista ajoa. Ruminococcus-bakteerin suhteellinen runsaus terveillä ihmisillä on merkittävästi korkeampi kuin ummetuspotilailla, ja R. bromii -bakteerin suhteellinen runsaus terveillä ihmisillä on merkittävästi suurempi kuin ummetuspotilailla. Ruminococcus-bakteerin suhteellinen runsaus terveillä ihmisillä oli merkittävästi korkeampi kuin ummetuspotilailla. Siksi tämän kliinisen tutkimuksen tarkoituksena on täydentää resistenttiä tärkkelystä ummetuspotilaille ja (1) tarkkailla, ovatko ummetuspotilaiden oireet parantuneet; (2) Analysoida suolistomikrobien muutoksia potilailla, joilla on ummetus; (3) Tarkista, lisääntyykö R. bromiin suhteellinen runsaus, ja analysoi korrelaatio R. bromii -bakteerin suhteellisen runsauden välillä suolistossa ja ummetusoireiden paranemisen välillä potilailla, joilla on ummetus.

Tutkimus oli ei-satunnaistettu kontrolloitu tutkimus, jossa ei ollut lumeryhmää, ja siihen osallistui 30 potilasta, joilla oli lääkäreiden diagnosoima toiminnallinen ummetus. Kyselytutkimuksella selvitetään, ovatko ummetuspotilaiden oireet lievittyneet. Samalla kerätään ulostenäytteitä metagenomisekvensointianalyysiä varten potilaiden suolistomikrobien muutosten tutkimiseksi ennen ja jälkeen resistenttitärkkelystoimenpiteen. Erityistä huomiota kiinnitetään siihen, onko R. bromiin suhteellinen runsaus lisääntynyt.

Tämä tutkimus ei vaadi rekrytointiilmoituksia, vaan koehenkilöt rekrytoidaan täysin vapaaehtoisesti. Mahdolliset riskit kokeen aikana selitetään koehenkilöille ja tietoinen suostumus allekirjoitetaan sen jälkeen, kun he suostuvat tutkimukseen. Kokeeseen suostuneet vapaaehtoiset tutkittiin kyselylomakkeella heidän suoliston terveyden ja muiden terveystilojen selvittämiseksi ja seulottiin yllä olevien tutkimuskohteen valinta- ja poissulkemiskriteerien mukaisesti. Kerätyt näytteet on nimetty numerolla, eikä koehenkilön henkilötietoja julkisteta. Koehenkilöiden henkilöllisyys pidettiin salassa koko tutkimuksen ajan ja vain lukumäärä ja sairauden fenotyyppi olivat näkyvissä. Koehenkilöt voivat vetäytyä tutkimuksesta milloin tahansa.

Tässä tutkimuksessa analysoidaan koehenkilöiden suolistoflooran koostumusta ja rakennetta, ja koehenkilöt voivat pysyä ajan tasalla testin ja analyysin etenemisestä ja hankkia omat asiaankuuluvat tiedot.

Tässä tutkimuksessa käytetty resistentti tärkkelys (HiMaize260) on Ingredionin valmistama. HI-MAIZE®260-resistentti tärkkelys on ravintokuitu, joka on johdettu Ingredionin patentoidusta korkea-amyloosipitoisesta maissitärkkelyksestä, joka lisää arkipäivän ruokien, kuten valkoisen leivän, muffinien, keksien, kakkujen ja pastan ravintosisältöä.

HI-MAIZE®260-standardi on GB31637-2016, joka on kansallisten elintarviketurvallisuusstandardien mukainen. HI-MAIZE®260-resistentti tärkkelys sisältää noin 53 % kestävää tärkkelystä (ravintokuitua) ja 40 % sulavaa tärkkelystä, ja se voidaan helposti lisätä standardiformulaatioihin korvaamalla osittain tavallinen jauho. Lisäksi, koska HI-MAIZE®260-resistentti tärkkelys sisältää vähemmän kaloreita kuin jauhot, se lisää ruoan ravintosisältöä.