Fruktoosipitoinen ruokavalio, suoliston mikrobiomi ja aineenvaihduntaterveys

Amerikkalaiset kuluttavat yleensä liikaa fruktoosia ravinnosta. Lisätyn fruktoosin on osoitettu vaikuttavan haitallisesti aineenvaihdunnan terveyteen, mukaan lukien lisääntynyt insuliiniresistenssi ja tyypin 2 diabeteksen (T2D) riski. Mekanismeja, jotka yhdistävät ravinnon fruktoosin ja aineenvaihdunnan terveyttä, ymmärretään kuitenkin huonosti. Fruktoosin imeytymishäiriö tai epätäydellinen aineenvaihdunta ohutsuolessa on yleistä väestössä. Ylimääräinen fruktoosi saavuttaa paksusuolen, jossa se voi muuttaa suoliston mikrobiomin rakennetta ja toimintaa, muuttaa bakteerien metaboliitteja ja laukaista tulehdusvasteita, jotka vaikuttavat T2D-riskiin. Selvittääkseen, vaikuttavatko yleisesti nautitut fruktoosipitoisuudet aineenvaihduntatuloksiin muuttamalla suoliston mikrobiomia, tutkimusryhmä satunnaisoi 30 osallistujaa kontrolloituun monimuotoiseen ruokavalioon, jossa osallistujat käyttävät 12 päivän isokalorista, lisättyä fruktoosia tai glukoosia sisältävää ruokavaliota. (25 % kokonaiskaloreista) erotettuna 10 päivän kontrolloidulla ruokavalion pesujaksolla.

Tutkimusryhmän tavoitteena on:

1. Selvitä suhteet korkean fruktoosin kulutuksen, suoliston mikrobiomin ja metabolisen riskin välillä.
2. Kuvaile fruktoosin aiheuttamien suoliston mikrobiomin muutosten syy-roolia metaboliseen riskiin käyttämällä bakteeritonta hiirimallia.

Tutkimusryhmä mittaa 1) mikrobiotayhteisön rakennetta ja toimintaa ulosteen metagenomisella sekvensoinnilla, 2) ulosteen metaboliitteja kohdistetulla ja kohdentamattomalla metaboliikalla, 3) antropometriaa, 4) insuliiniresistenssiä, seerumin T2D-riskin ja tulehduksellisten sytokiinien markkereita, 5) ulosteen mikrobien määrää. hiilihydraattien hapetuskyky ja 6) maksan rasva magneettikuvauksen avulla. Tutkimusryhmä käyttää uusia tilastollisia lähestymistapoja, mukaan lukien Distributed Lag Modeling, ymmärtääkseen ruokavalion, mikrobiomin, metaboliittien ja terveysvaikutusten välisiä monimutkaisia ​​suhteita.

Tutkimusryhmä suorittaa sitten kontrolloituja ruokavaliointerventioita ja ulosteen mikrobiomisiirtotutkimuksia mikrobittomilla hiirillä. Luovuttajien ulostenäytteet ihmisiltä, ​​jotka osallistuvat sekä glukoosi- että fruktoosihaaroihin kliinisessä interventiossa, siirretään mikrobittomiin ja kolonisoituneisiin hiiriin, jotta saadaan selville syy-yhteys fruktoosin aiheuttamien muutosten välillä suoliston mikrobiomissa, maksarasvassa sekä metabolisissa ja tulehdusmuutoksissa. lisäämään T2D:n riskiä.

Tutkimusryhmän tavoitteena on arvioida kattavasti runsaan fruktoosipitoisen ruokavalion aiheuttamia rakenteellisia ja toiminnallisia muutoksia suoliston mikrobiomiin. Ylimääräisen fruktoosin vaikutuksen määrittäminen mikrobiomiin auttaa tunnistamaan uusia keinoja, joilla fruktoosi edistää aineenvaihduntasairauksien riskiä. Sen lisäksi, että yksilöidään strategioita, joilla parannetaan aikuisten aineenvaihdunnan terveyttä, tämän ehdotuksen tiedot voivat auttaa kohdennetuissa lähestymistavoissa lieventämään tulevaa sairausriskiä herkissä väestöryhmissä, jotka kuluttavat paljon fruktoosia, kuten lapsia.