Fukoidien ja karotenoidien biosaatavuus merilevällä vahvistettujen kekseiden nauttimisen jälkeen (BIO-ALGA)

BIO-ALGA-tutkimus on ravintointerventio, joka on suunniteltu arvioimaan ruskean merilevän Himanthalia elongatan sisältämien bioaktiivisten yhdisteiden, erityisesti florotanniinien ja karotenoidien, biosaatavuutta ihmisissä. Nämä yhdisteet ovat herättäneet kasvavaa kiinnostusta ravitsemuksen ja toiminnallisten elintarvikkeiden aloilla niiden mahdollisten antioksidanttisten, tulehdusta hillitsevien ja aineenvaihduntaa säätelevien ominaisuuksiensa vuoksi. Merimakrolevät, ja erityisesti Himanthalia elongata, tunnistetaan arvokkaiksi lähteiksi näille yhdisteille, ja ne tarjoavat lisäksi ravintokuitua, mineraaleja ja muita ravintoaineita, jotka voivat edesauttaa kroonisten sairauksien, kuten lihavuuden, tyypin 2 diabeteksen ja sydän- ja verisuonitautien, ehkäisyä. Kuitenkin, jotta nämä yhdisteet voivat aiheuttaa fysiologisia vaikutuksia ihmiskehossa, niiden on imeydyttävä ruoansulatuksen aikana ja pääsytävä systemaattiseen verenkiertoon. Siksi niiden biosaatavuuden tutkiminen ihmisissä todellisissa kulutusolosuhteissa on välttämätöntä.

Tämän tavoitteen saavuttamiseksi tutkimus on suunniteltu akuutiksi, satunnaistetuksi, kontrolloiduksi, ristiinverhouduksi ja sokeutetuksi ravintointerventioksi, joka toteutetaan terveillä aikuisilla. Jokainen osallistuja nauttii neljä toiminnallista kekseä (n. 20 g) eri päivinä: yhden, joka on rikastettu Himanthalia elongatalla, ja toisen kontrollikeksein, jolla on sama koostumus mutta ilman merilevää. Nämä kaksi interventiota erotetaan vähintään viidentoista päivän peseytymisjaksoilla välttääkseen siirtymävaikutukset. Odotettu otoskoko on vähintään kymmenen osallistujaa, mieluiten kaksitoista, miesten ja naisten tasapuolisella edustuksella. Kelpoiset osallistujat ovat terveitä aikuisia 18–45-vuotiaita, joiden painoindeksi on 18–30 kg/m². Poissulkemiskriteereihin kuuluvat ruoansulatuskanavan sairaudet, tutkimuksessa käytettyihin ainesosiin liittyvät allergiat, nykyinen lääkitys tai lisäravinteiden käyttö, hormonihoito, äskettäinen antibioottien käyttö tai raskaus.

Testituote koostuu neljästä toiminnallisesta keksestä, joiden paino on noin 20 g ja jotka sisältävät 1 g jäähdytyskuivattua Himanthalia elongata -jauhetta. Tämä määrä varmistaa kohdebioaktiivisten yhdisteiden läsnäolon pysyessä turvallisissa ravitsemusrajoissa jodin saannille. Koostumus sisältää riisijauhoa, maissitärkkelystä, vehnäjauhoa, seesamia, leivinjauhetta, munaa ja vettä. Vähän oliiviöljyä käytettiin karotenoidien, kuten fukoksantiinin, imeytymisen parantamiseksi. Manniittia käytetään makeutusaineena tarjoamaan makeutta lisäämättä merkittävästi kaloripitoisuutta. Placebokeksillä on sama koostumus, mutta se ei sisällä merilevää, mikä mahdollistaa bioaktiivisten yhdisteiden imeytymisen suoran vertailun elintarvikematriisin kautta toimitettuna.

Jokaisen interventiota edeltävänä seitsemänä päivänä ja koko tutkimusjakson ajan osallistujia ohjeistetaan välttämään merilevätuotteiden kulutusta. Lisäksi he täyttävät kolmen päivän ruokapäiväkirjan ennen jokaista interventiota. Interventiopäivänä vapaaehtoiset saapuvat Elintarviketieteen, tekniikan ja ravitsemustieteen instituutin (ICTAN-CSIC) ihmisravitsemusyksikköön vähintään kymmenen tunnin yöpaaston jälkeen. Laskimoon asennetaan kanuuni toistettua verinäytteenottoa varten, minkä jälkeen osallistujat nauttivat määrätyn keksin ja pysyvät tutkimuslaitoksessa koko tutkimuspäivän ajan tutkimusryhmän valvonnassa. Päivän aikana he saavat standardoidun polyfenolitonta ruokavaliota minimoidakseen häiriöt merilevästä peräisin olevien metaboliittien analyyttisessa havaitsemisessa.

Verinäytteet kerätään ennen nauttimista ja useina ruokailun jälkeisinä ajanjaksoina (0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 4, 6, 8, 19 ja 24 tuntia) arvioidakseen imeytyneiden yhdisteiden ja niiden metaboliittien plasman kineettisia ominaisuuksia. Kussakin ajanhetkessä kerätään noin 9 ml verta, mikä yhteensä on 99 ml per interventio. Plasma erotetaan sentrifugoimalla ja säilytetään -80 °C:ssa analyysiin asti. Rinnakkain virtsanäytteet kerätään määritellyin väliajoin (-2–0 h, 0–3 h, 3–6 h, 6–9 h ja 9–24 h) arvioidakseen merilevän sisältämien bioaktiivisten yhdisteiden metaboliittien virtsaneritystä.

Kerätyt biologiset näytteet analysoidaan käyttäen korkean suorituskyvyn nestekromatografiaa yhdistettynä elektroruiskutusionisaatiolla varustettuun kvadrupoli-aika-lentomassaspektrometriaan (HPLC-ESI-QTOF). Kohdennettuja metabolomiikkamenetelmiä sovelletaan tunnistamaan ja määrittämään Himanthalia elongatan sisältämien florotanniinien ja karotenoidien metaboliitteja. Plasmakonsentraatioprofiilien ja virtsanerityskuvioiden perusteella lasketaan ravitsemuskineettisiä parametreja, kuten maksimikonsentraatio (Cmax), aika maksimikonsentraation saavuttamiseksi (Tmax) ja konsentraatio-aikakäyrän alle jäävä pinta-ala (AUC), sekä erittyneiden metaboliittien osuus nautitusta annoksesta. Tämä analyyttinen strategia mahdollistaa näiden yhdisteiden todellisen biosaatavuuden karakterisoinnin fysiologisissa olosuhteissa ja mahdollisten merilevänkulutuksen biomarkkereiden tunnistamisen.

Tutkimus aiheuttaa osallistujille vähäisiä riskejä, pääasiassa rajoittuen lieviin ja ohimeneviin epämukavuustiloihin, jotka liittyvät verinäytteenottoon. Toiminnallisissa keksissä käytetyt ainesosat on valittu huolellisesti varmistaakseen elintarviketurvallisuuden ja mikroravintoaineiden, mukaan lukien jodin, saannin pysymisen suositeltujen rajojen sisällä. Vaikka tutkimuksella ei ole suoraa terapeuttista tavoitetta, sen tulosten odotetaan laajentavan nykyistä tietämystä merilevästä peräisin olevien bioaktiivisten yhdisteiden metaboliamista ja biosaatavuudesta ihmisissä sekä tarjoavan tieteellistä näyttöä tukemaan merileviä sisältävien terveyshyötyjä tarjoavien toiminnallisten elintarvikkeiden kehittämistä.