Emberi tej oligoszacharidok (HMO) és bélmikrobióta, immunrendszer az Antarktiszon

A tanulmány célja a prebiotikumokkal, az anyatejben található specifikus szénhidrátkeverékkel (HMO-k) történő kiegészítés hatásának vizsgálata a bélflóra, a bélrendszeri gyulladásos folyamatok, az általános immunállapot, a szénhidrát szabályozás, a zsír javítása érdekében. valamint a csontanyagcsere és a neurológiai változások az Antarktiszon. A körülbelül egyéves tartózkodás a Concordia állomáson (Antarktisz) körülbelül 3200 m magasságban, egy hosszú utazást és az azt követő extrém környezeti feltételeket, valamint a megfelelő alkalmazkodási mechanizmusokat foglal magában, és ezért nagyon jó földi modell (analóg modell) az alatti változások vizsgálatára. hely marad. Hosszú távú (pl. > 6 hónap) a mikrogravitációnak való kitettség számos fiziológiai reakcióhoz vezet, beleértve a glükóztolerancia károsodását, az immunrendszer csökkenését és a csontvesztést, ami meglehetősen súlyos egészségügyi következményekkel járhat. Ebben az analóg modellben hasonló, bár kevésbé súlyos változásokat figyeltek meg az immunrendszer vagy a glükóztolerancia tekintetében, mint az űrrepülésben.

Az étrend összetétele jelentősen befolyásolja a bélflóra összetételét. Különösen az étkezési szénhidrátok biztosítják a szubsztrátot bizonyos baktériumok számára, amelyek pozitív hatással lehetnek az egészségre. A prebiotikumok olyan szubsztrátok, amelyeket a gazda mikroorganizmusok szelektíven használnak, és amelyek egészségügyi előnyökkel járnak. A prebiotikumokat csak a bélmikroorganizmusok emésztik meg, és serkentik a bélben lévő baktériumok növekedését vagy aktivitását, amelyek egészségügyi előnyökkel járnak vagy javítják a jólétet. A baktériumok növekedésének fő tápanyagai a nem emészthető szénhidrátok, amelyeket értelemszerűen nem emészt meg a gazdaszervezet, jelen esetben az emberi szervezet (gazdaszervezet). A nem emészthető szénhidrátok közé tartozik például a rezisztens keményítő és dextrinek, a nem keményítő poliszacharidok (NSP) (pl. pektinek) és nem emészthető oligoszacharidok (pl. raffinóz, inulin stb.). Ezeket a szénhidrátokat a bélbaktériumok rövid szénláncú zsírsavakká (SCFA-k) fermentálják, főként ecetsavvá, propionsavvá és vajsavvá. Ez a folyamat főleg a vastagbélben játszódik le, de a vékonybélben is. Az SCFA-k gyorsan felszívódnak a vastagbél nyálkahártyájában, és az egész testre hatást fejtenek ki, hozzájárulva például a gazdaszervezet energiaszükségletéhez, vagy közvetítik a bél-agy kommunikációt, ami jelentős hatással van a gazdaszervezet fiziológiájára és egészségére.

A HMO-k egyben prebiotikumok is, és az anyatejben a harmadik legnagyobb mennyiségben előforduló szilárd összetevők. A HMO-k hatásairól eddig publikált kutatások többségét ezért csecsemőkön végezték. A HMO-k nem emésztődnek meg a bélben, és főként a vastagbélben hasznosulnak az ott élő baktériumok. Csecsemőknél kimutatták, hogy a HMO-k nemcsak a bélflóra egészséges összetételét segítik elő, hanem gátolják a kórokozók növekedését és modulálják a gyulladásban szerepet játszó gének expresszióját is. Számos in vitro és in vivo tanulmány kimutatta a HMO-k vírusellenes tulajdonságait különféle vírusok ellen, mint például a rotavírus, a norovírus, a HIV és az influenza. A HMO-k jelentős szerepet játszanak az immunrendszerben az immunválasz fokozásával. A HMO-k kezdeti alkalmazása felnőtteknél alátámasztotta ezeket az eredményeket.

Ezért ennek a tanulmánynak az a célja, hogy megvizsgálja, hogyan befolyásolja napi 5,5 g HMO-keverék beadása hibernáció alatt az antarktiszi Concordia állomáson:

• glükóz tolerancia
• gyulladásos folyamatok
• immunfunkció
• zsír- és csontanyagcsere és
• Jólét

A vizsgálat menete Ez egy úgynevezett placebo-kontrollos, randomizált beavatkozási vizsgálat párhuzamos tervezésben. Ez azt jelenti, hogy az alanyokat véletlenszerűen választják ki, hogy naponta HMO-keveréket vagy placebót kapjanak. A vizsgálat időtartama egy tesztszemélynél kb. 20 hónap. Ez egy vizsgálati szakaszra oszlik az Antarktiszra indulás előtt, körülbelül egy év szeptemberében, hat szakaszra az Antarktiszon való teleltetés során és egy szakaszra, körülbelül 6 hónappal a visszatérés után.

Minden egyes fázis azonos, egy példa az 1. ábrán látható.

1. nap (hétvége) 2. nap 3. nap 4. nap 5. nap éhgyomri vérvétel X Orális glükóztolerancia-teszt X Nyálminta X Székletminta X X X (X) Étrendnapló X X X HMO-kiegészítés Naponta, az első Concordia kezelés után

1. ábra: A tesztelés egyes fázisainak (U mint az 1. ábrán) ábrázolása

Beavatkozás A beavatkozás, vagyis az ebben a vizsgálatban alkalmazott kezelési intézkedés az egyik csoportban napi 5,5 g szénhidrátkeverék beadása, amely az anyatejjel analóg, de baktériumok által termelt. Ezt a mennyiséget az Európai Ellenőrző Hatóság emberi fogyasztásra biztonságosnak minősítette. A másik csoport megfelelő placebót, a Maltose-t kap.

Mérési módszer Vérvizsgálat és vénás hozzáférés A perifériás vénából történő vérvétel a vénapunkció szokásos kockázatával jár. Ezek vérömlenyek vagy fertőzések a szúrás helyén. Perifériás vénás hozzáférés esetén ritka esetekben a vénák (szkleroterápia) és a perifériás idegek sérülései lehetnek. A vérvételt és a vénás hozzáférést tapasztalt orvos végzi, ami minimálisra csökkenti a kockázatot.

Éhgyomri vérvétel A különböző vérparaméterek elemzésére szolgáló éhgyomri vérmintákat ugyanazon a napon vesznek, mint az orális glükóz tolerancia tesztet (OGTT) (lásd az 1. ábrát). Mivel az OGTT-hez több vérmintát vesznek, az ital levétele után is vénás hozzáférést helyeznek el egy bent lévő vénás kanül (kis műanyag cső) formájában az alkar területén, hogy elkerüljék az ismételt szúrást. a kar ereit.

Glükóztolerancia orális glükóz tolerancia teszt segítségével Az úgynevezett orális glükóz tolerancia teszt (OGTT) segítségével meghatározható a glükóz anyagcsere (cukoranyagcsere) különbsége a beavatkozási és a kontroll fázis között. Minden vizsgálati fázis körülbelül 3. napján reggel éhgyomorra egy italt fogyasztanak, amelyet 75 g glükózból (Medicalfox Gluko 75 por) és 300 ml ivóvízből készítenek. Az ital beadását követő első órában 15 percenként, a második órában 30 percenként vérvétel történik.

Nyálminta Nyálmintát vesznek bizonyos stresszszintet tükröző hormonok, valamint bizonyos vírusok (herpesz vírus, rotavírus) reaktivitásának vizsgálatára. Ebből a célból egy előkészített edényből (nyálvettéből) egy kis vattatekercset néhány percig a szájban rágnak, és a vizsgálati szakaszban egyszer visszahelyezik a gyűjtőcsőbe. A kapott nyálat lefagyasztják, majd később laboratóriumban elemzik.

Székletgyűjtés A bélflóra változásainak vizsgálata érdekében minden fázisban 3 egymást követő napon székletmintát veszünk. Ebből a célból egy úgynevezett „Feces Catcher”-t helyeznek el a WC fölé, hogy jobban összegyűjtse a székletet. Ebből a székletből három különböző csőben három mintát vesznek. Az egyes tubusokban lévő kiskanalat megtöltjük széklettel, visszatesszük a tubusba, lezárjuk és lefagyasztjuk.

Az étrend dokumentálása A táplálék összetételének a bélflórára gyakorolt ​​hatásának becslése érdekében az elfogyasztott táplálékot 2 munkanapon és egy hétvégi napon dokumentáljuk. Ez egy elkészített étrendi naplóban történik.