A rezisztens keményítő klinikai vizsgálata a székrekedés javításában

Az emberi bélmikrobióta a Föld egyik legsűrűbb mikrobiális közössége, beleértve a rendkívül változatos mikrobiális közösségeket, amelyek anyagcsere-, immun- és védőfunkciókat biztosítanak, és létfontosságú szerepet játszanak az emberi egészségben. A gasztrointesztinális mikroflórát számos tényező befolyásolja, beleértve a genetikát, a gazdaszervezet fiziológiáját (gazdaszervezet életkora, betegségei, stressze stb.) és a környezeti tényezőket, például az életkörülményeket és a droghasználatot. Ugyanakkor a diétát a gasztrointesztinális mikroflóra összetételét és az anyagcsere működését közvetítő kulcsfontosságú környezeti tényezőnek tekintik. Tekintettel arra, hogy az emberi szervezet nehezen emészthető és felszívódik, a probiotikumok az emésztőrendszeren keresztül bejuthatnak a bélrendszerbe, javítva a bél mikroökológiáját, elősegítve a lipid-, fehérje- és ásványi anyagcserét.

Az emészthetetlen keményítőben gazdag élelmiszereknek számos funkciója van, mint például a testtömeg szabályozása, a vérzsírok és a vércukorszint csökkentése, a bélflóra szabályozása stb. évek. A rezisztens keményítő (RS) az összetett poliszacharid keményítő emésztést gátló része. Az enzimatikus hidrolízisrezisztencia és a keményítőforrás feltételei szerint az emészthető rezisztens keményítőt főként négy típusra osztották, ezek RS1, RS2, RS3 és RS4. A rezisztencia okából az RS1 és RS2 természetes amilázzal szemben rezisztens, és a rezisztencia a kocsonyásodás után eltűnhet, míg az RS3 és RS4 rezisztenciája az élelmiszer-feldolgozás vagy élelmiszer-előállítás folyamatában a keményítő átalakulásával jön létre. Az RS1 az RS2-vel vagy az RS3-mal együtt létezhet ugyanabban az élelmiszerben, és az RS4 megléte növelheti az RS3 táplálékfelvételét.

Az emészthető keményítőnek csak egy kis része emészthető fel és szívódik fel a vékonybélben, ami nagyon alacsony glükózfelhasználási arányt biztosít. Amikor az emésztetlen komponensek többsége a vastagbélbe kerül, a bél mikroflóra fermentálja azokat, főként rövid szénláncú zsírsavakat (SCFA) termelve: acetátot, propionátot és butirátot. Bár mind az acetát, mind a propionát hatással van az egészségre, a butirátról különösen úgy gondolják, hogy javítja az egészséget, és ez az SCFA, amely a legnagyobb mértékben növeli az RS-bevitelt. A butirát fontos szerepet játszik az emberi bélrendszer egészségében, beleértve a gyulladás csökkentését, a vastagbélrák kockázatának csökkentését és a bélgát funkciójának javítását. In vivo és in vitro a rezisztens keményítő diéta és butirát szignifikánsan növelte a ChAT immunreaktív intermuszkuláris neuronok arányát, az intestinalis neuronok monokarbonsav transzporter 2-t (MCT2) expresszáltak, az RNS kis interferenciája elnémította az MCT2-t, és megakadályozta a butirát által kiváltott ChAT arányának növekedését immunreaktív neuronok. A butirát és a trichostatin An növelte a H3 hiszton acetilációját a bél neuronjaiban. Az Src jelút-gátlók blokkolhatják a butirát hatását. A keményítőrezisztens diéta növelte a vastagbél transzportját, a butirát pedig a vastagbél körkörös izmainak kolinerg által közvetített összehúzódását in vitro. Bár kimutatták, hogy az RS az egyik legjobb rost a populáció butirátszintjének növelésére, nyilvánvaló, hogy nem mindenki részesülhet ugyanolyan előnyökben, és néhány ember nem reagál az RS-kiegészítésre. Ez arra utal, hogy az egyéni mikroflóra különbségei fontos szerepet játszanak az RS fogyasztás kimenetelének meghatározásában, és alaposabban fel kell tárnunk az RS emésztésének mechanizmusát és azt, hogy az hogyan vezet a butirát termelődéséhez. Ezen túlmenően még többet kell tenni annak megértése érdekében, hogy az RS-fogyasztás a butirátszinten túlmenően milyen egészségügyi hatásokkal járhat.

Az RS összetett szerkezete miatt bizonyos baktériumok szükségesek ahhoz, hogy elindítsák ennek a félkristályos anyagnak a lebomlását. A R. bromii és a Bifidobacterium juvenis az egyetlen ismert emberi bélmikroorganizmus, amely képes RS-t lebontani.

Az R. bromii az RS metabolizmusában, a táplálkozásban és/vagy a bélmikrobióm más tagjai számára ehhez a szubsztrátumhoz való hozzáférést lehetővé tevő kulcsfontosságú fajként betöltött szerepe miatt kapott figyelmet. Az R. bromii keményítőbontó enzime egyedi szervezeti felépítésű, több enzimből álló komplexet alkot, amely a fibrinoszómákban lévő vázfehérjén keresztül az adhéziós fehérje és dockerin modulokon keresztül kötődik a sejtfelszínhez, így amilaszómának nevezik. Ezt a rendszert számos humán rumenococcusban megtalálták, és amilaszómájának kulcsfontosságú enzimszerkezete a törzsek között erősen konzervált. Hihetetlen képessége ellenére, hogy lebontja az RS-t, úgy tűnik, hogy az R. bromii önmagában nem veti le a versenyt vagy uralja a többi fajt, hanem előnyös célt szolgál azáltal, hogy különböző hosszúságú cukrokat és acetátot bocsát ki más fajokhoz. Egy tanulmány megállapította, hogy a széklet butirát mediánja 50%-kal nőtt a burgonyakeményítővel (RS2) végzett kezelés után, de az egyéni válaszok további vizsgálata a butirát eltérő változásait tárta fel. Ugyanezen csoport követéses vizsgálata azt találta, hogy azok, akiknek mikrobiotájában megnövekedett R. bromii abundanciával rendelkeznek, nagyobb valószínűséggel reagálnak nagyobb butirátra a burgonyakeményítőre, ami arra utal, hogy az elsődleges lebontó baktériumok és a rezisztens keményítő megfelelő kombinációjára van szükség a növekedéshez. butirát termelés.

A székrekedés az egyik leggyakoribb gyomor-bélrendszeri (GI) betegség a klinikai gyakorlatban, világszerte a felnőttek 11-20%-a szenved székrekedéstől. Klinikailag a székletürítés gyakorisága csökken, vagy a székletürítés fáradságos, akadályozott, nehézkes, a széklet száraz és nehezen oldható, ezt nevezzük székrekedésnek [16]. Klinikailag a refrakter székrekedést nehéz kezelni, és a hashajtókra való túlzott támaszkodás gyakran víz- és elektrolit-egyensúly felborulásához, gyomor-bélrendszeri működési zavarokhoz, vastagbél melanózishoz, az anális záróizom ellazulásához és egyéb problémákhoz, sőt vastagbélrákhoz, cukorbetegséghez, anorexia nervosához és egyéb problémákhoz vezet. bizonyos esetekben egyéb szövődmények. Ezért nagyon fontos biztonságos és hatékony hashajtó gyógyszert vagy diétát találni a székrekedés tüneteinek javítására és enyhítésére. A rezisztens keményítő egészségfejlesztő hatása elsősorban a vastagbélben a mikrobiális fermentáció során keletkező rövid szénláncú zsírnak és gáznak köszönhető, valamint szerepe a vastagbélrák és egyes étrenddel összefüggő krónikus betegségek megelőzésében erősebb, mint az élelmi rost, és hatékonyan képes leküzdeni az élelmi rostokkal dúsított élelmiszerek káros szagát, durva állagát, rossz minőségét és egyéb hátrányait. A kutatási adatok elemzése szempontjából természetes, biztonságos, "gyógyszer és élelmiszer" élelmiszerforrásként, mint például az élelmi rostok, nagyon fontos szerepet töltenek be az emberi egészségben. Fontos ipari alkalmazási értékkel és széles körű piaci fejlődési kilátásokkal rendelkezik, új területet nyit a funkcionális élelmiszerek kutatásában, és pótolja a hagyományos élelmi rostok hátrányait.

Korábbi elemzésünkben 20 székrekedéses beteg és 20 egészséges ember székletmikroorganizmusai szerkezetükben nagyon eltérőnek bizonyultak. A különbségelemzés azt mutatta, hogy a Ruminococcus bőségesen fordul elő egészséges emberekben. Az AUROC0.967 osztályozási modelljét Lasso algoritmussal hoztuk létre, és az osztályozási modell fontos jellemzői a következők voltak: A Ruminococcus a legnagyobb súlyú tulajdonság. A SPINGO megjegyzi, hogy a Ruminococcus nemzetség olyan fajokat tartalmaz, amelyekben a R. bromii a legnagyobb relatív abundanciával rendelkezik. A GMrepo adatbázisból származó adatok után kutatva kiderült, hogy 28 796 kísérletben Ruminococcusokat találtak, amelyek 93 fenotípushoz tartoznak. Összesen 40 795 érvényes futtatás tartozott ezekhez a fenotípusokhoz. A Ruminococcus relatív abundanciája egészséges emberekben szignifikánsan magasabb, mint a székrekedésben szenvedőkben, és az R. bromii relatív abundanciája egészséges emberekben szignifikánsan magasabb, mint a székrekedésben szenvedőkben. A Ruminococcus relatív előfordulása egészséges emberekben szignifikánsan magasabb volt, mint a székrekedésben szenvedőkben. Ezért ennek a klinikai vizsgálatnak a célja a rezisztens keményítő kiegészítése a székrekedésben szenvedő betegek számára, és (1) annak megfigyelése, hogy a székrekedéses betegek tünetei javulnak-e; (2) Székrekedéses betegek bélmikrobáinak változásainak elemzése; (3) Ellenőrizze, hogy nő-e az R. bromii relatív abundanciája, és elemezze a korrelációt a R. bromii relatív előfordulása a bélben és a székrekedéses betegek székrekedési tüneteinek javulása között.

A vizsgálat egy nem randomizált, kontrollált vizsgálat volt, placebocsoport nélkül, és 30, az orvosok által diagnosztizált funkcionális székrekedésben szenvedő beteget vontak be. Kérdőíves felmérést használnak annak megértésére, hogy a székrekedéses betegek tünetei javultak-e. Ugyanakkor székletmintákat veszünk metagenom szekvenálási analízishez, hogy tanulmányozzuk a betegek bélmikrobáinak változásait a rezisztens keményítő beavatkozás előtt és után. Különös figyelmet kell fordítani arra, hogy a R. bromii relatív abundanciája nőtt-e.

Ehhez a tanulmányhoz nincs szükség toborzási hirdetésekre, az alanyok felvétele teljesen önkéntes alapon történik. A kísérlet során felmerülő lehetséges kockázatokat elmagyarázzák az alanyoknak, és a beleegyezésüket aláírják, miután beleegyeztek a vizsgálatba. Az önkénteseket, akik beleegyeztek a kísérletbe, kérdőíves megkérdezték bélrendszeri egészségi állapotuk és egyéb egészségi állapotuk megállapítása érdekében, és a fenti kutatási objektum kiválasztási és kizárási kritériumok szerint szűrték őket. A begyűjtött mintákat szám szerint nevezik el, az alany személyes adatait nem hozzák nyilvánosságra. Az alanyok kilétét a vizsgálat során titokban tartották, és csak a szám és a betegség fenotípusa volt látható. Az alanyok bármikor kiléphetnek a vizsgálatból.

Ebben a tanulmányban az alanyok bélflórájának összetételét és szerkezetét elemezzük, és az alanyok lépést tarthatnak a vizsgálat és az elemzés előrehaladásával, és megszerezhetik saját releváns adataikat.

A vizsgálatban használt rezisztens keményítőt (HiMaize260) az Ingredion állítja elő. A HI-MAIZE®260 rezisztens keményítő az Ingredion szabadalmaztatott, magas amilóztartalmú kukoricakeményítőjéből származó élelmi rost, amely növeli a mindennapi élelmiszerek, például fehér kenyér, muffinok, sütemények, sütemények és tészták tápanyagtartalmát.

A HI-MAIZE®260 szabvány GB31637-2016, amely megfelel a nemzeti élelmiszerbiztonsági szabványoknak. A HI-MAIZE®260 rezisztens keményítő körülbelül 53% rezisztens keményítőt (élelmi rostot) és 40% emészthető keményítőt tartalmaz, és a sima liszt részleges helyettesítésével könnyen hozzáadható standard készítményekhez. Ezen túlmenően, mivel a HI-MAIZE®260 rezisztens keményítő kevesebb kalóriát tartalmaz, mint a liszt, növeli az élelmiszerek tápanyagtartalmát.