Effetti della dieta ad alto contenuto proteico sull'intestino crasso negli esseri umani in sovrappeso

Le diete ad alto contenuto proteico sono ampiamente utilizzate per il loro effetto dimagrante. Queste diete aumentano la quantità di proteine ​​e peptidi non digeriti che raggiungono l'intestino crasso. Il microbiota utilizza proteine ​​e peptidi come substrati e produce metaboliti derivati ​​da aminoacidi come acidi grassi a catena corta, acidi grassi a catena ramificata, lattato, formiato, succinato, ammonio, idrogeno solforato e composti fenolici. Alcuni di questi metaboliti hanno dimostrato di essere benefici per l'ospite, mentre altri potrebbero essere dannosi. Le diete ad alto contenuto proteico possono avere effetti diversi se basate su proteine ​​animali o vegetali poiché questi due tipi di proteine ​​hanno una diversa composizione di aminoacidi e una digeribilità leggermente diversa. L'obiettivo di questo studio è valutare in volontari in sovrappeso le conseguenze di diete iperproteiche (animali vs vegetali) rispetto a diete isocalorico-normoproteiche a livello dell'intestino crasso e del metabolismo. In primo luogo, saranno determinate la composizione e l'attività del microbiota e dei metaboliti prodotti nel lume dell'intestino crasso. Quindi, per valutare le conseguenze delle diete testate sulla fisiologia della mucosa, l'espressione genica sarà analizzata in biopsie rettali e l'acqua fecale sarà testata su linee cellulari di colonociti. Verranno infine valutate le conseguenze delle diete sul metabolismo dell'ospite.

Intervento dietetico

Prima dello studio, i volontari (n=42) forniranno un registro alimentare di 3 giorni che verrà utilizzato da un dietologo per calcolare il loro normale apporto energetico. Lo studio inizierà con un periodo di normalizzazione di 2 settimane durante il quale i volontari dovranno mangiare secondo menù (Fig. 1). La dieta fornirà al volontario il consueto apporto energetico individuale; e proteine, carboidrati e grassi forniranno rispettivamente il 15, 50 e 35% dell'apporto energetico.

Alla fine di questo periodo di standardizzazione, i volontari saranno assegnati in modo casuale a 3 gruppi (n=14) per 3 settimane (periodo di intervento) (Fig. 1). I volontari dei 3 gruppi seguiranno una dieta con un ridotto apporto di carboidrati digeribili (15% dell'apporto energetico) mentre rimarrà invariato l'apporto di carboidrati non digeribili. I volontari consumeranno 3 volte al giorno un integratore alimentare in polvere che scioglieranno in acqua e poi berranno. Questo integratore fornirà loro il 15% del loro apporto energetico. Il primo gruppo riceverà un integratore di caseina (proteine ​​animali) in modo da avere una dieta ricca di proteine ​​(proteine, carboidrati e grassi forniranno rispettivamente il 30, 35 e 35% dell'apporto energetico). Il secondo gruppo riceverà un integratore di proteine ​​di soia (vegetali) in modo da consumare anche una dieta ricca di proteine ​​(proteine, carboidrati e grassi forniranno rispettivamente il 30, 35 e 35% dell'apporto energetico). Il terzo gruppo riceverà un integratore di maltodestrine (carboidrati digeribili, controllo placebo) in modo da ingerire una dieta normoproteica, simile nella composizione di macronutrienti alla dieta di standardizzazione (proteine, carboidrati e grassi forniranno rispettivamente il 15, 50 e 35% dell'energia assunzione). L'integratore alimentare verrà somministrato in un protocollo in doppio cieco. Non ci saranno restrizioni energetiche tra i periodi di normalizzazione e di intervento.

Protocollo clinico

Quotidianamente, i volontari misureranno il loro peso corporeo e registreranno il consumo di cibo e l'attività fisica. Una volta alla settimana, avranno una telefonata con un dietologo per garantire la conformità alimentare (Fig. 2).

Alla fine del periodo di normalizzazione, 13 giorni dopo l'inizio dello studio (D13), i volontari raccoglieranno campioni di urina delle 24 ore. I campioni di feci saranno raccolti dalla sera del G13 alla mattina del G14. Al volontario verrà fornito un dispositivo di raffreddamento per la conservazione e il trasporto dei campioni. Dopo una notte di digiuno, la mattina del G14, i volontari si recheranno in ospedale e porteranno i loro campioni che saranno immediatamente condizionati per la conservazione. Saranno raccolti campioni di sangue. Quindi, verranno recuperate le biopsie rettali. Ogni settimana durante il periodo di intervento, verranno prelevate urine, feci e sangue (D21, D28, D35). Al termine del periodo di intervento, verranno recuperate le biopsie rettali (D35). Ad ogni visita verranno misurati il ​​peso corporeo e la pressione arteriosa.

Analisi Tutti i parametri misurati saranno espressi rispetto al basale.

L'assunzione dietetica sarà valutata dal dietologo sulla base delle registrazioni alimentari.

Campioni di feci

• Composizione e funzioni del microbiota
• Composizione dei metaboliti luminali
• pH, osmolarità, contenuto di acqua
• Test dell'acqua fecale su cellule HT-29 (colonociti) per respirazione mitocondriale, proliferazione, genotossicità, citotossicità, espressione genica

Urine

• Dosaggio dell'urea e della creatinina (marcatore del consumo di proteine ​​per verificare la compliance alimentare)
• Metabolomica

Sangue

• Parametri clinici (colesterolo totale, colesterolo LDL e HDL, acidi grassi non esterificati, trigliceridi, glicemia, insulinemia)
• Metabolomica

Biopsie rettali

• Analisi trascrittomica