Impatti delle lenticchie sul metabolismo e sull'infiammazione

Gli investigatori utilizzeranno un intervento parallelo di lenticchie rispetto al trattamento di controllo abbinato ai macronutrienti (fibre escluse) per 12 settimane negli adulti OW / OB con rischio dimostrato di T2D e CVD. Ai partecipanti verranno fornite diete sperimentali sotto forma di pasti di mezzogiorno preconfezionati per sfruttare l'effetto del secondo pasto e il minor apporto calorico al pasto serale. Verranno effettuate valutazioni pre e post-intervento per le seguenti variabili: composizione del microbioma intestinale (specie microbiche e abbondanza relativa), metaboloma intestinale, risposta postprandiale di TG, citochine infiammatorie e metaboloma sierico a un pasto ad alto contenuto di grassi. stimolo infiammatorio stabilito), glicemia sierica a digiuno, lipidi, insulina, marcatori e metaboloma dell'infiammazione, pressione sanguigna e misure antropometriche tra cui peso, composizione corporea, circonferenza della vita e quantità di tessuto adiposo viscerale. L'attività fisica, il comportamento sedentario e la dieta abituale saranno misurati in modo che queste variabili possano essere utilizzate per aiutare nella nostra caratterizzazione dei partecipanti e aiutare nell'analisi e nell'interpretazione dei dati.

Procedure:

Risposte lipidiche e infiammatorie postprandiali: le sfide con pasti ricchi di grassi con 40-100 g di grassi alimentari sono un test di laboratorio consolidato per misurare sia le risposte trigliceridemiche postprandiali che quelle infiammatorie. I ricercatori hanno utilizzato una dose di 50 g di grassi somministrati sotto forma di burro su pane tostato su > 50 individui perché questa particolare dose è efficace nel discriminare tra TG basso e alto e responder all'infiammazione. In breve, i partecipanti riferiranno al laboratorio dopo un digiuno notturno, un catetere venoso a permanenza verrà posizionato in una vena antecubitale e verranno raccolti campioni di sangue prima e 1, 2, 4 e 6 ore dopo l'ingestione dell'alto- pasto grasso. I campioni saranno analizzati in tempo reale per TG (e pannello lipidico completo più glucosio) utilizzando un analizzatore di chimica clinica (Piccolo xpress), mentre i campioni di siero saranno aliquotati e conservati a -80 C fino all'analisi per citochine infiammatorie, metabolomica e insulina. Gli investigatori misureranno le citochine infiammatorie (TNF-α, interleuchina (IL)-1β, IL-6 IL-17, IL-23 e fattore stimolante le colonie di granulociti macrofagi (GM-CSF)) utilizzando la tecnologia di multiplexing Luminex ad alta sensibilità (Bio- Rad Bio-Plex® 200 HTS) preparato da Millipore.

Intervento dietetico: utilizzando metodi stabiliti per un CRT in corso con lenticchie, gli investigatori prepareranno 7 pasti per partecipante a settimana per fornire una dose di 4,6 o 0 tazze di lenticchie a settimana per i gruppi sperimentali e di controllo. I pasti sono abbinati per contenuto di macronutrienti (ad eccezione delle fibre) e il tacchino macinato sostituisce le lenticchie nei pasti di controllo. Pasti simili saranno sviluppati per i fagioli neri. Ai partecipanti verrà chiesto di consumare il cibo fornito per il pasto di mezzogiorno, quindi di ridurre in modo proattivo le dimensioni delle porzioni e di non mangiare oltre la pienezza durante il pasto serale. Questa strategia sfrutta l'effetto di sazietà dei legumi al pasto di mezzogiorno e l'effetto "secondo pasto" in cui il consumo volontario viene ridotto al pasto successivo, quello serale. Ogni partecipante verrà intervistato una volta alla settimana per determinare se ha consumato il pasto sperimentale quel giorno, le sue percezioni di fame, pienezza, sazietà e soddisfazione per il pasto di quel giorno (alle 16:00) e il suo comfort gastrointestinale (livello di gonfiore, flatulenza, crampi e comfort) per tutto il giorno (alle 20:00). Questa metodologia è stata implementata con successo nel nostro studio in corso per dimostrare che i pasti di lenticchie sono ugualmente piacevoli, producono una maggiore sazietà e sono ben tollerati.

Analisi del microbioma intestinale: il DNA sfuso verrà estratto da campioni fecali utilizzando il kit di isolamento del DNA Powersoil® (Mo Bio Laboratories Inc.). Il DNA verrà spedito durante la notte all'Università del Michigan, Center for Microbial Systems, per il sequenziamento dell'amplicone Illumina MiSeq della regione variabile 16S V4. Le letture di sequenziamento non elaborate verranno elaborate e curate utilizzando il pacchetto software mothur (v.1.39.5), seguendo la procedura operativa standard mothur MiSeq, le sequenze potenzialmente chimeriche verranno identificate e rimosse utilizzando l'algoritmo Uchime (v4.2.40) e le classificazioni tassonomiche saranno assegnati utilizzando il classificatore bayesiano del Ribosomal Database Project e le unità tassonomiche operative (OTU) saranno assegnate in mothur utilizzando l'algoritmo di clustering basato sulla distanza VSEARCH alla soglia di somiglianza della sequenza del 97%.

Analisi metabolomica: I campioni saranno analizzati mediante spettrometria di massa con cromatografia liquida ad alta risoluzione (LCMS). Le colonne per cromatografia ad interazione idrofila (HILIC) e in fase inversa (RP) saranno utilizzate per la copertura profonda. L'identificazione dei metaboliti utilizzerà la corrispondenza del modello di frammentazione, gli standard autentici e la corrispondenza del database con METLIN e il database del metaboma umano (HDB). Nuove caratteristiche di notevole interesse saranno caratterizzate mediante cromatografia liquida, spettrometria di massa, estrazione in fase solida, risonanza magnetica nucleare (LCMS-SPE-NMR). L'analisi del percorso utilizzerà XCMS e mummichog.

Analisi dietetica. Le abitudini alimentari a lungo termine possono creare adattamenti che influenzano la risposta all'integrazione a breve termine di Aronia e lenticchie. Questo studio utilizzerà la versione più recente (2018) del Diet History Questionnaire (DHQ III), un questionario sulla frequenza alimentare progettato per adulti di età pari o superiore a 19 anni, sviluppato dal personale del Risk Factor Monitoring and Methods Branch (RFMMB) di l'istituto nazionale del cancro di NIH. Gli output di DHQ III includono costituenti di carboidrati, carotenoidi e tocoferoli, costituenti dietetici da integratori, grassi, acidi grassi e colesterolo, macronutrienti ed energia, minerali, costituenti proteici e vitamine sono costituenti dietetici e gruppi di alimenti disponibili nei file di output di DHQ III .

Attività fisica e monitoraggio del comportamento sedentario: i partecipanti indosseranno un accelerometro omnidirezionale Actical durante le settimane 1 e 12 dell'intervento per misurare l'attività fisica totale, il tempo in attività a bassa intensità, attività da moderata a vigorosa e attività vigorosa e attività sedentaria in minuti .

Analisi statistica: H1 sarà testato utilizzando t-test a due campioni per confrontare la differenza tra le valutazioni pre e post intervento. Utilizzando i dati preliminari per le risposte TG e le dimensioni dell'effetto del 50% coerenti con i risultati pubblicati nei modelli animali, è stato stimato che saranno necessari 18-24 partecipanti per gruppo per raggiungere una potenza da 0,76 a 0,86 con alfa = 0,05. Per testare H2, i ricercatori identificheranno i cambiamenti nel microbioma intestinale utilizzando i metodi utilizzati nella nostra ricerca preliminare per identificare le caratteristiche del microbioma intestinale che differenziano i risponditori di TG bassi rispetto ad alti, e quindi utilizzeranno l'analisi di regressione per determinare il livello di variabilità nei cambiamenti al impulsi e trattamenti di controllo spiegati dai cambiamenti nell'abbondanza relativa delle specie microbiche intestinali. Per testare l'H3, i ricercatori identificheranno i cambiamenti nei metabolomi dell'intestino e del siero, quindi determineranno le vie metaboliche associate ai cambiamenti metabolomici per identificare i potenziali meccanismi alla base degli impatti sulla salute dei legumi.