心臓代謝の健康改善のための食事による腸内微生物叢の調整 (DINAMIC)

2050 年には、世界中の成人人口の約 40 ～ 50% が過体重/肥満 (BMI > 25/30 kg/m2) となり、そのうちの 10 ～ 20% がインスリン抵抗性を発症し、メタボリックシンドロームや 2 型を引き起こすと推定されています。糖尿病（T2D）。 T2D は、2030 年までに世界で 7 番目に多い死因になると予測されています。 肥満と T2D は、心血管疾患 CVD の発症の主要な危険因子です。 心血管リスクを軽減するために現在利用可能な治療戦略にもかかわらず、予防できる心血管イベントは全体の 3 分の 1 未満です。 したがって、肥満およびメタボリックシンドローム/T2Dに関連する心血管合併症は、西洋社会における主要な健康問題であり、現在利用可能な治療法では解決できない相当の社会的および経済的負担(ヨーロッパの全死亡者数の40%、年間1,960億ユーロ)を示しています。パラダイム。 CVD と糖尿病の密接な関係に基づいて、これら 2 つの疾患を合わせて心臓代謝性疾患 (CMD) と呼ばれます。 予防戦略に関しては、肥満およびT2DからCVDへの移行段階を調節する分子機構を理解することが重要です。 特に、心血管の健康を維持するための新しい予防戦略を提案するには、心血管合併症の発症を促進または遅らせる環境要因（主に食事と腸内微生物）を特定する必要があります。 最近のデータは、腸内の微生物群集 (腸内微生物叢) が全身の心臓代謝調節、炎症活性化、そして最終的には CVD に大きな影響を与えていることを示しました。 CMD発症に対する抵抗性に寄与する食事とマイクロバイオームのプロファイルを定義することは、栄養疾患予防の分野において大きな前進となるだろう。 赤身肉や加工肉、精製穀物や砂糖、高脂肪乳製品の多量摂取を特徴とする西洋の食事パターンは、西洋諸国におけるCMDの高い発生率と関連しています。 対照的に、地中海食（Med-D）は、果物、野菜、豆類、ナッツ、最小限に加工された穀物の高レベルの摂取、中程度の魚の摂取量、飽和脂肪、肉、およびその他の摂取量の少なさを特徴とする、栄養学的に推奨される食事パターンです。乳製品、アルコールの定期的かつ適度な摂取、主な脂肪としてのエキストラバージンオリーブオイル。 Med-D はユネスコにより無形文化遺産として認められています (www.unesco.org/culture/ich/RL/00884) そして、肥満、T2D、およびCVDの治療に有益であることが示されました。 さらに、異なる食事療法を持つ153人の被験者（雑食者、ベジタリアン、ビーガン）を含むイタリアの観察研究からのデータは、Med-D（Sofi et al., 2010に従って分類）の順守が最も高い個人は、特定の繊維分解細菌、糞便中の短鎖脂肪酸レベルの増加、およびアテローム生成化合物 TMAO の尿中濃度の低下。 しかし、Med-D と腸内の微生物集団の間の相互作用は依然として不明です。

この枠組みにおいて、本プロジェクトは、腸内微生物群集の改変を介して、ヒト被験者の心臓代謝の健康維持に対する食事の影響に焦点を当てます。 研究の具体的な目的は、心臓代謝の健康を維持するための新たな標的介入を確立し、それによって食事と腸内マイクロバイオームの因果関係をテストすることである。標準化努力による調和を目指し、メタオミクスアプローチを通じて腸内環境の機能を研究する。 この研究には、等カロリー地中海食（Med-D）による2か月間の食事介入の確立が含まれます。 介入中および介入後の詳細な宿主の表現型解析と腸内微生物叢のプロファイリングと組み合わせることで、CVD のリスクが高い集団における食事と腸内微生物叢の因果関係の評価が可能になります。

Med-D グループの被験者には、7 日間の食事日記のリコールによって確立された自身の食習慣に基づいて調製された個別の食事が割り当てられます。 習慣的な食事のエネルギー値と主要栄養素全体の組成は、Med-D 介入中は変更されません。 ただし、炭水化物（食物繊維対デンプン）、食事性脂肪（飽和対一価/多価不飽和脂肪酸）、およびタンパク質（植物対動物）の組成の変更が適用されます。 簡単に言うと、Med-D は以下を達成するように調製されます。 1) 主に精製小麦製品を全粒小麦製品および/または果物/野菜に置き換えることにより、食物繊維からのエネルギーが 2% 増加します。 ２）脂肪からのエネルギーの１：３：１（飽和：一価不飽和：多価不飽和）の分配、動物性脂肪を植物性脂肪に置き換え、バージンオリーブオイルの消費を導入／増加させる。 ３）肉および／または乳製品を豆類に置き換えて、タンパク質からエネルギーを１：４（動物性タンパク質：植物性タンパク質）に再分配する。 対照被験者は介入中に習慣的な食事を変更しません。 すべての被験者は、8 週間の介入期間中、身体活動レベルを変更しないことが要求されます。 コンプライアンスは、自己記録された 4 日間（勤務日 3 日と週末 1 日）の食事日記と国際身体活動アンケート (IPAQ) によって 2 週間ごとに評価されます。 ベースラインでは、プロトコールの開始から1か月後および2か月後に採血が行われ、絶食している被験者から尿と糞便が収集されます。

参加者のサブグループでは、割り当てられた食事に従って、地中海食または対照食の昼食に似た試験食の後に、食後の血糖値および脂質反応が評価されます。 試験食はベースライン時と介入終了時に実施され、グルコース、インスリン、脂質、およびSCFAを測定するために絶食時と食後4時間に採取されたサンプルが使用されます。

メタボロミクスに基づいてコンプライアンスのさらなる分析が行われ、動物/植物タンパク質、オリーブオイルの摂取量、フェノール類を含む食品の摂取量の増加を区別できるようになります。 メタボローム（食事と微生物の代謝の両方を反映することがよく知られている）も、バイオインフォマティクスとケモメトリクスの両方のアプローチを使用して、保護プロファイルまたはリスクプロファイルを特定するためにカテゴリー間で比較されます。 メタゲノムは、すでに発表された画期的な研究で利用された SOP に従って分析されます。 事前に定義された個体グループを比較することで、グループ内で存在量が異なる微生物遺伝子（例: CMD では双子が不一致）。 さらに、遺伝子は臨床的および栄養学的関心の連続変数に関連付けられます（例: インスリン感受性、特定の食事成分の摂取）共分散分析による。 介入研究からの生理学的出力データ、メタゲノムおよびメタボロームプロファイルを連結したデータセットで、Med-Dへの相対的な遵守に従って対象を分類できる多変量解析（PLS-DA）によって特徴のサブセットを予測します。 このプロファイルは、介入に応じて特定の変化がないかマイクロバイオームを調査するために使用されます。

個々の抗酸化マーカーおよび炎症マーカーに対する Med-D の効果を検出するために必要なサンプル サイズは、各治療グループの 30 人の参加者が十分な検出力 (誤差 0.05、80%) を示すことを示した UNINA によって実施された以前の研究に基づいて定義されています。パワー、両側テスト) を使用して、尿中および糞便中のフェルラ酸の 50% の変化と空腹時 TNF の 30% の変化を検出します。 さらに、他の研究に従って変動を使用することにより、空腹時総コレステロールの 10% 変化を検出するには、28 人の参加者のサンプル サイズが適切であると推定されます。 参加者数は、脱落者を補うために 1 グループあたり 40 名に増加します。 サンプル（糞便、静脈血、および酸性化されていない 24 時間尿）は、ベースライン、食事療法開始後 4 週間および 8 週間後に収集されます。