人乳オリゴ糖 (HMO) と腸内微生物叢、南極の免疫システム

この研究の目的は、腸内フローラ、腸内の炎症プロセス、一般的な免疫状態、炭水化物の調節、脂肪を改善する手段として、母乳に含まれる炭水化物の特定の混合物（HMO）であるプレバイオティクスの補給の効果を調査することです。南極における骨代謝と神経学的変化。 標高約 3200 m のコンコルディア基地 (南極大陸) での約 1 年間の滞在には、長い旅とその後の極端な環境条件、および対応する適応メカニズムが含まれているため、滞在中の変化を調査するための非常に優れた地上モデル (アナログ モデル) となります。空間が残る。 長期的（すなわち、 6 か月以上）微小重力にさらされると、耐糖能障害、免疫機能の低下、骨量減少などの多くの生理学的反応が引き起こされ、非常に深刻な健康被害を引き起こす可能性があります。 この類似モデルでは、それほど深刻ではないものの、宇宙飛行時と同様の変化が免疫系または耐糖能に関して観察されます。

食事の構成は腸内細菌叢の構成に大きな影響を与えます。 特に、食事の炭水化物は、健康にプラスの影響を与える可能性のある特定の細菌の基質となります。 プレバイオティクスは、宿主微生物によって選択的に使用され、健康上の利点を提供する基質として定義されます。 プレバイオティクスは腸内微生物によってのみ消化され、腸内の細菌の増殖や活動を刺激し、健康上の利点や幸福感の向上を示します。 細菌の増殖のための主な栄養素は非消化性の炭水化物であり、定義上、宿主、この場合は人間の生物体（宿主）によって消化されません。 非消化性炭水化物には、例えば、難消化性デンプンおよびデキストリン、非デンプン多糖類（NSP）（例えば、難消化性デンプンおよびデキストリン）が含まれる。 ペクチン）および難消化性オリゴ糖（例: ラフィノース、イヌリンなど）。 これらの炭水化物は腸内細菌によって発酵されて、主に酢酸、プロピオン酸、酪酸などの短鎖脂肪酸 (SCFA) になります。 このプロセスは主に大腸で行われますが、小腸でも行われます。 SCFA は大腸の粘膜に急速に吸収され、全身に影響を及ぼし、たとえば宿主のエネルギー需要に貢献したり、宿主の生理機能や健康に大きな影響を与える腸と脳のコミュニケーションを仲介したりします。

HMO はプレバイオティクスでもあり、母乳中に 3 番目に豊富に含まれる固体成分です。 したがって、HMO の影響に関してこれまでに発表された研究のほとんどは乳児を対象に実施されています。 HMO は腸内では消化されず、主に大腸内に存在する細菌によって利用されます。 乳児では、HMO が腸内細菌叢の健全な構成を促進するだけでなく、病原体の増殖を阻害し、炎症に関与する遺伝子の発現を調節することが示されています。 いくつかの in vitro および in vivo 研究では、ロタウイルス、ノロウイルス、HIV、インフルエンザなどのさまざまなウイルスに対する HMO の抗ウイルス特性が示されています。 HMO は、免疫応答を強化することにより、免疫システムにおいて重要な役割を果たします。 成人に対する HMO の最初の適用は、これらの発見を裏付けています。

したがって、この研究は、南極のコンコルディア基地で冬眠中に毎日 5.5 g の HMO 混合物を投与することが、以下にどのような影響を与えるかを調査することを目的としています。

• 耐糖能
• 炎症過程
• 免疫機能
• 脂肪と骨の代謝と
• 幸福

研究手順 これは、いわゆるプラセボ対照のランダム化介入研究であり、並行計画で行われます。 これは、被験者がランダムに選択され、毎日 HMO の混合物またはプラセボのいずれかを投与されることを意味します。 受験者の学習時間は約 1 時間です。 20ヶ月。 毎年9月頃の南極出発前の検査期、南極越冬中の6期、帰還後約6か月後の1期に分かれる。

個々のフェーズは同一であり、その一例を図 1 に示します。

1 日目 (週末) 2 日目 3 日目 4 日目 5 日目 空腹時採血 X 経口ブドウ糖負荷試験 X 唾液サンプル X 糞便サンプル X X X (X) 食事記録 X X X HMO 補給 毎日、コンコルディアでの最初のセッション後に開始

図 1: テストの各フェーズの表現 (図 1 の U)

介入 介入、つまりこの研究で使用される治療手段は、あるグループに、母乳に類似しているが細菌によって生成される炭水化物混合物 5.5 g を毎日投与することです。 この量は、人間が消費しても安全であると欧州管理当局によって証明されています。 もう一方のグループには、対応するプラセボであるマルトースが投与されます。

測定方法 血液検査と静脈アクセス 末梢静脈からの採血には通常、静脈穿刺のリスクが伴います。 これらは穿刺部位の血腫または感染症です。 末梢静脈アクセスを設置すると、まれに静脈 (硬化療法) や末梢神経に損傷が生じる場合があります。 採血と静脈アクセスは経験豊富な医師によって行われるため、リスクが最小限に抑えられます。

空腹時採血 さまざまな血液パラメータを分析するための絶食時血液サンプルは、経口ブドウ糖負荷試験 (OGTT) と同じ日に採取されます (図 1 を参照)。 OGTT のために数回の血液サンプルが採取されるため、飲み物を飲んだ後も、繰り返しの穿刺を避けるために、留置静脈カニューレ (小さなプラスチックのチューブ) の形で静脈アクセスが前腕の領域に配置されます。腕の静脈。

経口ブドウ糖負荷試験による耐糖能 いわゆる経口ブドウ糖負荷試験（OGTT）を使用して、介入期と対照期の間のグルコース代謝（糖代謝）の違いを確認できます。 各研究段階のおよそ 3 日目に、75 g のブドウ糖 (Medicalfox Gluko 75 粉末) と 300 ml の飲料水から調製した飲み物を朝、絶食状態で摂取します。 血液は、飲み物を与えてから最初の1時間は15分ごと、2時間目は30分ごとに採取されます。

唾液サンプル 唾液サンプルは、ストレスレベルを反映する特定のホルモンや特定のウイルス（ヘルペスウイルス、ロタウイルス）の反応性を検査するために採取されます。 この目的のために、準備した容器（サリベット）から取り出した小さな綿ウールのロールを口の中で数分間噛み、検査段階で一度採取管に戻します。 採取された唾液は凍結され、その後研究室で分析されます。

糞便の採取 腸内細菌叢の変化を調べるために、各段階で連続 3 日間、糞便のサンプルを採取します。 この目的のために、便をよりよく収集するために、いわゆる「便キャッチャー」をトイレの上に置きます。 次に、これらの糞便から 3 つのサンプルが 3 つの異なるチューブに採取されます。 各チューブの中の小さなスプーンに糞便を入れ、チューブに戻し、閉じて冷凍します。

食事の記録 腸内細菌叢に対する食品組成の影響を推定できるようにするために、摂取した食品を営業日 2 日と週末 1 日に記録します。 これは、準備されたダイエットログで行われます。