肥満の被験者のメンタルヘルスを改善するためのシンバイオティクスの治療の可能性。

肥満は、食習慣と環境的および遺伝的要因との複雑な相互作用に起因する、世界的に最も広範囲にわたる慢性疾患の1つです。 世界保健機関の統計によると、19億人以上の成人は太りすぎで、約6億5,000万人が肥満に苦しんでいます。 さらに、これらの個人は、2型糖尿病、アテローム性動脈硬化症、心血管疾患、非アルコール性脂肪肝疾患、生殖の問題、何らかの癌など、多数の代謝障害を発症するリスクが高くなっています。 ライフスタイルと薬理学的介入は、肥満を治療するための最も重要な戦略の2つです。 ただし、厳密なライフスタイルの変化は、限られた数の個人によってのみ受け入れられていることが多く、抗肥満薬は何らかの悪影響を与える可能性がありますが、その有効性は長時間使用後に減少することがよくあります。 したがって、肥満を治療するための便利で効果的な補助療法がないことです。

肥満とうつ病や不安などの気分障害との間には、双方向の関連性があります。 肥満は、自尊心だけでなく、健康と生活の質にも悪影響を及ぼします。 具体的には、肥満のある人の約50％が抑うつと不安な特性を発症すると推定されています。これらは女性でより一般的であり、肥満の程度が増加するにつれてより頻繁です。 さらに、肥満の人々は、しばしばかなりの感情的な負担を負い、ストレスの増加、日々の心配、さらには日常生活の活動を行うのが困難になります。 自尊心と身体のイメージに悪影響を与える病気の汚名に加えられ、これらの個人の生活の質と感情的な状態が悪化します。 したがって、メンタルヘルスは肥満と密接に接続されており、身体的および感情的な側面の両方に対処することは、全体的な幸福を促進するために重要です。 健康的な体重と適切なメンタルヘルスを維持するのに苦労している人々のために、食事、運動、感情的および心理的サポートの介入を含む全体的なアプローチを採用することが重要です。

腸脳軸は、腸と中枢神経系の間の双方向通信ネットワークであり、神経免疫性と神経内分泌プロセスを介して機能します。 うつ病の発症への関与は仮定されており、短鎖脂肪酸、ガンマアミノ酪酸（GABA）、および腸内微生物叢に由来するトリプトファン代謝産物などの分子によって媒介されます。 異常症または微生物叢の恒常性の変化の状況では、腸内脳の経路は規制緩和され、神経炎症および血液脳関門透過性の変化に関連しています。 さらに、腸内微生物叢の変化は、セロトニンやドーパミンなどの神経伝達物質の放出に直接影響を与えることにより抑うつ状態に寄与する可能性があり、ストレス反応と視床下部 - 下垂体 - 副腎（HPA）軸に影響を及ぼし、脳由来の神経栄養因子（BDNF）レベル（BDNF）レベルを促進する神経症因子（BDNF）レベルに影響を与えます。 たとえば、うつ病は、C反応性タンパク質（CRP）およびIL-1、IL-2、IL-6、IFN-Y、IL-1βなどのサイトカインの放出の増加に関連しています。

肥満はまた、腸レベル、インスリン抵抗性、および体脂肪沈着で炎症を引き起こします。 この分野での研究は、腸内微生物叢、肥満、およびインスリン抵抗性の組成の間に双方向の関係があることを示唆しています。 肥満の人は、健康な体重を持つ人と比較して異なる微生物組成を持っていることが観察されています。 腸内微生物叢のこの変化は、食物からエネルギーを抽出する能力を高め、低悪性度の炎症を促進し、脂肪発生の増加、脂肪酸酸化の減少、および他のメカニズムの間でトリグリセリドの蓄積を増加させることにより、肥満の進行にさらに寄与する可能性があると考えられています。

免疫系と炎症の調節における腸内微生物叢の役割を考慮すると、慢性炎症はうつ病や不安を含む肥満と心理障害の両方に関連していることが観察されます。 腸内微生物叢のこれらの変化は、全身性炎症と免疫機能障害に寄与する可能性があり、肥満と心理障害の両方に影響を与える可能性があります。 一部の腸内細菌には、気分や不安を調節するために重要なセロトニンやGABAなど、腸レベルで吸収可能な神経伝達物質を生成する能力があります。 腸内微生物叢の組成の変化は、これらの神経伝達物質の産生に影響を与え、したがってメンタルヘルスに影響を与える可能性があると考えられています。

カロリー制限や運動などのライフスタイルの修正は、減量に最適な治療法と考えられていますが、肥満の人に役立つ腸内微生物叢の調節など、他の補助的な選択肢があります。 肥満の個人にプレバイオティクス、プロバイオティクス、およびシンビオティクスが投与された研究は、腸内微生物叢の変調を通じて体重減少や​​その他の代謝パラメーターに有益な効果を示しています。 肥満における腸脳軸を暗示する新たな証拠と心理障害との関係により、腸内微生物叢を回復するための治療法としてのこれらの治療の開発への関心が高まっています。

プレバイオティクスは、健康を促進し、病気を予防する上で有益な役割を考えると、機能的な食品です。 例は、代謝プロセスを調節して健康を促進する能力のために、生物活性化合物と見なされるタンニンです。 摂取されたタンニンの多くは、腸内微生物叢が酢酸、プロピオン酸、酪酸などの短鎖脂肪酸を含む代謝物に変換する大腸に到達します。 これらの短鎖脂肪酸は、宿主の腸と全体的な健康にさまざまな有益な効果をもたらすことができる重要な代謝産物です。 また、次のメカニズムを通じて潜在的な抗糖尿病効果を発揮します。（i）血液中のインスリンとプロインスリンレベルの改善：多糖への結合のためのタンニンの親和性は、ガストリオン帯域でのグルコースの利用可能性の遅延と低下を引き起こします。 さらに、いくつかの研究では、加水分解可能なタンニンと凝縮タンニンを介して、α-アミラーゼとα-グルコシダーゼの活性を阻害する可能性が報告されています。 （ii）インスリン感受性組織に対するインスリン様効果：プロシアニジンは、細胞内インスリンシグナル伝達経路の特定の成分に作用する可能性があります。 （iii）膵臓細胞の抗酸化環境の調節：酸化ストレスは、膵臓細胞アポトーシスを決定する際にインスリン抵抗性に役割を果たすと考えられています。 さらに、膵臓の抗酸化酵素に関連する遺伝子の発現は低いです。 タンニンの高い抗酸化能力は、抗炎症特性（TNFα、IL-1、IL-6レベルなどを減少させる）および心臓保護特性（スーパーオキシドジスムターゼなどを増加させ、ROSなどを減少させる）とともに、インスリン抵抗性の病因に対抗することができます。

具体的には、高分子量のタンニンは、結腸前の腸内微生物叢に到達します。 この場合、化合物は微生物によって代謝され、元の分子と比較して異なるバイオアベイラビリティ、活性、または機能効果を持つ代謝産物を産生します。 最後に、タンニンは腸内微生物叢の組成と機能を調節し、病原体を選択的に阻害し、有益な細菌の成長を促進することができます。

プロバイオティクスは、適切な条件と量で投与されると、腸の微生物バランスを改善する微生物の製剤です。 これらの微生物は、ヒト結腸上皮におけるIL-8サイトカインの誘導を防ぐことにより、炎症を抑制し、免疫系を調節することが示されています。 プロバイオティクス介入は、腸内微生物叢の豊富さと機能を改善することにより、肥満と関連する合併症の治療に寄与する可能性があります。 したがって、プレバイオティクスとプロバイオティクスの介入（シンビオティクス）の組み合わせは、代謝障害の相乗的で効果的な治療を提供することができます。 さらに、大うつ病性障害などの精神疾患におけるシンビオティクス補給の肯定的な役割が実証されています。 この場合、シンビオティクスは、トリプトファン代謝を促進し、扁桃体のドーパミン代謝産物濃度を減少させることにより、うつ病の症状を改善する可能性があります。

シンバイオティクスは、微生物叢のタイプと機能性を改善し、腸の炎症を軽減し、体にこの効果をもたらすホルモンの産生の増加を通じて満腹感を促進するのに役立つことが示唆されています。 したがって、これは肥満の管理に有益です。 シンバイオティクスは、Gタンパク質共役受容体に結合し、腸内細胞性L細胞からのグルカゴン様ペプチド1（GLP-1）およびペプチドYY（Pyy）の分泌を増加させる短鎖脂肪酸を生成することにより、主要栄養素代謝を調節する上で重要な役割を果たす可能性があります。 これらのバインディングは、膵臓β細胞によるインスリン産生を引き起こし、グルカゴン分泌を阻害し、肝臓の糖新生を減少させ、インスリン感受性を高めることができます。 また、シンビオティクスは腸機能を改善し、ムチン産生を高め、結腸の病原性グラム陰性菌の数を減らします。 これらの変化は、粘膜壁と代謝性内毒素血症を介したリポ多糖（LPS）の伝達を減少させ、最終的にインスリン受容体機能の改善とインスリンレベルの低下につながる可能性があります。 以前の研究では、彼らの投与は、とりわけ、うつ病や不安の典型的な心理的症状の両方に有益であることが示されています。 シンビオティクスを伴う6週間の介入は、プラセボと比較してうつ病の症状を大幅に軽減できます。 この分野では、2017年のメタ分析により、プロバイオティクスは、健康な成人ボランティアの不安、うつ病、ストレスを含む心理的症状を軽減できることが示唆されました。 腸内微生物叢は、セロトニンのような神経伝達物質を直接生成し、その生産に影響を与えることができます。 また、免疫調節機能を備えており、炎症性サイトカインIL-1およびIL-6の産生を通じて視床下部 - 下垂体軸を活性化することができます。

これに関連して、肥満のある人のタンニンと有益な腸株で構成されるシンビオティクスを伴う介入は、抗酸化能力と短鎖脂肪酸生産を増加させ、満腹感と気分に関与する神経伝達物質の産生を調節し、ガット微生物叢のバランスを促進し、粘液保護を促進することにより、健康に有益な効果をもたらす可能性があります。

したがって、シンバイオティック介入を組み合わせることで、代謝障害と心理的障害の両方に相乗的かつ効果的な治療を提供できます。 治療、精神的健康への心理的支援、およびシンバイオティック治療の両方を含む肥満に包括的に対処することで、感情状態、肥満、心理障害が改善される可能性があります。 最終的に、影響を受ける個人の生活の質を高めることができます。 この分野での研究はまだ進行中であり、これらの相互作用を完全に理解するためにはより多くの証拠が必要ですが、腸内微生物叢の健康が複雑で重要な方法で身体的および精神的健康に影響を与える可能性があることを示唆する証拠が増えています。 バランスの取れた食事、繊維が豊富な食品やプロバイオティクスの摂取、およびストレス軽減を通じて健康的な腸内微生物叢を促進することは、他の治療と相乗的にさえ、肥満と心理障害の両方に対処するのに有益な場合があります。

したがって、私たちの目標は、乳酸酸細菌、ビフィドバクテリア、タンニンベースの植物複合体で構成されるシンビオティクスの摂取が、肥満障害に応じて、肥満障害に応じて肥満障害に応じて肥満障害に応じて肥満の存在に依存する肥満の患者の不安と抑うつ症状、血糖プロファイル、およびインスリン抵抗性を改善できるかどうかを判断することです。神経伝達物質の生成、および腸内微生物叢の微分変化。

臨床的基底、前向き、無作為化、二重盲検プラセボ対照介入研究が、抑うつおよび/または不安障害を呈する肥満の患者に提案されています。

提案された目的を達成するために、抑うつおよび/または不安障害を呈する肥満の120人の患者（n = 60）、および障害のない患者（n = 60）が含まれます。 うつ病と不安の診断基準は、DSM-5で確立された基準になります。 さらに、各グループは2つのサブグループにランダムに分割され、そのうちの1つはシンバイオティクスを受け取り、もう1つは対応するプラセボ（グループあたり30個）を12週間受け取ります。 ランダム化プロセスは、ランダム割り当てのソフトウェアプログラムを使用して実行されます。 患者は、ペセット病院博士の内分泌学および栄養相談の肥満ユニットに参加し、次の基準を満たすため、研究に順次登録されます。

• 包含基準：BMIの30〜40 kg/m²の患者、18〜65歳で、既知の疾患期間は5年以上です。 さらに、すべての患者は、研究の3か月前に安定した体重（5％未満の変動）を維持します。
• 除外基準：研究開始の3か月前に抗生物質を服用した患者と、プロバイオティクスおよび/またはプレバイオティクスを含むサプリメントの事前使用。 また、腸疾患と診断された患者、および以前の胃腸手術を受けた患者。 肥満、1型糖尿病、妊娠または授乳、活性腫瘍性疾患の二次原因、および肝臓または腎不全の確立された原因は除外されます。 最後に、不安やうつ病とは異なる他の診断された精神障害のある患者、および研究の開始前に抗うつ薬で治療を受けている患者も除外されます。

研究を開始する前に、患者またはその法定代理人は、研究の目的を説明し、可能な疑いを解決した後、インフォームドコンセントフォームに署名します。 この研究では、ヘルシンキでの人間の実験とその後の更新のために確立された倫理的ガイドラインに準拠しています。また、病院の倫理委員会の承認もあります。 研究中に収集された医療情報とすべてのデータは、個人データ保護および対応する王室令1720/07に関する有機法15/1999に従って秘密にされます。

研究の開始時に、栄養士の栄養士は個別の栄養評価を実施して安静時のエネルギー消費を計算し、個々の低カロリー食い食事を作成し、各個人の総エネルギー消費から500 kcalを減らし、各大筋ント（50-55％炭水化物）の推奨されるインテークを維持します。 食事監視は、依存症を避け、食事の遵守を強化するのに役立ち、副作用を監視します。 治療群はシンビオティック製剤を備えたカプセルを受け取り、コントロールグループにはプラセボカプセル（マルトデキストリン）を受け取り、両方のグループに12週間毎日服用するように指示されます。 シンビオティクスは、ラクトバチルスアシドフィルス、ラクトバチルスcasei、およびビフィドバクテリウムlactis（各2×10°CFU/g）で構成されるプロバイオティクス部品と、タンニン（350 mg）に基づく植物複合体で構成されるプレバイオティクス部品で構成されます。 プラセボは、シンバイオティックカプセルと同じように見えます。 裁判に参加しているスタッフの盲検化を維持するために、研究製品の準備とコンテナの充填は、盲目的な条件下で動作するSILVATEAMとSACCOの企業によって行われます。

介入の開始時に、患者の現在の状態に関する情報を収集するために、構造化された心理的インタビューが実施されます。疾患の歴史と進化（肥満と心理障害）、摂食パターン、睡眠の質、関連する心理的併存疾患、家族と社会的分野、変化の動機、および期待。 患者の生活の質（感情的、社会的、個人）に対する肥満の影響が評価されます。 心理的追跡調査は、研究の4、6、および12週間で行われます。 介入中、動機付けの状態、食習慣、ライフスタイル、自制心、認知行動の変化、再発防止が評価されます。

研究の開始時と食事介入後、空腹時血液サンプル（12時間）、唾液、尿（24時間）、および便サンプルが収集されます。 次のパラメーターが決定されます。

1. 人体測定パラメーターと体組成の重量と高さが測定され、BMIが計算されます（重量 /（高さ）²）。 腰と股関節の周囲、および血圧も決定されます。 さらに、生体電気インピーダンス（SECA MBCA550®）を使用したベクトル分析は、介入の開始時と終了時の両方で実行されます。

   患者は、身体活動を監視するためのIPAQアンケートとともに、最初、6週間、および12週間に3日間の食事ログ（週末の1日を含む）を完了します。 また、製品の順守とコンプライアンスに関するアンケートにも記入します。

2. 心理的評価まず、うつ病の不安とストレススケール21（DASS-21）アンケートを適用します。 初期の結果に基づいて、ストレス、不安、およびうつ病は、3つの検証済みスケールを使用して評価されます：ベックうつ病インベントリ（BDI-2）、知覚されたストレススケール（PSS）、国家 - 特性不安インベントリ（STAI）、およびローゼンバーグアンケートを使用した自尊心。 この評価により、被験者の分類は両方のグループ（不安やうつ病の有無にかかわらず肥満）に分類され、シンバイオティクス摂取グループの後に大幅な改善があるかどうかを確認します。
3. 生化学的パラメーター完全な脂質プロファイルが評価され、酵素法、HDL-C（直接降水方法）、LDL-C（Friedewald's Formulaを使用して計算）、およびVLDL-C（TG/5）を使用して、総コレステロール（TC）およびトリグリセリド（TG）を決定します。 アポリポタンパク質BおよびA-Iは、腎測定によって決定されます。 非HDLコレステロール（TC-HDL）およびアテローム生成血漿指数（API = log（TG/HDL））が計算されます。 空腹時血糖とインスリンは、それぞれヘキソキナーゼ酵素法と化学発光を使用して測定され、HOMA指数はインスリン抵抗性を評価するために計算されます。 肝臓と腎臓の機能、完全な血液数、凝固、およびホルモンプロファイルは、AST、ALT、GGT、LDH、アルカリホスファターゼ、クレアチニン、糸球体ろ過率、A1C、および甲状腺機能（TSH、遊離T4）の次のマーカーを使用して評価されます。 これらのパラメーターはすべて、ペセット大学病院博士の臨床分析サービスで決定されます。
4. バイオマーカーの測定D.1）Luminex XMap-Multlex Legolicalを使用して、炎症性パラメーターと抗酸化能力能力炎症状態を評価することにより、炎症状態は評価されます。 製造元の指示に従って、サンプル処理とデータ分析が実行されます。 LPSの血清レベルはELISAによって決定されます。 血清中の総抗酸化能は、E-BQCシステム（バイオコセム）を使用して決定されます。

D.2）腸ホルモン（GIP、GLP1、PYY、グレリン、レプチン、CCK）のペプチドおよび腸機能血清レベルの測定は、Luminex X-Mapテクノロジーを使用して決定されます。 腸の透過性と微生物転座を評価するために、ゾンリン、オクルディン、LBP、FABP2/I-FABP、およびREG3Aの血漿レベルをELISAキットを使用して測定します。 血漿中のβ-グルカンの検出は、Limulus Amebocyte lysate（LAL）アッセイを使用して実行されます。

D.3）神経伝達物質ペプチド分析コルチゾール、ドーパミン、セロトニン、および血漿、24時間尿、または唾液のオキシトシンレベルは、ELISAキットまたはLuminex X-Mapテクノロジーを使用して決定されます。

D.4）メタボロミック分析NMR（核磁気共鳴）が適用され、大規模な表現型の患者コホートから広範な代謝プロファイルが得られます。 当初、すべてのサンプルはNMRによって分析され、アミノ酸、糖、リン脂質、炎症マーカー、糖タンパク質、リポ粒子、およびいくつかの微生物共同代謝産物を含む最大40の代謝産物のグローバルな代謝プロファイルを取得します。

異なる代謝産物の統計的有意性は、SPSSおよびMATLABソフトウェアを使用して潜在的な誤検出率（FDR）を修正した共分散テストを使用して分析されます。 診断、分類、および予測モデルを構築するための化学測定分析は、PCA用のカスタムMATLABスクリプトとPLSツールボックス、潜在的な構造二微小分析（PLS-DA）への投影、階層的クラスター分析（HCA）、および臨床および介入パラメータに基づくグループを分類するスペクトルデータの同様のアプローチを使用して実行されます。 代謝ネットワークは、Cytoscapeと、ゲノミクス用の遺伝子およびゲノム（KEGG）の京都百科事典（KEGG）を使用して構築され、プロジェクトのメタボロミック結果およびその他の分子結果を統合します。 最後に、すべての結果は相互検証によって評価され、異なる代謝物とスコアの差別的/予測力がレシーバー動作特性（ROC）曲線を使用して分析されます。

d.5）微生物叢核酸精製、16S rRNA遺伝子増幅、および最初に配列決定の研究では、便サンプルは、高速化システム（MP Biomedicals）を使用して硬化、均質化、および溶解します。 メーカーの指示に従って、自動化されたMagna Pure LCプロトコル（Roche、Manheim、Germany）に続いて総DNAが抽出されます。 Metagenomicライブラリは、Illuminaのプロトコルに続いてNextera XTキットを使用して取得されます。 16S rRNAのV3-V4領域は増幅され、イルミナのプロトコル後にライブラリが精製されます。

MISEQシーケンスは、V3キット（2x300サイクル）を使用して実行され、アンプリコンの両端から65時間ごとに300 bpの読み取りを生成します。 Fisabio-SaludPúblicaCenterのイルミナシーケンサーを使用して、超深度シーケンスが実行されます。

16S rRNAの系統解析は、QIIMEソフトウェアを使用して実行されます。 Metagenomic Readsの機能的割り当ては、Fisabioで開発された専用バイオインフォマティクスパイプラインを使用して実行されます（フィールドの最先端の方法論をカスタマイズ可能なスクリプトと統合）。

微生物群集の分析（生物多様性、クラスタリング、ヒートマップ）および統計分析は、Rソフトウェアを使用して実行されます。 バイオマーカー発見分析には、Lefseプラットフォームが使用されます。

D.6）遺伝子発現分析NCounter®のNanoString®テクノロジーを使用して、遺伝子発現レベルの変化を評価します。これにより、心理障害の/伴わない肥満患者間で変化するメッセンジャー分子を特定できます。 このシステムは、最小限のサンプル量を使用して、レトロトランスクライプションや増幅なしで個別の識別のために、各標的分子を蛍光プローブでハイブリダイゼーションすることを可能にします。 Geneall®RibospintMTotal Kitを使用してPBMCSから総RNAを抽出し、わずか100〜200 ngの総RNAから、マルチプレックス代謝パネルは768の遺伝子を評価し、炎症性および代謝経路に焦点を当てます。 結果は、NSOLVERツールを使用して分析されます。 これらの実験は、S.L。診断ロングウッドに下請けされます。

d.7）腸脳軸をシミュレートする複雑な細胞モデルでの結腸消化の作用メカニズムのin vitro研究は、発酵消化物（患者の糞から）と接触する腸細胞と、吸収材料と接触している吸収材料と接触している吸収材料と接触している神経芽腫細胞と接触している腸細胞を吸収します。 バイオマーカー分析では、炎症性サイトカインおよび神経細胞受容体の変化の腸レベルでの変化が観察され、後でin vivoの結果に関連する可能性があります。 この設計には、十分なコントロールサンプルの複製、安定化後の結腸消化、およびプラセボまたはシンビオティクスでの治療後の結腸消化を得ることが含まれます。