심장 대사 건강 개선을 위한 식이 유도 장내 미생물군집의 배열 (DINAMIC)

2050년에는 전 세계 성인 인구의 약 40-50%가 과체중/비만(BMI > 25/30 kg/m2)이 될 것으로 추정되며, 이들 중 10-20%는 인슐린 저항성을 일으켜 대사 증후군 및 제2형을 초래합니다. 당뇨병(T2D). T2D는 2030년까지 전 세계적으로 7번째 주요 사망 원인이 될 것으로 예상됩니다. 비만과 T2D는 심혈관 질환 CVD 발병의 주요 위험 요소입니다. 심혈관 위험을 줄이기 위해 현재 이용 가능한 치료 전략에도 불구하고 모든 심혈관 사건의 1/3 미만을 예방할 수 있습니다. 따라서 비만 및 대사 증후군/T2D와 관련된 심혈관 합병증은 서구 사회의 주요 건강 문제이며 현재 이용 가능한 치료법으로 해결할 수 없는 상당한 사회적 및 경제적 부담(유럽 전체 사망의 40% 및 연간 1,960억 유로)을 나타냅니다. 패러다임. CVD와 진성 당뇨병 사이의 긴밀한 관계에 기초하여 이 두 질병을 함께 심혈관 대사 질환(CMD)이라고 합니다. 예방 전략과 관련하여 비만 및 T2D에서 CVD로의 전환 단계를 조절하는 분자 메커니즘을 이해하는 것이 중요합니다. 특히, 심혈관 건강을 유지하기 위한 새로운 예방 전략을 제안하기 위해서는 심혈관 합병증의 발병을 촉진하거나 지연시키는 환경 요인(주로 식단 및 장내 미생물)을 식별해야 합니다. 최근 데이터에 따르면 장내 미생물 군집(장내 미생물군)은 전신 심장 대사 조절, 염증 활성화 및 궁극적으로 CVD에 상당한 영향을 미칩니다. CMD 발달에 대한 저항성에 기여하는 식이-미생물 군집 프로필을 정의하는 것은 영양학적 질병 예방 분야에서 중요한 진전이 될 것입니다. 붉은 고기와 가공육, 정제된 곡물과 설탕, 고지방 유제품의 높은 소비를 특징으로 하는 서양 식습관은 서양 국가에서 CMD 발병률이 높은 것과 관련이 있습니다. 반면 지중해식 식단(Med-D)은 과일, 채소, 콩류, 견과류, 최소로 가공된 곡물의 높은 수준의 섭취, 적당히 높은 생선 섭취, 낮은 포화 지방, 육류 및 유제품, 정기적이지만 적당한 알코올 소비 및 엑스트라 버진 올리브 오일을 주요 지방으로 사용합니다. Med-D는 유네스코(www.unesco.org/culture/ich/RL/00884)의 무형문화유산으로 인정받았습니다. 비만, T2D 및 CVD의 치료에 유익한 것으로 나타났습니다. 또한, 다양한 식이 요법(잡식, 채식주의자, 비건)을 가진 153명의 피험자를 포함하는 이탈리아 관찰 연구의 데이터에 따르면 Med-D(Sofi et al., 2010에 따라 분류됨)에 가장 높은 순응도를 보이는 개인은 특정 섬유 분해 박테리아, 단쇄 지방산의 배설물 수준 증가, 죽상경화성 화합물 TMAO의 요중 농도 감소. 그러나 Med-D와 장내 미생물 집단 사이의 상호 작용은 불분명합니다.

이 프레임워크에서 현재 프로젝트는 장내 미생물 군집의 수정을 통해 인간 피험자의 심장대사 건강 유지에 대한 식단의 영향에 초점을 맞출 것입니다. 이 연구의 구체적인 목표는 심장대사 건강 유지를 위한 새로운 표적 개입을 확립하여 식단과 장내 미생물 사이의 인과 관계를 테스트하는 것입니다. 표준화 노력을 통한 조화를 목표로 메타 오믹스 접근법을 통해 장 환경의 기능을 연구합니다. 이 연구에는 등칼로리 지중해 식단(Med-D)으로 2개월 간의 식이 중재 설정이 포함될 것입니다. 자세한 숙주 표현형 분석 및 개입 중 및 개입 후 장내 미생물 프로파일링과 결합하여 CVD 위험이 높은 집단에서 식이 및 장내 미생물 군집의 인과적 영향을 평가할 수 있습니다.

Med-D 그룹의 피험자는 7-d 음식 일기 회상에 의해 확립된 자신의 식습관을 기반으로 준비된 맞춤형 식단을 배정받습니다. 습관적인 식단의 에너지 값과 전체 다량 영양소 구성은 Med-D 개입 동안 변경되지 않은 상태로 유지됩니다. 단, 탄수화물(식이섬유 vs. 전분), 식이지방(포화지방 vs. 단일/다불포화지방산), 단백질(식물성 vs. 동물성) 구성의 변화가 적용됩니다. 간단히 말해서, Med-D는 다음을 달성하기 위해 준비됩니다. 1) 주로 정제된 밀 제품을 통곡물 밀 제품 및/또는 과일/야채로 대체하여 식이 섬유에서 에너지를 2% 증가시킵니다. 2) 지방에서 에너지 재분할 1:3:1(포화:단일불포화:다불포화), 동물성 지방을 식물성 지방으로 대체하고 버진 올리브유 소비를 도입/증가; 3) 육류 및/또는 유제품을 콩류로 대체하여 단백질 1:4(동물성: 식물성 단백질)에서 에너지 재분할. 제어 대상은 개입 중에 습관적인 식단을 변경하지 않습니다. 모든 피험자는 8주의 개입 기간 동안 신체 활동 수준을 변경하지 않도록 요청됩니다. 준수 여부는 2주마다 자체 기록된 4일(3일 근무 및 1주말) 음식 일지 및 IPAQ(International Physical Activity Questionnaire)에 의해 평가됩니다. 기준선에서 프로토콜 시작 후 1개월 후 및 2개월 후 혈액 채취를 수행하고 절식 대상자로부터 소변 및 대변을 수집합니다.

참가자 하위 그룹에서 식후 혈당 및 지질 반응은 할당된 식이에 따라 지중해식 점심 또는 대조군 식이와 유사한 시험 식사 후에 평가될 것입니다. 시험 식사는 포도당, 인슐린, 지질 및 SCFA 측정을 위해 공복 시 및 식사 후 4시간 동안 샘플을 채취하여 기준선 및 개입 종료 시에 수행됩니다.

순응도에 대한 추가 분석은 대사체학을 기반으로 수행되어 동물/식물성 단백질, 올리브 오일 섭취 및 페놀릭 식품 섭취 증가를 식별할 수 있습니다. 생물정보학 및 계량화학 접근법을 모두 사용하여 예방 또는 위험 프로필을 식별하기 위해 대사체(식이 요법과 미생물 대사를 모두 반영하는 것으로 잘 알려져 있음)도 범주 간에 비교됩니다. Metagenomes는 이미 발표된 획기적인 연구에서 활용된 SOP에 따라 분석될 것입니다. 미리 정의된 개인 그룹을 비교하면 그룹에서 다른 존재비를 갖는 미생물 유전자를 식별할 수 있습니다(예: CMD에 대한 쌍둥이 불일치). 또한, 유전자는 임상 및 영양적 관심의 연속 변수(예: 공분산 분석에 의한 인슐린 감수성, 특정 식이 성분 섭취). Med-D에 대한 상대 준수도에 따라 피험자를 분류할 수 있는 다변량 분석(PLS-DA)에 의해 기능의 하위 집합을 예측하기 위한 개입 연구의 생리적 출력 데이터, 메타게노믹 및 대사체 프로필의 연결된 데이터 세트. 프로필은 개입의 기능으로 특정 변경에 대한 마이크로바이옴을 조사하는 데 사용됩니다.

개별 항산화 및 염증 마커에 대한 Med-D의 효과를 감지하는 데 필요한 샘플 크기는 각 치료 그룹의 30명의 참가자가 충분한 검정력(오류 0.05, 80% power, 2-sided testing) 요로 및 분변 페룰산의 50% 변화와 공복 TNF의 30% 변화를 감지합니다. 또한 28명의 참가자 샘플 크기는 다른 연구에 따라 변동을 사용하여 공복 총 콜레스테롤의 10% 변화를 감지하는 데 적합할 것으로 추정됩니다. 참가자 수는 그룹당 40명으로 증가하여 탈락자를 보상합니다. 샘플(대변, 정맥혈 및 산성화되지 않은 24시간 소변)은 식이 개입을 시작한 후 4주 및 8주 기준선에서 수집됩니다.