Onderzoek naar optimale propionaatafgifte aan de dikke darm met behulp van stabiele isotopenetikettering

De rol van SCFA bij eetlustregulatie: Van SCFA is aangetoond dat het de productie van PYY en GLP-1 stimuleert in diermodellen en voedingsvezels, waarvan SCFA de belangrijkste eindproducten zijn, induceren eetlustregulatie bij mensen. Het bewijs dat voedingsvezels de eetlustregulatie bij mensen induceert, is echter erg zwak vanwege de moeilijkheid om studies met een zeer hoge vezelinname te controleren. In een recent project dat werd gefinancierd onder het BBSRC DRINC-initiatief (BB/H004815/1), hebben we het eerste directe bewijs dat SCFA de eetlust bij mensen rechtstreeks kan reguleren. Voorafgaand aan deze studie zijn zeer grote hoeveelheden voedingsvezels (>25 g/d en tot 40 g/d) vereist om de productie van SCFA te bereiken tot een niveau dat hoog genoeg is om eetlustregulerende effecten te induceren, en de naleving van vezelrijke diëten is slecht vanwege gastro-intestinale bijwerkingen. Bovendien verhoogt het aanvullen van diëten met gemengd vezelrijk voedsel niet op voorspelbare of betrouwbare wijze de productie van SCFA in de dikke darm of de circulerende niveaus van SCFA in alle menselijke populaties vanwege de variabiliteit in microbiële activiteit in de darm. Ten slotte zijn oraal toegediende SCFA's niet smakelijk en worden ze snel geabsorbeerd in de dunne darm waar L-cellen schaars zijn. In onze studies tot nu toe hebben we ons gericht op het SCFA-propionaat omdat het de hoogste affiniteit heeft voor de receptoren en een eindproduct is van het metabolisme in de microbiota en daarom het voor de hand liggende doelwit lijkt om te manipuleren om de effecten van SCFA op eetlustregulatie te onderzoeken. Om de onverteerbaar hoge niveaus van fermenteerbare voedingsvezels die nodig zijn om de propionaatniveaus in de dikke darm aanzienlijk te verhogen, en de onvoorspelbaarheid van de productie van de resulterende SCFA's, te overwinnen, hebben we een nieuw toedieningssysteem ontwikkeld en getest dat gericht is op de afgifte van gramhoeveelheden propionaat in het proximale colon . We schatten dat ons toedieningssysteem kan leiden tot een 2- tot 8-voudige toename van propionaat in de dikke darm, een niveau dat zeer moeilijk te bereiken is door het voeren van een dieet met gemengde fermenteerbare vezels. Dit niveau van propionaatproductie is mogelijk waargenomen in voorouderlijke diëten en in delen van landelijk Afrika waar de inname van voedingsvezels zeer hoog is. We hebben ook aangetoond dat het toedieningssysteem de plasmapropionaatspiegels verhoogt, de voedselinname vermindert in acute onderzoeken naar eetlust, en in een onderzoek op langere termijn (24 weken), positieve effecten op de voedselinname, lichaamssamenstelling, glucosehomeostase, circulerende lipiden, cholesterol en lever functie, lever- en visceraal vet en gewichtsbeheersing werden waargenomen. In deze onderzoeken hebben we echter pragmatisch gekozen voor een preparaat dat op grote schaal geproduceerd kon worden. De hoeveelheid vrijgekomen propionaat kan worden gevarieerd, wat op zichzelf de snelheid en hoeveelheid vrijgekomen propionaat kan beïnvloeden. Voor een ingrediënt, met het potentieel om te worden opgenomen in een grote verscheidenheid aan voedingsmiddelen, willen we nu de optimale bereiding van het afgiftesysteem onderzoeken die de maximale propionaatdosis levert in de minste hoeveelheid materiaal.

We zijn van plan niet-invasieve, stabiele isotoop-labelmethoden te gebruiken om de biologische beschikbaarheid van propionaat te bepalen uit een reeks preparaten van het toedieningssysteem, om de optimale voorbereiding te bepalen voor het afleveren van maximaal propionaat aan het proximale colon.