Rol van gastro-intestinale microben bij de vertering van resistent zetmeel en tryptofaan Beschikbaarheid voor mensen

Er is momenteel een kritische leemte in de kennis over hoe intestinale bacteriegemeenschappen de metabole substraten die beschikbaar zijn voor de gastheer veranderen, waardoor de neurotransmitterniveaus van het centrale en enterische zenuwstelsel (CZS / ENS) worden beïnvloed die betrokken zijn bij het reguleren van de koolhydraatconsumptie bij mensen. Het begrijpen van deze relaties is essentieel voor het ontwikkelen van strategieën om de bloedglucoseregulatie te verbeteren en het risico op de overgang van prediabetes naar diabetes type 2 (T2D) te verkleinen. Het langetermijndoel van de onderzoekers is om de biologische onderbouwing te bepalen van gedragingen die van invloed zijn op de voedselinname en de controle van de bloedglucose die bijdragen aan de ontwikkeling van T2D. Het doel van dit voorstel, dat een essentiële volgende stap is in het bereiken van de langetermijndoelen van de onderzoekers, is om te bepalen hoe bacteriepopulaties in het spijsverteringsstelsel de circulerende niveaus van tryptofaan (TRP) en grote neutrale aminozuren (LNAA) beïnvloeden die de productie reguleren. van monoamine 5-hydroxytryptamine (5-HT, serotonine) in het ENS en in het gastro-intestinale systeem en de hersenen. De centrale hypothese is dat een verlaagde verhouding van TRP-producerende (TRPp) tot TRP-consumerende (TRPc) bacteriën (verminderde TRPp:TRPc-ratio) in de darmen de TRP-beschikbaarheid zal verminderen na een koolhydraatmaaltijd, waardoor de TRP:LNAA-ratio in het plasma wordt verlaagd en er minder TRP voor ENS/CNS-productie van 5HT. Verder zullen voedingsinterventies die de TRPp-bacteriële overvloed in de darm bevorderen, de TRP-beschikbaarheid voor de gastheer vergroten. De onderzoekers zullen de centrale hypothese testen en daarmee de algemene doelstelling van dit project bereiken door de volgende specifieke doelen na te streven: 1) Beoordeel de impact van uiteenlopende microbiota op de TRP:LNAA-ratio in plasma als reactie op acute koolhydraatconsumptie, en 2) Beoordeel de impact van voedingssuppletie met resistent zetmeel (RS) op de darmmicrobiota en de circulerende TRP:LNAA-verhouding. Tijdens Aim 1 worden ontlastingsmonsters afgenomen bij gezonde deelnemers. Deelnemers worden gestratificeerd op basis van de TRPp:TRPC-ratio in de darmen en de respons op een acute maaltijd wordt beoordeeld door plasma-TRP:LNAA-ratio's te bepalen. Tijdens Aim 2 zal de capaciteit voor 4 weken prebiotische RS (Aardappelzetmeel)-suppletie om de TRPp:TRPC-bacterieverhouding in de darm te verhogen, worden bepaald aan de hand van ontlastingsmonsters. Bovendien zal de TRP:LNAA-ratio in het plasma na acute koolhydraatconsumptie voor en na suppletie worden bepaald. De wetenschappelijke bijdrage zal bestaan ​​uit het bepalen van de impact van RS op de overvloed aan TRPp- en TRPc-bacteriën in de darm, en hoe bacteriepopulaties de circulerende TRP:LNAA-niveaus beïnvloeden, die de productie van ENS en CNS 5HT bij mensen kunnen beïnvloeden. Deze bijdrage zal aanzienlijk zijn omdat het directe translationele implicaties zal hebben voor ziekten bij de mens met veranderde 5HT-signalering.