Colonpropionaat, eetlust en gewichtsverlies (ProAp)

DIEET EN OBESITAS:

Obesitas heeft wereldwijd epidemische proporties aangenomen. In het Verenigd Koninkrijk heeft 58% van de volwassen vrouwen en 65% van de volwassen mannen overgewicht of obesitas (Health and Social Care Information Centre 2014), met de verwachting dat de cijfers zullen stijgen (Ng et al. 2014). Obesitas, voornamelijk veroorzaakt door een chronisch positieve energiebalans, is een bekende risicofactor die bijdraagt ​​aan het ontstaan ​​van diabetes type 2 en hart- en vaatziekten, en de daaruit voortvloeiende morbiditeit en mortaliteit (Kopelman 2007). Een positieve energiebalans is onvermijdelijk met de samenstelling van het huidige westerse dieet dat geraffineerde (vezelarme) koolhydraten bevat die snel worden geconsumeerd en minimale effecten hebben op de verzadiging op de lange termijn (Cleave 1974; Heaton 1973).

NIET-VERTEERBARE KOOLHYDRATEN:

De kwaliteit en kwantiteit van voeding is de afgelopen vijftig jaar ingrijpend veranderd. Waarvan koolhydraten de meest significante veranderingen hebben; van onbewerkte koolhydraten op basis van fruit en groenten tot meer bewerkte koolhydraten op basis van granen (Cordain et al. 2005). Epidemiologische studies hebben aangetoond dat de voorouderlijke diëten als gevolg daarvan grotere hoeveelheden niet-verteerbare koolhydraten (NDC) bevatten dan moderne diëten (>100g/dag vergeleken met <15g/dag) met toevoeging van meer onverteerbaar intact celwandplantenmateriaal, zoals knollen, grassen en zegge (Eaton 2006). Er is een sterk verband vastgesteld tussen verhoogde gewichtstoename en verminderde NDC-inname (Liu et al. 2003). Bovendien is aangetoond dat toenemende inname van NDC verzadiging veroorzaakt en de lichaamssamenstelling verbetert bij dieren (So et al. 2007) en mensen (Bouché et al. 2002).

LAAG CALORISCH HOOG NDC DIEET BIJ AFVALLEN Het toepassen van energiebeperkte diëten is een van de eerste stappen om zwaarlijvigheid te behandelen. Gewichtstoename tijdens de gewichtsbehoudperiode kan echter optreden als gevolg van vermindering van het energieverbruik in rust en verlies van vetvrije massa. De opname van specifieke voedingsmiddelen in de voedingsinterventie wordt onderzocht om blijvend gewichtsverlies te veroorzaken (Abete et al. 2008). Eerder werd gesuggereerd dat de toevoeging van vezelrijk NDC-voedsel aan een hypocalorisch dieet zou helpen de incidentie van metabool syndroom te verminderen en de naleving van het dieet te vergroten (Hermana et al, 2011). Het hoge vezelgehalte in combinatie met een dieet met een lage glycemische index kan beide resulteren in hogere verzadigingseffecten met een verhoogde mitochondriale oxidatie, allemaal gunstig voor gewichtsverlies.

PROPIONAAT EN DE FFAR2-RECEPTOR:

De productie van vetzuren met een korte keten (SCFA) is het belangrijkste bijproduct van NDC-colonfermentatie (Pawlak et al. 2004). Van hen bleek colonpropionaat direct in de dikke darm en systematisch na opname in de bloedsomloop een cruciale rol te spelen (Wong et al. 2006). Er is ontdekt dat vrije vetzuurreceptor 2 (voorheen bekend als wees G-gekoppelde eiwitreceptor 43) een hoge affiniteit heeft voor propionaat (Brown et al. 2003). Het wordt uitgedrukt op het distale ileum en colon L-entero-endocriene cellen (Karaki et al. 2008), adipocyten en bepaalde monocytenlijnen (Hong et al. 2005).

DE ROL VAN PROPIONAAT BIJ DE VRIJGAVE VAN GUT-HORMOON EN EETLUSTREGULERING:

De L-entero-endocriene coloncellen zijn verantwoordelijk voor het fysiologisch afscheiden van anorexia-darmhormonen (PYY en GLP-1) als reactie op voedsel. Deze hormonen zijn in staat verzadiging op te wekken door signalen af ​​te geven aan het eetlustcentrum in de hersenen (Murphy & Bloom 2006). Propionaat-geïnduceerde FFAR2-activering bleek de afgifte van deze hormonen in vitro te veroorzaken. Bovendien bleek de inname van NDC de afgifte van deze hormonen bij dieren te stimuleren, wat resulteerde in een verminderde voedselopname (Delzenne et al. 2005). Propionaat bleek dezelfde effecten te repliceren in verdere studies, wat suggereert dat de gunstige effecten van NDC op eetlust en darmhormonen de productie van propionaat in de hand werken.

KORTE KETEN VETZUUR ESTER:

Het toedienen van NDC's die de productie van propionaat bevorderen, is een aantrekkelijke manier om het propionaatgehalte over een langere periode te verhogen. Vanwege de variabiliteit van de activiteit van de darmmicrobita levert het toedienen van grote hoeveelheden (≥ 35 g/d) voedingsvezels in menselijke diëten om propionaat in de dikke darm te verhogen echter niet betrouwbaar of voorspelbaar dezelfde SCFA-niveaus op in de dikke darm of systemisch (Cummings 1981). Orale propionaatsuppletie is een andere methode, maar helaas beperken de korte plasmahalfwaardetijd, de slechte smakelijkheid en het feit dat de belangrijkste absorptie in de dunne darm plaatsvindt het gebruik ervan als voedingssupplement (Frost et al. 2003).

Een nieuw systeem is ontwikkeld door Dr. Douglas Morrison, (Scottish Universities Environmental Research Centre (SUERC)). Van dit molecuul van inuline (β(2-1)-gekoppeld polymeer van fructose) met een ester gekoppeld aan propionaat (propionaatester) werd aangetoond dat het op betrouwbare en reproduceerbare wijze colonpropionaat verhoogt en tegelijkertijd de bijwerkingen van NDC voorkomt (Chambers et al. 2015) . Propionaat komt dus alleen vrij wanneer het dragermolecuul inuline wordt gefermenteerd door de microflora van de dikke darm, wat naar schatting 180 minuten na inname is. (Chambers et al. 2014). Chambers et al. (2015) konden aantonen dat 10 g inuline-propionaatesters (IPE) het vermogen heeft om 2,4 g propionaat aan de dikke darm af te geven, dat is een 2,5-voudige toename van de propionaatproductie in de dikke darm, een niveau dat wordt bereikt alleen met 60g/d via traditionele voedingsvezelsuppletie. Dezelfde groep heeft ook aangetoond dat terwijl de acute toediening van dit supplement verhoogde plasma GLP-1 en PYY en verminderde voedselinname veroorzaakte, de langdurige (24 weken) suppletie van propionaatester de toename van het lichaamsgewicht en de ontwikkeling van buikvet aanzienlijk verminderde. weefsel (Chambers et al. 2014). Interessant is dat geen van de langetermijndeelnemers enige bijwerkingen meldde van de inname van propionaatesters. Het verhogen van propionaat in de dikke darm is daarom een ​​van de aantrekkelijke strategieën om gewicht en risicofactoren voor diabetes te beheersen.

Het huidige protocol heeft tot doel de impact van de propionaatester in conjugatie met een beperkt dieet op eetlust en gewichtsverlies te onderzoeken.