IJzerabsorptie van een op tarwe gebaseerd instantgraan: darm- en stabiele isotopenstudies bij Keniaanse baby's

IJzergebreksanemie (IDA) komt veel voor bij zuigelingen en kleuters in Afrika bezuiden de Sahara. Er zijn verschillende onderzoeken uitgevoerd om IDA te verminderen. Sommige van deze onderzoeken hadden nadelige effecten op het darmmicrobioom en diarree vanwege de hoge ijzerdosis die werd toegediend in gebieden met een hoge last van malaria en andere veel voorkomende kinderinfecties. Als potentieel veiligere oplossing onderzochten we het effect van het verlagen van de ijzerdosis in de ijzersupplementen en het toevoegen van 7,5 g galacto-oligosacchariden (GOS). Bevindingen van deze onderzoeken toonden aan dat bij zuigelingen de consumptie van ijzer en GOS de ijzerstatus verbeterde, de darmmicrobiota verbeterde en het risico op ziekte verminderde. We hebben onlangs aangetoond dat de gebruikelijke consumptie van GOS gedurende drie weken resulteerde in een verbeterde ijzerabsorptie die correleerde met een verlaging van de pH in de dikke darm. Het is niet bekend of andere prebiotica of een combinatie ook leiden tot een verhoogde ijzeropname en wat het effect is van het gebruik van de helft van de dosis prebiotica. De samenstelling van Oligosacchariden van Moedermelk (HMO's) in moedermelk kan een belangrijke bepalende factor zijn voor de samenstelling van het darmmicrobioom en de gezondheid van het kind dat borstvoeding krijgt, door de samenstelling te bepalen van Bifidobacteria-soorten die de belangrijkste commensale 'barrière'-bacteriën zijn in het darmmicrobioom van het kind. Er is echter weinig bekend over de specifieke HMO-samenstelling van moedermelk in Afrikaanse populaties en de mogelijke impact op de samenstelling van de darmmicrobiota van zuigelingen die borstvoeding krijgen. We streven er daarom naar om het effect te meten van een prebiotisch mengsel (hoge dosis/lage dosis) in verschillende doses binnen een instantgraan op basis van tarwe, op fractionele ijzerabsorptie (FIA) van een instantgraan op basis van tarwe dat geen prebioticum bevat. We zullen de FIA ​​met en zonder drie weken voorvoeden vergelijken met twee verschillende doseringen prebiotische mengeling. Daarnaast onderzoeken we na drie weken het effect van twee verschillende doses van dit prebiotische (hoge dosis/lage dosis) mengsel op de darmflora en ontsteking.

In de zuidkust van Kenia zullen we 195 baby's inschrijven en ze willekeurig verdelen over drie interventiegroepen. Dagelijks gedurende 3 weken zullen baby's thuis een nieuw geformuleerde instant-ontbijtgranen op basis van tarwe (3,6 mg ijzer met ascorbinezuur (AA)) consumeren. Groep 1 krijgt de granen met 7,5 g prebiotisch mengsel; groep 2 krijgt de cornflakes met 3 gram prebioticamengsel en groep 3 krijgt de cornflakes zonder prebiotica. In een subgroep van 70 baby's zullen we vier gelabelde testmaaltijden toedienen. Twee testmaaltijden zullen 2 weken voor aanvang van de interventiestudie worden gegeven om het acute effect van prebiotica op FIA te onderzoeken en de andere twee zullen aan het einde van de 3 weken durende interventiestudie worden gegeven om het effect van chronische consumptie van prebiotica op FIA te onderzoeken. Moedermelkmonsters van de moeders zullen worden verzameld en geanalyseerd op de samenstelling van menselijke melkoligosacchariden (HMO's). Onze hypothese is dat: 1) Zuigelingen die het nieuwe op tarwe gebaseerde instantgraangewas met een prebiotisch mengsel (hoge dosis/lage dosis) krijgen, een hogere ijzeropname zullen hebben, en 2) een grotere overvloed aan fecale Bifidobacteriën dan zuigelingen die het graan zonder prebiotica krijgen; 3) bij zuigelingen die de instantgraan op basis van tarwe krijgen, zal de toevoeging van 7,5 g prebiotisch mengsel (hoge dosis/lage dosis) resulteren in een hogere FIA, en 4) in een grotere verhouding van Bifidobacteriën tot Enterobacteriaceae, laagste fecale calprotectine, darmvet zuurbindend eiwit (I-FABP) en laagste hoeveelheden enteropathogenen dan de toevoeging van 3 g prebiotica; 5) de toevoeging van 7,5 g prebiotisch mengsel (hoge dosis/lage dosis) zal resulteren in meer FIA bij acute of chronische toediening en deze twee effecten zullen elkaar versterken; 6) de instantgraan op basis van tarwe zal de ijzerstatus verbeteren, inclusief hemoglobine (Hb), plasma-ferritine (PF) en oplosbare transferrinereceptor (sTfR), en de ontstekingsstatus, inclusief C-reactief proteïne (CRP), alfa-1-zuur glycoproteïne (AGP), fecaal calprotectine en I-FABP; 7) het instantgraan op basis van tarwe zal de fecale pH verlagen, waardoor een minder gunstige groeiomgeving voor darmpathogenen ontstaat; 8) De status van de secretor van de moeder zal de darmmicrobiota van het kind beïnvloeden, waarbij baby's van secretormoeders een grotere hoeveelheid Bifidobacterium en Bacteroides hebben, maar een lagere hoeveelheid enteropathogenen; en 9) Effecten van gelijktijdige verstrekking van een prebiotisch mengsel op de darmmicrobiota van het kind en op de ijzeropname, zullen sterker zijn bij zuigelingen van moeders die geen secretor zijn.

Deze studie zal cruciale gegevens genereren voor het optimaliseren van de ijzer- en prebiotische samenstelling van instantgraan op basis van tarwe, ontworpen voor aanvullende voeding tijdens de kindertijd. Deze ontbijtgranen kunnen mogelijk deel uitmaken van verder onderzoek naar interventies om de last van IDA te verminderen met behulp van veiligere formuleringen die het darmmicrobioom van het kind niet nadelig beïnvloeden.