Effecten van linzen op metabolisme en ontsteking

Onderzoekers zullen gedurende 12 weken een parallelle interventie van linzen- versus macronutriënten-gematchte (exclusief vezels) controlebehandeling gebruiken bij OW / OB-volwassenen met een aangetoond risico op T2D en HVZ. Experimentele diëten zullen aan de deelnemers worden verstrekt in de vorm van kant-en-klare middagmaaltijden om het effect van de tweede maaltijd en een lagere calorie-inname bij de avondmaaltijd te benutten. Pre- en postinterventiebeoordelingen zullen worden gemaakt voor de volgende variabelen: samenstelling van het darmmicrobioom (microbiële soorten en relatieve overvloed), darmmetaboloom, postprandiale respons van TG, inflammatoire cytokines en serummetaboloom op een vetrijke maaltijduitdaging ( gevestigde ontstekingsstimulus), nuchtere serumglucose, lipiden, insuline, ontstekingsmarkers en metaboloom, bloeddruk en antropometrische metingen waaronder gewicht, lichaamssamenstelling, middelomtrek en hoeveelheid visceraal vetweefsel. Lichamelijke activiteit, sedentair gedrag en gebruikelijke voeding zullen worden gemeten, zodat deze variabelen kunnen worden gebruikt om te helpen bij onze karakterisering van deelnemers en om te helpen bij de analyse en interpretatie van gegevens.

Procedures:

Postprandiale lipidemische en ontstekingsreacties: Vetrijke maaltijdprovocaties met 40 tot 100 g voedingsvet zijn een gevestigde laboratoriumtest om zowel postprandiale triglyceridemische als ontstekingsreacties te meten. Onderzoekers hebben een dosis van 50 g vet gebruikt in de vorm van boter op toast bij meer dan 50 personen, omdat deze specifieke dosis effectief is in het onderscheiden tussen lage versus hoge TG en ontstekingsreagerende personen. In het kort, deelnemers zullen zich na een nacht vasten melden bij het laboratorium, een inwonende veneuze katheter zal in een antecubitale ader worden geplaatst en bloedmonsters zullen worden verzameld vóór en 1, 2, 4 en 6 uur na inname van de hoge- vette maaltijd. Monsters zullen in realtime worden geanalyseerd op TG (en volledig lipidenpaneel plus glucose) met behulp van een klinische chemieanalysator (Piccolo xpress), terwijl serummonsters in porties worden verdeeld en bij -80 C worden bewaard tot analyse op inflammatoire cytokines, metabolomics en insuline. Onderzoekers zullen inflammatoire cytokines (TNF-α, interleukine (IL)-1β, IL-6 IL-17, IL-23 en granulocyt-macrofaag-koloniestimulerende factor (GM-CSF)) meten met behulp van de uiterst gevoelige Luminex-multiplextechnologie (Bio- Rad Bio-Plex® 200 HTS) bereid door Millipore.

Dieetinterventie: met behulp van methoden die zijn vastgesteld voor een lopende CRT met linzen, zullen onderzoekers 7 maaltijden per deelnemer per week bereiden om een ​​dosis van 4,6 of 0 kopjes linzen per week af te leveren voor de experimentele en controlegroepen. Maaltijden zijn afgestemd op het gehalte aan macronutriënten (behalve vezels), en gemalen kalkoen vervangt linzen in de controlemaaltijden. Soortgelijke maaltijden zullen worden ontwikkeld voor zwarte bonen. Deelnemers zullen worden geïnstrueerd om voedsel te consumeren dat voor hun middagmaaltijd is verstrekt, en vervolgens proactief portiegroottes te verkleinen en niet te vol te eten tijdens de avondmaaltijd. Deze strategie maakt gebruik van het verzadigingseffect van peulvruchten tijdens de lunch en het 'tweede maaltijdeffect' waarbij de vrijwillige consumptie wordt verminderd bij de volgende maaltijd, de avondmaaltijd. Elke deelnemer wordt eenmaal per week ondervraagd om te bepalen of ze die dag de experimentele maaltijd hebben gegeten, hun perceptie van honger, volheid, verzadiging en tevredenheid met de maaltijd van die dag (om 16.00 uur) en hun gastro-intestinale comfort (niveau van opgeblazen gevoel, winderigheid, krampen en comfort) gedurende de dag (om 20.00 uur). Deze methodologie is met succes geïmplementeerd in ons lopende onderzoek om aan te tonen dat linzenmaaltijden even aangenaam zijn, meer verzadiging geven en goed worden verdragen.

Darmmicrobioomanalyse: Bulk-DNA wordt geëxtraheerd uit fecale monsters met behulp van de Powersoil® DNA-isolatiekit (Mo Bio Laboratories Inc.). DNA zal 's nachts worden verzonden naar de Universiteit van Michigan, Center for Microbial Systems, voor Illumina MiSeq amplicon-sequencing van het 16S V4 variabele gebied. Raw sequencing reads zullen worden verwerkt en samengesteld met behulp van het mothur (v.1.39.5) softwarepakket, volgens de mothur MiSeq standaardwerkwijze, potentieel chimere sequenties zullen worden geïdentificeerd en verwijderd met behulp van het Uchime (v4.2.40) algoritme, en taxonomische classificaties zullen worden toegewezen met behulp van de Bayesiaanse classificatie van het Ribosomal Database Project, en operationele taxonomische eenheden (OTU's) zullen in de loop van de tijd worden toegewezen met behulp van het op afstand gebaseerde VSEARCH-clusteringsalgoritme bij de drempel van 97% sequentiegelijkenis.

Metabolomische analyse: monsters worden geanalyseerd met hoge resolutie vloeistofchromatografie massaspectrometrie (LCMS). Hydrofiele interactiechromatografie (HILIC) en reverse-phase (RP) kolommen zullen worden gebruikt voor een diepe dekking. Metabolietidentificatie zal gebruik maken van fragmentatiepatroonvergelijking, authentieke standaarden en database-overeenkomst met METLIN en de Human Metabome Database (HDB). Nieuwe kenmerken van groot belang zullen worden gekarakteriseerd met behulp van vloeistofchromatografie, massaspectrometrie, vastefase-extractie, kernmagnetische resonantie (LCMS-SPE-NMR). Trajectanalyse maakt gebruik van XCMS en mummichog.

Dieet analyse. Langdurige voedingsgewoonten kunnen aanpassingen veroorzaken die de reactie op de kortetermijnsuppletie van aronia en linzen beïnvloeden. Deze studie zal de meest recente versie (2018) gebruiken van de webgebaseerde Diet History Questionnaire (DHQ III), een vragenlijst over de voedselfrequentie die is ontworpen voor volwassenen van 19 jaar en ouder, ontwikkeld door medewerkers van de Risk Factor Monitoring and Methods Branch (RFMMB) van het NIH Nationaal Kankerinstituut. De uitvoer van de DHQ III omvat koolhydraatbestanddelen, carotenoïden en tocoferolen, voedingsbestanddelen uit supplementen, vetten, vetzuren en cholesterol, macronutriënten en energie, mineralen, eiwitbestanddelen en vitamines zijn voedingsbestanddelen en voedselgroepen die beschikbaar zijn in de uitvoerbestanden van DHQ III .

Monitoring van fysieke activiteit en sedentair gedrag: deelnemers dragen een Actical omnidirectionele versnellingsmeter gedurende week 1 en 12 van de interventie om de totale fysieke activiteit, de tijd in activiteit met lage intensiteit, matige tot krachtige activiteit en krachtige activiteit en sedentaire activiteit in minuten te meten .

Statistische analyse: H1 wordt getest met behulp van two-sample t-tests om het verschil tussen pre- en post-interventiebeoordelingen te vergelijken. Op basis van voorlopige gegevens voor TG-responsen en 50% effectgroottes die consistent zijn met gepubliceerde bevindingen in diermodellen, werd geschat dat er 18-24 deelnemers per groep nodig zullen zijn om een ​​vermogen van 0,76 tot 0,86 te bereiken bij alfa = 0,05. Om H2 te testen, zullen onderzoekers veranderingen in het darmmicrobioom identificeren met behulp van de methoden die in ons vooronderzoek zijn gebruikt om kenmerken van het darmmicrobioom te identificeren die lage versus hoge TG-responders onderscheiden, en vervolgens regressieanalyse gebruiken om het niveau van variabiliteit in veranderingen in de darm te bepalen. puls- en controlebehandelingen verklaard door veranderingen in relatieve overvloed van microbiële soorten in de darm. Om H3 te testen, zullen onderzoekers veranderingen in de darm- en serummetabolomen identificeren en vervolgens de metabolische routes bepalen die verband houden met de metabolomische veranderingen om mogelijke mechanismen te identificeren die ten grondslag liggen aan de gezondheidseffecten van pulsen.