Effect van een polyfenolische drank bij gezonde vrijwilligers (PB)

De verhoogde consumptie van koolhydraatrijke, bewerkte en niet-vezelrijke voedingsmiddelen verhoogt het risico op obesitas en dientengevolge de ontwikkeling van diabetes mellitus type 2 (DM2); daarom is een van de benaderingen bij de preventie en behandeling van deze ziekten gericht geweest op het beheersen en verminderen van de snelheid van absorptie en metabolisme van koolhydraten. DM2 is het resultaat van chronische insulineresistentie en verlies van pancreas-ß-celmassa en -functie, wat kan worden veroorzaakt door glucotoxiciteit en lipotoxiciteit die leiden tot apoptose en disfunctie van deze cellen; de zoektocht naar alternatieve therapieën heeft zich gericht op onderzoek naar secundaire stoffen uit het metabolisme van planten, met name polyfenolen (flavonoïden), die positieve effecten hebben laten zien op postprandiale bloedglucoseverlaging (2). Polyfenolen, gedefinieerd als secundaire metabolieten geproduceerd door planten, zijn te vinden in bloemen, groenten en fruit; ze worden gegenereerd als verdedigingsmechanisme tegen onder andere stress, kou en UV-straling. Polyfenolen worden ingedeeld in twee grote groepen: 1) flavonoïden en 2) niet-flavonoïden. Een aromatische ring met een hydroxylgroep kenmerkt de structuur van polyfenolen.

De consumptie van polyfenolen over de hele wereld is zeer variabel; naar verluidt ligt het gemiddelde verbruik in Frankrijk tussen 283 en 1000 mg/dag; in Spanje tussen 500 en 1000 mg/dag; in Italië is het onder andere bijna 700 mg/dag en in Zuid-Korea gemiddeld 320 mg/dag. De verscheidenheid aan voedingspatronen wereldwijd zal afhangen van de totale hoeveelheid polyfenolen die dagelijks wordt geconsumeerd. De consumptie van anthocyanines is in verband gebracht met het voorkomen en beheersen van DM2 door bescherming tegen bètaceloxidatie in de pancreas, het verminderen van koolhydraatverteringsenzymen en het remmen van geavanceerde glycatieproducten. In de loop van de tijd zijn polyfenolen onderzocht in verschillende experimentele modellen en klinische onderzoeken, wat heeft bijgedragen aan de kennis van hun toepassing als potentiële preventieve middelen en bij de behandeling van chronische niet-overdraagbare ziekten.

Een van de essentiële verbindingen in dit bewijsmateriaal is galluszuur; dit polyfenol komt voor in groenten, fruit, thee en rode wijn; belangrijke biologische activiteiten zijn gerapporteerd in muizenmodellen bij metabole ziekten zoals DM2, naast de regulatie van de peroxisoomproliferatiereceptor (PPAR) in lever, spieren en vetweefsel; die van invloed zijn op de verlaging van de serumglucose. Bovendien hebben in-vitro-onderzoeken een cruciale remmende activiteit van glycogeenfosforylase-enzymen gedocumenteerd, die deelneemt aan de regulatie van het glycogeenmetabolisme; een strategie die zou kunnen worden gebruikt als een antihyperglycemisch middel, en een andere methode zou zich kunnen concentreren op de reductie van het alfa-glucosidase-enzym, dat deelneemt door de opname van koolhydraten op darmniveau te verminderen.

De studie van een andere flavonoïde die aanwezig is in tomaten, knollen, sinaasappels, appels, groene en zwarte thee, aardappelen en in planten zoals Vachellia farnesiana was quercetine; deze component wordt voornamelijk geabsorbeerd in de darm met lage intensiteit in de poortader. Bij proefpersonen met DM2 vertoonde deze verbinding een afname van de serumglucosepieken na toediening van een enkele dosis van 200 mg quercetine, een fenomeen dat zich gedurende de drie uur follow-up van de glucoseconcentratie voortzette in vergelijking met de placebogroep. Een meta-analyse meldde dat orale toediening van quercetine> 500 mg / dag gedurende acht weken de nuchtere plasmaglucoseconcentratie verlaagde bij patiënten met het metabool syndroom. In een ander onderzoek werd quercetine gedurende acht weken toegediend in een dosis van 250 mg/dag bij patiënten met DM2, waardoor de LDL-waarden aanzienlijk werden verlaagd en de totale antioxidantcapaciteit toenam. Het toonde echter geen verandering in plasmaglucose in vergelijking met een placebogroep, wat suggereert dat de dosis onvoldoende was. Andere verbindingen die zijn geïdentificeerd met antihyperglycemische effecten zijn cafeïne, galluszuur, ferulinezuur en vanillinezuur, flavonen (rutine) en flavanonen (naringenine).

De opname van glucose in perifere weefsels kan worden beïnvloed door de aanwezigheid van polyfenolverbindingen via verschillende effecten, zoals: 1) remming van de spijsverteringsenzymen van monoglyceriden (alfa-amylase en alfa-glucosidase), deze spijsverteringsenzymen zullen de opname van glucose verminderen en 2) vermindering van glucose opname door remming van natriumafhankelijke glucosetransporters 1 (SGLT1) en 2 (SGLT2) in de proximale tubuli van de nier, 3) naast stimulering van de insulinesecretie en bescherming van bèta-pancreascellen 4) en ten slotte door remming van SGLT2-transporters bevinden zich niet alleen in de niertubuli; maar ook in andere weefsels.

Het evalueren van de veiligheid van polyfenolconsumptie is essentieel, dus de bevindingen of antecedenten die zowel in vitro als in vivo beschikbaar zijn, worden overwogen. Polyfenolen hebben verschillende fysiologische functies; het is noodzakelijk om de veiligheid van toediening te evalueren; bewijs van acute toxiciteit en klinische toxiciteit wordt geleverd door biochemische tests zoals leverfunctie- en nierfunctietests te overwegen. Sommige supplementen voor gewichtsverlies die als plantenextracten worden gegeven, zijn in verband gebracht met acuut leverletsel. Het hoofdbestanddeel is hydroxycitroenzuur; sommige gevallen melden een verhoging van transaminasen en totaal bilirubine.

De resultaten die zijn gegenereerd in preklinische onderzoeken door het INCMNSZ-onderzoeksteam hebben de berekening vergemakkelijkt om een ​​initiële dosis te bepalen die in de volgende klinische fase bij mensen moet worden geëvalueerd; het is noodzakelijk om de analyse uit te voeren die is overgedragen van muis op mens, berekend met de formule van "overgedragen dosis op basis van lichaamsoppervlak (BSA)", rekening houdend met zowel het gewicht als de lengte van een gemiddeld individu met een gewicht van 60 kg. Voor het testen werd een initiële dosis van 1,2 mg/kg VF-extract berekend; Reagan-Shaw en collega's hebben de berekeningsmethodiek uitgebreid beschreven. De gemiddelde geschatte dosis moet echter worden aangepast aan de hand van de individuele gewichts- en lengtewaarden van elke deelnemer om het lichaamsoppervlak te bepalen.

Deze fase I klinische studie is gebaseerd op de preklinische tests die zijn uitgevoerd door het INCMNSZ-team om de No-Observed-Adverse-Effect-Levels (NOAEL's) te bepalen, waarbij de dosis werd overgedragen van muis op mens; was gebaseerd op de aanbevelingen van de Food and Drug Administration (FDA) in 2005, waar de muis-mens-conversievergelijkingen worden gebruikt; het wordt ook aanbevolen om de waarde van het lichaamsoppervlak te gebruiken om de humane equivalente dosis (HED, Human Equivalent Dose) te berekenen, voorgesteld door Nair en Jacob in 2016. In deze zin hebben we, als onderdeel van de onderzoeksontwikkeling van voedingsalternatieven om de metabolische veranderingen van obesitas door de vruchten van VF bij mannelijke C57BL6-muizen te verminderen, vastgesteld dat een dosis van 10 mg/kg muisgewicht kan worden overgedragen, voor preklinische studies. , zoals dit voorstel.

Het handhaven van glucosehomeostase is van het meest fysiologische belang en wordt beheerst door strikte hormonale controle. Het slecht functioneren van deze hormonen kan verschillende veranderingen teweegbrengen, zoals aandoeningen van de energiehomeostase, waaronder obesitas, hyperglykemie en glucose-intolerantie die ziekten zoals DM2 veroorzaken. De invloed van polyfenolen op de biologische beschikbaarheid van macronutriënten speelt een belangrijke rol. Er is gemeld dat ze complexen kunnen vormen met polysacchariden die de insulinemische en glycemische respons beïnvloeden en de uitscheiding van stikstof en vet in fecaal materiaal verhogen; ze kunnen ook de afgifte van glucose uit de lever onderdrukken en de opname van glucose in perifere weefsels verbeteren. Flavonoïden die aanwezig zijn in groenten of planten worden aangetroffen in de vorm van glycosiden. Deze glycosiden worden gehydrolyseerd door een enzym van de ß-glucosidasegroep (lactase phlorizine hydrolase) dat zich aan de borstelgrens van de dunne darm bevindt, waardoor het flavonoïde glycoside vrij blijft; deze kunnen vervolgens door passieve diffusie het celmembraan passeren of intact worden opgenomen via de natriumafhankelijke glucosetransporters SGLT1. Het metabolisme van polyfenolen begint in het darmlumen; ze worden gedeconjugeerd door de lactase phloridzin hydrolase, vervolgens wordt de flavonoïde geconjugeerd door uridinedifosfaatglucuronyltransferasen, en de conjugaten worden door verschillende transporters teruggevoerd naar het lumen of bloed. Bovendien kunnen metabolieten via verschillende opnametransporters naar hepatocyten worden getransporteerd en vervolgens worden teruggevoerd naar de bloedsomloop. Als alternatief kunnen ze intracellulair worden gedeconjugeerd door enzymen zoals β-glucuronidase en uitgescheiden door de nieren. Dit omvat de opname van transporters in proximale tubulaire cellen en uitscheiding in de urine. Toch zijn deze transformaties afhankelijk van de omstandigheden van elk individu; sommige zijn verhoogd bij ontstekingsprocessen. Het is essentieel om te vermelden dat hoewel preklinische onderzoeken naar FV geen nadelige effecten laten zien, het evalueren van de veiligheid ervan in klinische onderzoeken voor latere klinische toepassing van cruciaal belang is. De meeste klinische onderzoeken beginnen zonder de mogelijke toxische effecten van polyfenolconsumptie te onderzoeken. Van epigallocatechineverbindingen is aangetoond dat ze een potentiële pro-oxidante werking hebben die implicaties kan hebben met betrekking tot toxiciteit en suggereert dat verder onderzoek naar lever- en niertoxiciteit moet worden gedaan. Er zijn verschillende recente casusrapporten van hepatotoxiciteit gerelateerd aan de consumptie van hoge doses voedingssupplementen op basis van thee. In bijna alle gevallen (acht van de negen) hadden patiënten verhoogde alanineaminotransferase- en bilirubinespiegels in het serum. In twee van de negen punten werd periportale en portale ontsteking waargenomen. Alle gevallen werden opgelost na stopzetting van de suppletie. Er is voorgesteld dat lever- en niertoxiciteit verband houden met de biologische beschikbaarheid van de verbinding. Recent onderzoek bij mensen heeft aangetoond dat vasten de biologische beschikbaarheid van sommige polyfenolen verhoogt, zoals epigallocatechine. Hoewel er geen meldingen zijn van toxiciteit bij vrijwilligers in interventiestudies, is zorgvuldige controle van de lever- en nierfunctie vereist totdat het risico op toxische gebeurtenissen geassocieerd met theecatechinen bij mensen is vastgesteld.

Vachellia farnesiana (VF) is een struik uit de familie Fabaceae; het wordt gedistribueerd in droge, semi-droge en tropische gebieden in Mexico en wereldwijd; de maximale reproductie is in het winterseizoen. De vruchten zijn kleefstoffen en odder, en de etherische oliën worden gebruikt als kleurstoffen. Een van de meest opvallende toepassingen zijn onder andere de voederbron en het medicinale ontstekingsremmende effect, remming met een ethanolisch extract van Vibrio cholera en anti-ulcera. Bovendien zijn de vruchten ervan gebruikt als onconventionele voedingsstrategieën voor geiten om fenolische verbindingen met antioxiderende werking over te dragen om de kwaliteit van dierlijke producten (melk en kaas) te verbeteren. In 2020 veroorzaakte suppletie in een muismodel obesitas, waarbij de opname van geitenmelk een toename van het energieverbruik en het zuurstofvolume aantoonde, waardoor de lichaamssamenstelling van de muis veranderde, vergeleken met een vetrijk dieet, een biotransfer van bioactieve stoffen uit VF aantoonde. aanwezig in de melk naar het muismodel. Eerder had deze onderzoeksgroep de antioxiderende en ontstekingsremmende kracht van verschillende polyfenol-extracten van deze plantenbron geëvalueerd. Bovendien zijn verschillende fenolische verbindingen beschreven die aanwezig zijn in de bladeren, stengels, schors, bloemen, wortels en vruchten van VF, zoals onder andere galluszuur, quercetine, methylgallaat, myricetin, naringenin, ferulinezuur, kaempferol.

Tot de unieke polyfenolen in VF-vruchten behoren galluszuur, quercetine en epicatechine. Eerdere studies hebben het effect van deze verbindingen beschreven bij het remmen van de enzymactiviteit, die zou kunnen worden gebruikt als een alternatief om postprandiale bloedglucosespiegels onder controle te houden en zo het risico en de incidentie van DM2 te verminderen. In 1989 testten Wadood en medewerkers het effect van suppletie met acaciazaadpoeder met behulp van een diermodel (konijnen), wat aantoonde dat een dosis van 2,3 en 4 g/kg de bloedglucosewaarden significant verlaagde; in deze proef werd een stimulerend middel voor de insulinesecretie door de bètacellen van de pancreas (sulfonylureum) gebruikt als een positieve controle.

Ogawa en medewerkers hadden onlangs klinische proeven uitgevoerd, die in verschillende wetenschappelijke rapporten rapporteerden, waarbij het effect van de consumptie van een polyfenolisch extract van A. betekent gedurende een initiële periode van 4 tot 8 weken toediening; en later in een volgende proef om de toedieningstijd te verlengen tot 12 weken; rapportage van een essentiële respons op glycemie bij patiënten met glucose-intolerantie, verbetering van de orale glucosecurve in 90 en 120 minuten, waarbij de resultaten veel relevanter waren wanneer de periode van consumptie van het extract werd verlengd tot 12 weken; waar de glucosespiegels tijdens vasten daalden, met betrekking tot de controlegroep, omdat dit effect significant was met de vermindering van de verhalen van geglycosyleerd hemoglobine; zonder de aanwezigheid van enig nadelig effect. Het is essentieel erop te wijzen dat de eerste proef (met 4 tot 8 weken interventie) een concentratie van 250 mg polyfenolextract per capsule gebruikte en vier capsules/dag/persoon (1.000 mg/dag) toediende. Voor de tweede interventie, de proef (12 weken); de concentratie polyfenolen per capsule was zeer vergelijkbaar met de vorige test (245 mg/capsule), maar deze keer werden zes capsules (1470 mg/d) per dag toegediend aan elke deelnemer.

Onderzoeksvragen:

1. Zal de dosis van 1,2 mg/kg van het polyfenolische extract van Vachellia farnesiana de gemiddelde waarde van het gebied onder de glycemische responscurve van gezonde vrijwilligers met betrekking tot een controlegroep verlagen?
2. Zal de dosis van 1,2 mg/kg van het polyfenolische extract van Vachellia farnesiana de gemiddelde waarden van serumleverenzymen en urinebiomarker KIM-1 beïnvloeden bij gezonde vrijwilligers ten opzichte van een controlegroep?