Klinische studie van resistent zetmeel bij het verbeteren van constipatie

De menselijke darmmicrobiota is een van de dichtste microbiële gemeenschappen op aarde, waaronder zeer diverse microbiële gemeenschappen, die metabolische, immuun- en beschermende functies vervullen en een cruciale rol spelen in de menselijke gezondheid. Gastro-intestinale microflora wordt beïnvloed door vele factoren, waaronder genetica, gastheerfysiologie (leeftijd van de gastheer, ziekte, stress, enz.) en omgevingsfactoren, zoals levensomstandigheden en drugsgebruik. Tegelijkertijd wordt voeding beschouwd als een belangrijke omgevingsfactor die de samenstelling van de gastro-intestinale microflora en de metabolische functie bemiddelt. Gezien het feit dat het moeilijk is om door het menselijk lichaam te worden verteerd en geabsorbeerd, kunnen probiotica via het spijsverteringskanaal het darmkanaal binnendringen, om de darmmicro-ecologie te verbeteren en het metabolisme van lipiden, eiwitten en mineralen te bevorderen.

Voedsel dat rijk is aan anti-verteerbaar zetmeel heeft vele functies, zoals het beheersen van het lichaamsgewicht, het verlagen van de bloedlipiden en de bloedsuikerspiegel, het reguleren van de darmflora, enzovoort, wat de belangstelling van veel wetenschappers heeft getrokken en de laatste tijd een nieuw veld van internationaal voedselonderzoek is geworden. jaren. Resistent zetmeel (RS) is het anti-verteringsgedeelte van samengesteld polysacharidezetmeel. Volgens de omstandigheden van enzymatische hydrolyseresistentie en zetmeelbron werd het verteerbare resistente zetmeel hoofdzakelijk verdeeld in vier typen, namelijk RS1, RS2, RS3 en RS4. Vanwege de oorzaak van resistentie hebben RS1 en RS2 een natuurlijke resistentie tegen amylase, en de resistentie kan verdwijnen na verstijfseling, terwijl de resistentie van RS3 en RS4 wordt gevormd door de transformatie van zetmeel in het proces van voedselverwerking of voedselproductie. RS1 kan samengaan met RS2 of RS3 in hetzelfde soort voedsel, en het bestaan ​​van RS4 kan de voedselinname van RS3 verhogen.

Slechts een klein deel van het verteerbare zetmeel kan in de dunne darm worden verteerd en geabsorbeerd, waardoor de benuttingsgraad van glucose zeer laag is. Wanneer de meeste overige onverteerde componenten de dikke darm binnenkomen, worden ze gefermenteerd door de darmmicroflora, waarbij voornamelijk vetzuren met een korte keten (SCFA's) worden geproduceerd: acetaat, propionaat en butyraat. Hoewel zowel acetaat als propionaat gezondheidseffecten hebben, wordt vooral gedacht dat butyraat de gezondheid verbetert en is het de SCFA met de grootste toename in RS-inname. Butyraat speelt een belangrijke rol in de darmgezondheid van de mens, waaronder het verminderen van ontstekingen, het verminderen van het risico op darmkanker en het verbeteren van de darmbarrièrefunctie. In vivo en in vitro verhoogden resistent zetmeeldieet en butyraat het aandeel ChAT-immunoreactieve intermusculaire neuronen aanzienlijk, darmneuronen brachten monocarbonzuurtransporter 2 (MCT2) tot expressie, kleine interferentie met RNA bracht MCT2 tot zwijgen en voorkwam door butyraat geïnduceerde toename van het aandeel ChAT immunoreactieve neuronen. Butyraat en trichostatine An verhoogden de acetylering van histon H3 in darmneuronen. Src-signaalrouteremmers kunnen het effect van butyraat blokkeren. Een resistent zetmeeldieet verhoogde het colontransport, en butyraat verhoogde de cholinerge-gemedieerde contractie van de circulaire spieren in het colon in vitro. Hoewel is aangetoond dat RS een van de beste vezels is om het butyraatgehalte in de bevolking te verhogen, is het duidelijk dat niet iedereen dezelfde voordelen kan krijgen, en dat sommige mensen niet reageren op RS-suppletie. Dit suggereert dat verschillen in individuele microflora een belangrijke rol spelen bij het bepalen van de uitkomst van RS-consumptie, en we moeten het mechanisme van RS-vertering en hoe dit leidt tot de productie van butyraat dieper onderzoeken. Bovendien moet er meer worden gedaan om de gezondheidseffecten te begrijpen die kunnen worden beïnvloed door RS-consumptie die verder gaat dan de butyraatniveaus.

Vanwege de complexe structuur van RS zijn bepaalde bacteriën nodig om de afbraak van dit semi-kristallijne materiaal op gang te brengen. R. bromii en Bifidobacterium juvenis zijn de enige bekende menselijke darmmicro-organismen met RS-afbrekend vermogen.

R. bromii heeft aandacht gekregen vanwege zijn rol als hoeksteensoort voor het RS-metabolisme, de voeding en/of het mogelijk maken dat andere leden van het darmmicrobioom toegang krijgen tot dit substraat. Het zetmeelbrekende enzym van R. bromii heeft een unieke organisatiestructuur en vormt een multi-enzymcomplex, dat via het scaffold-eiwit in de fibrinosomen via het adhesie-eiwit en dockerinemodules aan het celoppervlak wordt bevestigd, dus het wordt amylasoom genoemd. Dit systeem is aangetroffen in een verscheidenheid aan menselijke rumenokokken, en de belangrijkste enzymstructuur van het amylasoom ervan is bij alle stammen sterk geconserveerd. Ondanks zijn ongelooflijke vermogen om RS af te breken, lijkt R. bromii zelf andere soorten niet te overtreffen of te domineren, maar dient hij eerder een gunstig doel door andere soorten te kruisen door verschillende hoeveelheden suikers en acetaat vrij te geven. Uit één onderzoek bleek dat de mediaan van fecaal butyraat met 50% toenam na behandeling met aardappelzetmeel (RS2), maar verder onderzoek van de individuele reacties bracht verschillende veranderingen in butyraat aan het licht. Uit een vervolgstudie door dezelfde groep bleek dat mensen met een verhoogde overvloed aan R. bromii in hun microbiota waarschijnlijk een hogere butyraatreactie op aardappelzetmeel hadden, wat erop wijst dat de juiste combinatie van primair afbrekende bacteriën en resistent zetmeel nodig is om het aantal bacteriën te vergroten. productie van butyraat.

Constipatie is een van de meest voorkomende gastro-intestinale (GI) aandoeningen in de klinische praktijk, waarbij ongeveer 11-20% van de volwassenen wereldwijd aan constipatie lijdt. Klinisch gezien is de frequentie van de ontlasting verminderd, of is de ontlasting moeizaam, belemmerd, moeilijk en is de ontlasting droog en moeilijk op te lossen, wat constipatie wordt genoemd [16]. Klinisch gezien is refractaire constipatie moeilijk te behandelen en een overmatig vertrouwen op laxeermiddelen leidt vaak tot verstoring van de water- en elektrolytenbalans, gastro-intestinale disfunctie, melanose van de dikke darm, ontspanning van de anale sluitspier en andere problemen, en leidt zelfs tot colorectale kanker, diabetes, anorexia nervosa en diabetes. andere complicaties in sommige gevallen. Daarom is het erg belangrijk om een ​​veilig en effectief laxerend medicijn of dieet te vinden om constipatiesymptomen te verbeteren en te verlichten. Het gezondheidsbevorderende effect van resistent zetmeel is voornamelijk te danken aan het vet en gas met een korte keten dat wordt geproduceerd door microbiële fermentatie in de dikke darm. De rol ervan bij het voorkomen van colorectale kanker en sommige voedingsgerelateerde chronische ziekten is sterker dan voedingsvezels. de nadelige geur, ruwe textuur, slechte kwaliteit en andere nadelen van voedsel verrijkt met voedingsvezels overwinnen. Vanuit het oogpunt van analyse van onderzoeksgegevens spelen voedselbronnen, zoals voedingsvezels, als natuurlijke, veilige ‘geneeskunde en voedsel’ een zeer belangrijke rol in de menselijke gezondheid. Het heeft een belangrijke industriële toepassingswaarde en een breed perspectief op marktontwikkeling, opent een nieuw veld van functioneel voedingsonderzoek en compenseert de nadelen van traditionele voedingsvezels.

In onze eerdere analyse bleek dat de micro-organismen in de ontlasting van 20 constipatiepatiënten en 20 gezonde mensen een zeer verschillende structuur hadden. De verschilanalyse gaf aan dat Ruminococcus overvloedig aanwezig was bij gezonde mensen. Er werd een classificatiemodel van AUROC0.967 opgesteld met behulp van het Lasso-algoritme, en belangrijke kenmerken van het classificatiemodel waren als volgt: Ruminococcus is het kenmerk met het hoogste gewicht. SPINGO merkt op dat het geslacht Ruminococcus soorten bevat waarin R. bromii de hoogste relatieve dichtheid heeft. Uit een zoektocht naar gegevens uit de GMrepo-database bleek dat Ruminococcus werd aangetroffen in 28.796 onderzoeken, behorend tot 93 fenotypes. In totaal behoorden 40.795 geldige runs tot deze fenotypes. De relatieve overvloed aan Ruminococcus bij gezonde mensen is aanzienlijk hoger dan die bij verstopte mensen, en de relatieve overvloed aan R. bromii bij gezonde mensen is aanzienlijk hoger dan die bij verstopte mensen. De relatieve overvloed aan Ruminococcus bij gezonde mensen was aanzienlijk hoger dan die bij mensen met constipatie. Daarom is het doel van deze klinische proef het aanvullen van resistent zetmeel voor constipatiepatiënten en (1) observeren of de symptomen van constipatiepatiënten verbeteren; (2) Om de veranderingen van darmmicroben bij patiënten met constipatie te analyseren; (3) Controleer of de relatieve overvloed aan R. bromii toeneemt en analyseer de correlatie tussen de relatieve overvloed aan R. bromii in de darmen en de verbetering van constipatiesymptomen bij patiënten met constipatie.

De studie was een niet-gerandomiseerde gecontroleerde studie zonder placebogroep en omvatte 30 patiënten met functionele constipatie, gediagnosticeerd door artsen. Er wordt gebruik gemaakt van een vragenlijstonderzoek om te begrijpen of de symptomen van obstipatiepatiënten zijn verbeterd. Tegelijkertijd worden ontlastingsmonsters verzameld voor analyse van de metagenoomsequentie om de veranderingen van darmmicroben van patiënten voor en na de interventie met resistent zetmeel te bestuderen. Speciale aandacht wordt besteed aan de vraag of de relatieve overvloed aan R. bromii toeneemt.

Voor dit onderzoek zijn geen wervingsadvertenties nodig en de proefpersonen worden op volledig vrijwillige basis gerekruteerd. Mogelijke risico's tijdens het experiment worden aan de proefpersonen uitgelegd en de geïnformeerde toestemming wordt ondertekend nadat zij akkoord gaan met deelname aan het onderzoek. De vrijwilligers die ermee instemden om aan het experiment deel te nemen, werden door middel van een vragenlijst ondervraagd om hun darmgezondheid en andere gezondheidsproblemen te verkrijgen, en gescreend volgens de bovenstaande selectiecriteria en uitsluitingscriteria voor onderzoeksobjecten. De verzamelde monsters worden genoemd naar het nummer en de persoonlijke informatie van de proefpersoon wordt niet bekendgemaakt. De identiteit van de proefpersonen werd gedurende het hele onderzoek geheim gehouden en alleen het aantal en het ziektefenotype waren zichtbaar. Proefpersonen kunnen zich op elk moment terugtrekken uit het onderzoek.

In dit onderzoek wordt de samenstelling en structuur van de darmflora van de proefpersonen geanalyseerd en kunnen de proefpersonen op de hoogte blijven van de voortgang van de test en analyse en zelf relevante gegevens verkrijgen.

Het resistente zetmeel dat in dit onderzoek wordt gebruikt (HiMaize260) wordt geproduceerd door Ingredion. HI-MAIZE®260 resistent zetmeel is een voedingsvezel afgeleid van Ingredion's gepatenteerde maïszetmeel met hoog amylosegehalte dat de voedingswaarde van alledaagse voedingsmiddelen zoals witbrood, muffins, koekjes, cakes en pasta verbetert.

De HI-MAIZE®260-standaard is GB31637-2016, die voldoet aan de nationale normen voor voedselveiligheid. Het HI-MAIZE®260 resistente zetmeel bevat ongeveer 53% resistent zetmeel (voedingsvezels) en 40% verteerbaar zetmeel en kan eenvoudig worden toegevoegd aan standaardformuleringen door gewone bloem gedeeltelijk te vervangen. Omdat HI-MAIZE®260 resistent zetmeel minder calorieën bevat dan meel, verhoogt het bovendien de voedingswaarde van voedsel.