Bio-beschikbaarheid van Florotanninen en Carotenoïden na inname van crackers verrijkt met zeewier (BIO-ALGA)

De BIO-ALGA-studie is een voedingsinterventie die is ontworpen om de biologische beschikbaarheid bij mensen te evalueren van bioactieve verbindingen die aanwezig zijn in het bruinwier Himanthalia elongata, specifiek florotannines en carotenoïden. Deze verbindingen hebben groeiende belangstelling gewekt op het gebied van voeding en functionele voedingsmiddelen vanwege hun potentiële antioxiderende, ontstekingsremmende en metabool regulerende eigenschappen. Mariene macroalgen, en met name Himanthalia elongata, worden erkend als een waardevolle bron van deze verbindingen, naast het leveren van voedingsvezels, mineralen en andere voedingsstoffen die kunnen bijdragen aan de preventie van chronische ziekten zoals obesitas, diabetes type 2 en cardiovasculaire aandoeningen. Om deze verbindingen echter fysiologische effecten in het menselijk lichaam te laten uitoefenen, moeten ze tijdens de spijsvertering worden opgenomen en de systemische circulatie bereiken. Daarom is het essentieel om hun biologische beschikbaarheid onder reële consumptieomstandigheden bij mensen te bestuderen.

Om dit doel te bereiken, is de studie ontworpen als een acute, gerandomiseerde, gecontroleerde, cross-over en geblindeerde voedingsinterventie uitgevoerd bij gezonde volwassenen. Elke deelnemer zal op afzonderlijke dagen vier functionele crackers (ca. 20 g) consumeren: één verrijkt met Himanthalia elongata en een andere controle-cracker met identieke formulering maar zonder zeewier. De twee interventies worden gescheiden door een wash-outperiode van minimaal vijftien dagen om carry-over-effecten te voorkomen. De verwachte steekproefomvang is minimaal tien deelnemers, bij voorkeur twaalf, met een evenwichtige vertegenwoordiging van mannen en vrouwen. Geschikte deelnemers zijn gezonde volwassenen in de leeftijd van 18 tot 45 jaar met een body mass index tussen 18 en 30 kg/m². Uitsluitingscriteria omvatten spijsverteringsziekten, allergieën voor de ingrediënten die in de studie worden gebruikt, huidig medicatie- of supplementgebruik, hormonale behandelingen, recent antibioticagebruik of zwangerschap.

Het testproduct bestaat uit vier functionele crackers met een gewicht van ongeveer 20 g en bevat 1 g gevriesdroogd Himanthalia elongata-poeder. Deze hoeveelheid zorgt voor de aanwezigheid van de doel-bioactieve verbindingen terwijl het binnen veilige dieetlimieten voor jodiuminname blijft. De formulering omvat rijstmeel, maïszetmeel, tarwemeel, sesam, bakpoeder, ei en water. Er is een beetje olijfolie gebruikt om de opname van carotenoïden, zoals fucoxanthine, te verbeteren. Mannitol wordt gebruikt als zoetstof om zoetheid te bieden zonder het caloriegehalte aanzienlijk te verhogen. De placebobar heeft dezelfde samenstelling maar bevat geen zeewier, waardoor een directe vergelijking mogelijk is van de opname van bioactieve verbindingen die via de voedselmatrix worden geleverd.

Tijdens de zeven dagen voorafgaand aan elke interventie en gedurende de hele studieperiode krijgen de deelnemers instructies om het gebruik van zeewierproducten te vermijden. Daarnaast zullen ze vóór elke interventie een driedaags voedingsdagboek invullen. Op de interventiedag komen de vrijwilligers na een nacht vasten van minimaal tien uur naar de Human Nutrition Unit van het Institute of Food Science, Technology and Nutrition (ICTAN-CSIC). Er wordt een veneuze canule ingebracht om herhaalde bloedafnames mogelijk te maken, waarna de deelnemers de toegewezen crackers consumeren en de hele studiedag onder toezicht van het onderzoeksteam in de onderzoeksfaciliteit blijven. Gedurende de dag krijgen ze een gestandaardiseerd polyfenolvrij dieet om interferentie met de analytische detectie van metabolieten afkomstig van het zeewier te minimaliseren.

Bloedmonsters worden verzameld vóór inname en op meerdere postprandiale tijdstippen (0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 4, 6, 8, 19 en 24 uur) om de plasmakinetics van de opgenomen verbindingen en hun metabolieten te evalueren. Er wordt ongeveer 9 mL bloed afgenomen op elk tijdstip, wat resulteert in een totaal volume van 99 mL per interventie. Plasma wordt gescheiden door centrifugatie en opgeslagen bij -80 °C tot analyse. Parallel worden urinemonsters verzameld op gedefinieerde intervallen (-2 tot 0 uur, 0-3 uur, 3-6 uur, 6-9 uur en 9-24 uur) om de urinaire uitscheiding van metabolieten afkomstig van de bioactieve verbindingen in het zeewier te beoordelen.

De verzamelde biologische monsters worden geanalyseerd met behulp van high-performance vloeistofchromatografie gekoppeld aan quadrupool time-of-flight massaspectrometrie met elektrospray-ionisatie (HPLC-ESI-QTOF). Gerichte metabolomische benaderingen worden toegepast om metabolieten afkomstig van florotannines en carotenoïden aanwezig in Himanthalia elongata te identificeren en te kwantificeren. Op basis van plasmakoncentratieprofielen en urinaire uitscheidingspatronen worden voedingskinetische parameters zoals maximale concentratie (Cmax), tijd om maximale concentratie te bereiken (Tmax) en de oppervlakte onder de concentratie-tijdcurve (AUC) berekend, evenals de proportie van uitgescheiden metabolieten ten opzichte van de ingenomen dosis. Deze analytische strategie maakt het mogelijk om de werkelijke biologische beschikbaarheid van deze verbindingen onder fysiologische omstandigheden te karakteriseren en potentiële biomarkers van zeewierconsumptie te identificeren.

De studie vormt een minimaal risico voor de deelnemers, voornamelijk beperkt tot mild en tijdelijk ongemak geassocieerd met bloedafname. De ingrediënten die in de functionele crackers worden gebruikt, zijn zorgvuldig geselecteerd om de voedselveiligheid te waarborgen en de micronutriëntinname, inclusief jodium, binnen aanbevolen limieten te houden. Hoewel de studie geen direct therapeutisch doel heeft, wordt verwacht dat de resultaten de huidige kennis over het metabolisme en de biologische beschikbaarheid van bioactieve zeewierverbindingen bij mensen zullen uitbreiden en wetenschappelijk bewijs zullen leveren ter ondersteuning van de ontwikkeling van functionele voedingsmiddelen met mariene algen met potentiële gezondheidsvoordelen.