Undersøker optimal propionattilførsel til tykktarmen ved å bruke stabil isotopmerking

Rollen til SCFA i appetittregulering: SCFA har vist seg å stimulere PYY- og GLP-1-produksjon i dyremodeller og kostfiber, hvorav SCFA er de viktigste sluttproduktene, induserer appetittregulering hos mennesker. Imidlertid er bevisene som underbygger hvilke kostfibre som induserer appetittregulering hos mennesker, svært svake på grunn av vanskelighetene med å kontrollere studier med svært høyt fiberinntak. I et nylig prosjekt finansiert under BBSRC DRINC-initiativet (BB/H004815/1), har vi det første direkte beviset på at SCFA direkte kan regulere appetitten hos mennesker. Før denne studien, for å oppnå produksjon av SCFA til et nivå som er høyt nok til å indusere appetittregulerende effekter, kreves det svært store mengder kostfiber (>25 g/d og opptil 40 g/d), og etterlevelse av dietter med høyt fiberinnhold er dårlig på grunn av gastrointestinale bivirkninger. Videre øker ikke tilskudd av dietter med blandet høy fiber forutsigbart eller pålitelig produksjon av kolon SCFA eller sirkulerende nivåer av SCFA i alle menneskelige populasjoner på grunn av variasjonen i tarmmikrobielle aktivitet. Til slutt er oralt administrerte SCFAer ikke velsmakende og absorberes raskt i tynntarmen hvor L-celler er sparsomme. I våre studier til dags dato har vi fokusert på SCFA-propionatet fordi det har den høyeste affiniteten for reseptorene og er et sluttprodukt av metabolisme i mikrobiotaen og derfor synes det åpenbare målet å manipulere for å undersøke effekten av SCFA på appetittregulering. For å overvinne de usmakelig høye nivåene av fermenterbart kostfiber som trengs for å øke propionatnivåene i tykktarmen betydelig, og uforutsigbarheten i produksjonen av de resulterende SCFA-ene, har vi utviklet og testet et nytt leveringssystem rettet mot frigjøring av gram mengder propionat i den proksimale tykktarmen . Vi anslår at leveringssystemet vårt kan føre til en 2-8 ganger økning i propionat i tykktarmen, et nivå som er svært vanskelig å oppnå ved å fôre en blandet fermenterbar fiberdiett. Dette nivået av propionatproduksjon kan ha blitt observert i forfedres dietter og i deler av landlige Afrika hvor inntaket av kostfiber er svært høyt. Vi har også demonstrert at leveringssystem øker plasmapropionatnivåer, reduserer matinntak i akutte studier av appetitt, og i en langtidsstudie (24 uker), positive effekter på matinntak, kroppssammensetning, glukosehomeostase, sirkulerende lipider, kolesterol og lever funksjon, lever og visceralt fett og vektkontroll ble observert. I disse studiene valgte vi imidlertid pragmatisk et preparat som kunne produseres i stor skala. Mengden propionat som frigjøres kan varieres, noe som i seg selv kan påvirke hastigheten og mengden av propionat som frigjøres. For en ingrediens, med potensial til å bli inkorporert i et bredt utvalg av matvarer, ønsker vi nå å undersøke det optimale tilførselssystempreparatet som leverer maksimal propionatdose i minst mulig materiale.

Vi planlegger å bruke ikke-invasive, stabile isotopmerkingsmetoder for å bestemme propionatbiotilgjengelighet fra en rekke leveringssystempreparater, for å bestemme det optimale preparatet for å levere maksimal propionat til den proksimale tykktarmen.