Jernabsorpsjon fra en hvetebasert kornblanding: tarm- og stabile isotopstudier hos kenyanske spedbarn

Jernmangelanemi (IDA) er utbredt hos spedbarn og førskolebarn i Afrika sør for Sahara. Flere studier er utført for å redusere IDA. Noen av disse studiene hadde negative effekter på tarmmikrobiomet og diaré på grunn av den høye jerndosen administrert i områder med høy malariabelastning og andre vanlige barneinfeksjoner. Som en potensielt tryggere løsning undersøkte vi effekten av å senke jerndosen i jerntilskuddene og inkludere 7,5 g galakto-oligosakkarider (GOS). Funn fra disse studiene viste at hos spedbarn forbedret inntak av jern og GOS jernstatus, forbedret tarmmikrobiota og reduserte risikoen for sykdom. Vi har nylig demonstrert at vanlig inntak av GOS i tre uker resulterte i forbedret jernabsorpsjon som korrelerte med en reduksjon i kolon pH. Det er ikke kjent om andre prebiotika eller en kombinasjon også vil gi økt jernopptak og hva effekten av å bruke halve dosen prebiotika vil være. Sammensetningen av humane melkeoligosakkarider (HMOs) i morsmelk kan være en viktig determinant for sammensetningen av tarmmikrobiomet og helsen til det ammede spedbarnet ved å bestemme sammensetningen av Bifidobacteria-arter som er de viktigste kommensale 'barriere'-bakteriene i spedbarnets tarmmikrobiom. Imidlertid er lite kjent om den spesifikke HMO-sammensetningen av morsmelk i afrikanske populasjoner og den potensielle innvirkningen på tarmmikrobiotasammensetningen til spedbarn som ammes. Vi tar derfor sikte på å måle effekten av en prebiotisk (høy dose/lav dose) blanding ved forskjellige doser i en hvetebasert instant kornblanding, på fraksjonert jernabsorpsjon (FIA) fra en hvetebasert instant kornblanding som ikke inneholder prebiotika. Vi vil sammenligne FIA ​​med og uten tre ukers forfôring med to forskjellige doser prebiotisk blanding. I tillegg skal vi undersøke effekten av to ulike doser av denne prebiotiske (høydose/lavdose) blandingen på tarmmikrobiota og betennelse etter tre uker.

I sørkysten av Kenya vil vi registrere 195 spedbarn og randomisere dem i tre intervensjonsgrupper. Daglig i 3 uker vil spedbarn spise en nyformulert hvetebasert kornblanding (3,6 mg jern med askorbinsyre (AA)) hjemme. Gruppe 1 vil motta frokostblandingen med 7,5 g prebiotisk blanding; gruppe 2 vil motta frokostblandingen med 3 g prebiotisk blanding og gruppe 3 vil motta frokostblandingen uten prebiotika. I en undergruppe på 70 spedbarn vil vi administrere fire merkede testmåltider. To testmåltider vil bli matet 2 uker før påbegynt av intervensjonsstudien for å undersøke den akutte effekten av prebiotika på FIA og de to andre vil bli matet på slutten av den 3 uker lange intervensjonsstudien for å undersøke effekten av kronisk forbruk av prebiotika på FIA. Morsmelkprøver fra mødrene vil bli samlet inn og analysert for sammensetningen av humane melkeoligosakkarider (HMO). Vi antar at: 1) Spedbarn som mottar den nye hvetebaserte kornblandingen som inneholder prebiotisk (høy dose/lav dose) blanding vil ha en høyere jernabsorpsjon, og 2) høyere forekomst av fekale bifidobakterier enn spedbarn som får kornblandingen uten prebiotika; 3) hos spedbarn som får den hvetebaserte kornblandingen, vil tilsetning av 7,5 g prebiotisk (høy dose/lav dose) blanding resultere i høyere FIA, og 4) i større forhold mellom Bifidobacteria og Enterobacteriaceae, laveste fekale kalprotektin, tarmfett syrebindende protein (I-FABP) og laveste forekomst av enteropatogener enn tilsetning av 3 g prebiotika; 5) tilsetning av 7,5 g prebiotisk (høy dose/lav dose) blanding vil resultere i større FIA ​​når det administreres akutt eller kronisk, og disse to effektene vil være additive; 6) den hvetebaserte kornblandingen vil forbedre jernstatus, inkludert hemoglobin (Hb), plasmaferritin (PF) og løselig transferrinreseptor (sTfR), og betennelsesstatus, inkludert C-reaktivt protein (CRP), alfa-1-syre glykoprotein (AGP), fekalt kalprotektin og I-FABP; 7) den hvetebaserte kornblandingen vil redusere fecal pH, og dermed gi et mindre gunstig vekstmiljø for enteriske patogener; 8) Mors sekretorstatus vil påvirke spedbarnets tarmmikrobiota, med spedbarn av sekretormødre som har høyere forekomst av Bifidobacterium og Bacteroides, men lavere forekomst av enteropatogener; og 9) Effekter av samtidig tilførsel av prebiotisk blanding på spedbarns tarmmikrobiota og på jernabsorpsjon vil være sterkere blant spedbarn av ikke-sekretoriske mødre.

Denne studien vil generere viktige data for å optimalisere jern og prebiotisk sammensetning av hvetebaserte kornblandinger designet for komplementær fôring i spedbarnsalderen. Denne frokostblandingen kan potensielt være en del av fortsatt forskning på intervensjoner for å redusere byrden av IDA ved å bruke sikrere formuleringer som ikke påvirker spedbarnets tarmmikrobiom negativt.