Tidspunktet for hovedmåltidets effekt på tarmmikrobiota og vert (TIMC)

Denne studien vil være en åpen, cross-over RCT hos friske voksne. Friske voksne (>18 år) deltakere vil bli rekruttert fra fellesskapet ved hjelp av en annonsebrosjyre (se tilhørende støttedokument-"Annonseblad") og jungeltelegrafen. Forskeren vil arrangere et møte med de som viser interesse for studien. Forskeren vil samle inn demografisk informasjon (f.eks. alder og kjønn) og spør forsøkspersonene om de lider av akutt eller kronisk sykdom (definert som sykdom som krever regelmessige besøk til helsetjenester) (se tilhørende støttedokument - "Helsespørreskjema"). Hvis de lider av en kronisk sykdom, vil de bli ekskludert. Andre eksklusjonskriterier inkluderer tidligere store tarmoperasjoner, ustabil vekt, bruk av antibiotika eller steroider de siste 3 månedene. Deltakerne vil bli informert om studien ved Human Nutrition, New Lister Building, Glasgow Royal Infirmary, eller ved University of Glasgows hovedcampus sosiale områder (f.eks. Gilchrist). Ingen barn vil bli rekruttert. Forsøkspersoner som har meldt interesse for studien, men ikke er egnet til å delta, vil bli kvittert og vil motta en forklaring på hvorfor de er ekskludert.

Etter informert skriftlig samtykke vil deltakerne bli tilfeldig tildelt intervensjonsgrupper ved å bruke MS Excel "rand()"-funksjonen. Kvinner vil starte intervensjonen i samme fase av menstruasjonssyklusen for å unngå effekten av hormonelle endringer på studieresultatet.

Kosttilskudd: Deltakerne vil bli bedt om å gjennomføre to eksperimentelle dietter. De to diettintervensjonene er identiske, og den eneste forskjellen er tidspunktet for hovedmåltidet (middag og lunsj). Deltakerne vil følge hver diett i en periode på en uke med en tre ukers utvaskingsperiode mellom de to intervensjonene. Utvaskingsperioden tar sikte på å drive tarmmikrobiota-karakteristikkene tilbake til baseline-nivåer. Dietten vil gi deltakernes gjennomsnittlige energibehov (Helsedepartementet) og har som mål å holde deltakernes vekt stabil i studieperioden. Alle kostholdsaspekter av studien vil bli utformet og veiledet av de kvalifiserte dietistene/ernæringsfysiologene, som er medlemmer av forskerteamet. Deltakerne vil få en liste over måltider og snacks å velge mellom (se tilhørende støttedokument - "Matlistepreferanser"). Alle måltider vil bli gitt til deltakerne gratis. Måltider vil bli bestilt online av forskerne, ved hjelp av University of Glasgow Hub, og vil bli levert til deltakernes bolig av supermarkedspersonalet. Vekt og høyde vil bli målt.

Uke 1 Deltakerne vil følge et strukturert kosthold som inneholder måltider etter eget valg i en uke. Deltakerne vil velge disse måltidene fra en liste som forskeren vil gi dem. Tidspunktet for måltidet vil bli spesifisert og deltakerne må fullføre måltidene sine innen 25±5 minutter. Deltakerne vil få skriftlige instruksjoner om hvordan de skal følge dietten (se tilhørende støttedokument-"Instruksjonsark" & "Deltakerstudiekalender"). Deltakerne vil gi alle avføringsprøver produsert i løpet av dagene fra middag på dag 5 til middag på dag 8. Fastende blod (6 ml) og urinprøver vil bli samlet inn dagen etter slutten av uke 1-intervensjonen (dvs. dag 8). Disse vil bli samlet inn ved Human Nutrition-laboratoriet, i New Lister Building, Glasgow Royal Infirmary. Vekt- og høydemål vil bli gjentatt.

Uke 2, 3 og 4 I løpet av utvaskingsperioden vil deltakerne følge sitt vanlige kosthold og ingen forskningsintervensjon vil finne sted.

Uke 5 Dette vil være replikering av diettintervensjonen og prøvetakingen ved uke 1. Den eneste forskjellen er at lunsjmåltid fra uke 1 vil bytte til middag i uke 5.

Overholdelse av diett: I løpet av de to eksperimentelle diettene vil overholdelse av diettene bli overvåket ved å be deltakerne om å fylle ut en "sjekkliste" med deres foreskrevne diett (se tilhørende støttedokument - "Samsvarsspørreskjema"). En mild påminnelse eller tekstmelding vil bli sendt til deltakerne hver 3. dag for å øke deltakernes motivasjon og etterlevelse på diettene.

Prøveinnsamling og analyse: Ferske avførings- og urinprøver vil bli samlet inn som beskrevet ovenfor. De viktigste utfallsmålingene vil være: a) endringer i tarmmikrobiota-sammensetning basert på 16S rRNA-genamplikonsekvensering og hagle-metagenomikk, b) endringer i bakteriell funksjonskapasitet (helgenom-hagle-metagenomikk) og urin-/fekal metabolomikk, c) endringer i målrettet bakteriell metabolitter (kortkjedede fettsyrer, sulfid, ammoniakk, laktat, succinat, etanol). Blodlipider, appetitthormoner, adipokiner og inflammatoriske markører vil bli målt ved hjelp av ELISA-sett. Avføringsprøver vil bli samlet inn fra deltakernes hjem eller levert til laboratoriet med forhåndsbetalt taxi.

Detaljert analyse: Genomisk DNA vil bli ekstrahert av avføringsprøvene ved bruk av egenutviklede analyser. Prøven vil bli testet for renhet på 1 % Agarose gel og konsentrasjonen av nukleinsyrer vil bli målt med Nanodrop. Amplifisering av V4-regionen til 16S rRNA-genet vil bli utført internt ved bruk av PCR og High Fidelity Mastermix og Golay strekkoder. Den samlede prøven vil bli sendt til University of Birmingham for 250 bp pair-end-sekvensering på MiSeq. Dataene vil bli analysert av Dr Gerasimidis PDRA i Bioinfomatics. Tilsvarende målinger av SCFA vil bli utført i surgjorte eterekstrakter ved bruk av gasskromatografi utstyrt med en FID-detektor. Kvantifisering vil bli utført mot autentiske standarder. Andre bakterielle metabolitter og kardiovaskulære markører vil bli analysert med kolorometriske og enzymatiske analyser og kommersielt tilgjengelige ELISA-sett ettersom disse er rapportert tidligere. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28318688 og https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26119811

Effektberegning: En nøyaktig effektberegning er umulig å beregne på grunn av mangel på pilotdata. Basert på en lignende studie for en gjennomsnittlig forskjell på 5,4 μmol/g fekalt acetat (SD=5) og 80 % kraft, kreves det 20 deltakere. Effektberegning vil bli revidert etter rekruttering og studieavslutning av de første 7 deltakerne.