Effekter av linser på metabolisme og betennelse

Etterforskere vil bruke en parallell intervensjon av linse versus makronæringsstoff-matchet (ikke inkludert fiber) kontrollbehandling i 12 uker hos OW/OB voksne med påvist risiko for T2D og CVD. Eksperimentelle dietter vil bli gitt til deltakerne i form av ferdiglagde middagsmåltider for å utnytte den andre måltidseffekten og redusere kaloriinntaket ved kveldsmåltidet. Pre- og post-intervensjonsvurderinger vil bli gjort for følgende variabler: sammensetning av tarmmikrobiomet (mikrobielle arter og relativ overflod), tarmmetabolom, postprandial respons av TG, inflammatoriske cytokiner og serummetabolom til en måltidsutfordring med høyt fettinnhold ( etablert inflammasjonsstimulus), fastende serumglukose, lipid, insulin, betennelsesmarkører og metabolom, blodtrykk og antropometriske mål inkludert vekt, kroppssammensetning, midjeomkrets og mengde visceralt fettvev. Fysisk aktivitet, stillesittende atferd og vanemessig kosthold vil bli målt slik at disse variablene kan brukes til å hjelpe i vår karakterisering av deltakere og hjelpe til med analyse og tolkning av data.

Prosedyrer:

Postprandiale lipidemiske og betennelsesreaksjoner: Måltidsutfordringer med høyt fettinnhold med 40 til 100 g diettfett er en etablert laboratorietest for å måle både postprandiale triglyseridemiske og betennelsesresponser. Etterforskere har brukt en 50 g dose fett levert i form av smør på toast på > 50 individer fordi denne spesielle dosen er effektiv til å skille mellom lav kontra høy TG og betennelsesresponderere. Kort oppsummert vil deltakerne rapportere til laboratoriet etter en faste over natten, et inneliggende venekateter vil bli plassert i en antecubital vene, og blodprøver vil bli tatt før, og 1, 2, 4 og 6 timer etter inntak av høy- fett måltid. Prøver vil bli analysert i sanntid for TG (og fullt lipidpanel pluss glukose) ved hjelp av en klinisk kjemianalysator (Piccolo xpress), mens serumprøver vil bli alikvotert og lagret ved -80 C frem til analyse for inflammatoriske cytokiner, metabolomikk og insulin. Etterforskere vil måle inflammatoriske cytokiner (TNF-α, interleukin (IL)-1β, IL-6 IL-17, IL-23 og granulocyttmakrofagkolonistimulerende faktor (GM-CSF)) ved bruk av høysensitiv Luminex-multiplekseringsteknologi (Bio- Rad Bio-Plex® 200 HTS) utarbeidet av Millipore.

Diettintervensjon: Ved å bruke metoder etablert for en pågående CRT med linser, vil etterforskerne tilberede 7 måltider per deltaker per uke for å levere en dose på 4,6 eller 0 kopper linser per uke for forsøks- og kontrollgruppene. Måltider matches for innhold av makronæringsstoffer (bortsett fra fiber), og malt kalkun erstatter linser i kontrollmåltidene. Lignende måltider vil bli utviklet for svarte bønner. Deltakerne vil bli bedt om å innta maten som er gitt til middagsmåltidet, og deretter proaktivt redusere porsjonsstørrelsene og ikke spise mer enn mett ved kveldsmåltidet. Denne strategien utnytter metthetseffekten av pulser ved middagsmåltidet og "andre måltidseffekt" der frivillig forbruk reduseres ved neste måltid, kveldsmåltidet. Hver deltaker vil bli undersøkt en gang i uken for å finne ut om de spiste det eksperimentelle måltidet den dagen, deres oppfatning av sult, metthet, metthet og tilfredshet med dagens måltid (kl. 16.00), og deres mage-tarmkomfort (nivå av oppblåsthet, luft i magen, kramper og komfort) hele dagen (kl. 20.00). Denne metodikken har blitt implementert med hell i vår pågående studie for å demonstrere at linsemåltider er like behagelige, gir større metthetsfølelse og tolereres godt.

Tarmmikrobiomanalyse: Bulk-DNA vil bli ekstrahert fra fekale prøver ved hjelp av Powersoil® DNA Isolation Kit (Mo Bio Laboratories Inc.). DNA vil bli sendt over natten til University of Michigan, Center for Microbial Systems, for Illumina MiSeq-amplikonsekvensering av den variable 16S V4-regionen. Rå sekvenseringsavlesninger vil bli behandlet og kurert ved hjelp av mothur (v.1.39.5) programvarepakken, etter mothur MiSeq standard operasjonsprosedyre, potensielt kimære sekvenser vil bli identifisert og fjernet ved hjelp av Uchime (v4.2.40) algoritmen, og taksonomiske klassifikasjoner vil bli tildelt ved å bruke den Bayesianske klassifikatoren til Ribosomal Database Project, og operasjonelle taksonomiske enheter (OTUs) vil bli tildelt i mothur ved hjelp av VSEARCH avstandsbasert klyngealgoritmen ved 97% sekvenslikhetsterskel.

Metabolomisk analyse: Prøver vil bli analysert med høyoppløselig væskekromatografi massespektrometri (LCMS). Hydrofil interaksjonskromatografi (HILIC) og revers-fase (RP) kolonner vil bli brukt for dyp dekning. Metabolittidentifikasjon vil bruke fragmenteringsmønstermatching, autentiske standarder og databasematching med METLIN og Human Metabome Database (HDB). Nye trekk av betydelig interesse vil bli karakterisert med væskekromatografi massespektrometri fastfaseekstraksjon kjernemagnetisk resonans (LCMS-SPE-NMR). Baneanalyse vil bruke XCMS og mummichog.

Kostholdsanalyse. Langsiktige kostholdsvaner kan skape tilpasninger som påvirker responsen på kortsiktig tilskudd av Aronia og linser. Denne studien vil bruke den nyeste versjonen (2018) av det nettbaserte Diet History Questionnaire (DHQ III), et spørreskjema for matfrekvens designet for voksne 19 og eldre, utviklet av ansatte ved Risk Factor Monitoring and Methods Branch (RFMMB) til NIH National Cancer Institute. Utdataene fra DHQ III inkluderer karbohydratbestanddeler, karotenoider og tokoferoler, kostholdsbestanddeler fra kosttilskudd, fett, fettsyrer og kolesterol, makronæringsstoffer og energi, mineraler, proteinbestanddeler og vitaminer er kostholdsbestanddeler og matvaregrupper tilgjengelig i DHQ III-utdatafiler .

Overvåking av fysisk aktivitet og stillesittende atferd: Deltakerne vil bruke et Actical rundstrålende akselerometer i løpet av uke 1 og 12 av intervensjonen for å måle total fysisk aktivitet, tid i lavintensiv aktivitet, moderat til kraftig aktivitet, og kraftig aktivitet, og stillesittende aktivitet på minutter .

Statistisk analyse: H1 vil bli testet ved å bruke to-utvalgs t-tester for å sammenligne forskjellen mellom vurderinger før og etter intervensjon. Ved å bruke foreløpige data for TG-responser og 50 % effektstørrelser i samsvar med publiserte funn i dyremodeller, ble det anslått at 18-24 deltakere vil være nødvendig per gruppe for å oppnå kraft på 0,76 til 0,86 ved alfa = 0,05. For å teste H2, vil etterforskerne identifisere endringer i tarmmikrobiomet ved å bruke metodene som ble brukt i vår foreløpige forskning for å identifisere egenskaper ved tarmmikrobiomet som skiller lavt versus høy TG-respondere, og deretter bruke regresjonsanalyse for å bestemme variasjonsnivået i endringer i puls- og kontrollbehandlinger forklart av endringer i relativ forekomst av tarmmikrobielle arter. For å teste H3, vil etterforskere identifisere endringer i tarm- og serummetabolomene, og deretter bestemme metabolske veier knyttet til metabolomiske endringer for å identifisere potensielle mekanismer som ligger til grunn for helseeffekter av pulser.