Effekten av en polyfenolisk drikk hos friske frivillige (PB)

Det økte forbruket av høykarbohydrater, bearbeidet og fiberfri mat øker risikoen for fedme og følgelig utviklingen av type 2 diabetes mellitus (DM2); derfor har en av tilnærmingene i forebygging og behandling av disse sykdommene vært fokusert på styring og reduksjon av absorpsjonshastigheten og metabolismen av karbohydrater. DM2 er et resultat av kronisk insulinresistens og tap av bukspyttkjertelens ß-cellemasse og funksjon, som kan være forårsaket av glukotoksisitet og lipotoksisitet som fører til apoptose og dysfunksjon av disse cellene; søket etter alternative terapier har fokusert forskning på sekundære forbindelser fra plantemetabolisme, spesielt polyfenoler (flavonoider), som har vist positive effekter på postprandial blodsukkerreduksjon (2). Polyfenoler, definert som sekundære metabolitter produsert av planter, kan finnes i blomster, grønnsaker og frukt; de genereres som en forsvarsmekanisme mot blant annet stress, kulde og UV-stråling. Polyfenoler er klassifisert i to store grupper: 1) flavonoider og 2) ikke-flavonoider. En aromatisk ring med en hydroksylgruppe karakteriserer strukturen til polyfenoler.

Forbruket av polyfenoler rundt om i verden er svært varierende; det har blitt rapportert at i Frankrike er det gjennomsnittlige forbruket mellom 283 og 1000 mg/dag; i Spania, mellom 500 og 1000 mg/dag; i Italia er det nærmere 700 mg/dag, og i Sør-Korea i snitt 320 mg/dag, bl.a. Variasjonen av kostholdsmønstre over hele verden vil avhenge av den totale mengden polyfenoler som konsumeres daglig. Forbruket av antocyaniner har vært assosiert med forebygging og håndtering av DM2 ved å beskytte mot beta-celleoksidasjon i bukspyttkjertelen, redusere karbohydratfordøyelsesenzymer og hemme avanserte glykeringsprodukter. Over tid har polyfenoler blitt undersøkt i flere eksperimentelle modeller og kliniske studier, noe som har bidratt til kunnskapen om deres anvendelse som potensielle forebyggende midler og i behandlingen av kroniske ikke-smittsomme sykdommer.

En av de essensielle forbindelsene i dette beviset er gallussyre; denne polyfenolen finnes i grønnsaker, frukt, te og rødvin; viktige biologiske aktiviteter er rapportert i murine modeller i metabolske sykdommer som DM2, i tillegg til reguleringen av peroksisomproliferasjonsreseptoren (PPAR) i lever, muskel og fettvev; påvirker reduksjonen av serumglukose. Videre har in vitro-studier dokumentert en avgjørende hemmende aktivitet av glykogenfosforylase-enzymer, som deltar i reguleringen av glykogenmetabolismen; en strategi som kan brukes som et antihyperglykemisk middel, og en annen metode kan fokusere på reduksjon av alfa-glukosidase-enzymet, som deltar ved å redusere karbohydratabsorpsjonen på tarmnivå.

Studiet av en annen flavonoid som finnes i tomater, knoller, appelsiner, epler, grønn og svart te, poteter og i planter som Vachellia farnesiana har vært quercetin; denne komponenten absorberes hovedsakelig i tarmen med lav intensitet i portvenen. Hos personer med DM2 viste denne forbindelsen en reduksjon i serumglukosetoppene etter administrering av en enkeltdose på 200 mg quercetin, et fenomen som forlenget seg i løpet av de tre timene med oppfølging av glukosekonsentrasjon sammenlignet med placebogruppen. En metaanalyse rapporterte at oral administrering av quercetin >500 mg/dag i åtte uker reduserte fastende plasmaglukosekonsentrasjon hos pasienter med metabolsk syndrom. I en annen studie ble quercetin administrert i åtte uker med 250 mg/dag hos pasienter med DM2, noe som reduserte LDL-nivåene betydelig og økte den totale antioksidantkapasiteten. Det viste imidlertid ingen endring i plasmaglukose sammenlignet med en placebogruppe, noe som tyder på at dosen var utilstrekkelig. Andre forbindelser identifisert med antihyperglykemiske effekter er koffeinsyre, gallussyre, ferulinsyre og vanillinsyre, flavoner (rutin) og flavanoner (naringenin).

Glukoseopptak i perifert vev kan påvirkes av tilstedeværelsen av polyfenolforbindelser gjennom ulike effekter som: 1) hemming av monoglyserid fordøyelsesenzymer (alfa-amylase og alfa-glukosidase), disse fordøyelsesenzymene vil redusere glukoseopptaket og 2) reduksjon av glukose opptak gjennom hemming av natriumavhengige glukosetransportører 1 (SGLT1) og 2 (SGLT2) lokalisert i nyrenes proksimale tubuli, 3) i tillegg til stimulering av insulinsekresjon og beskyttelse av beta-pankreatiske celler 4) og til slutt gjennom hemming av SGLT2-transportører lokalisert ikke bare i nyretubuli; men også i andre vev.

Evaluering av sikkerheten ved polyfenolforbruk er avgjørende, så funnene eller forutgående tilgjengelige både in vitro og in vivo vurderes. Polyfenoler har forskjellige fysiologiske funksjoner; det er nødvendig å evaluere sikkerheten ved administrasjon; bevis på akutt toksisitet og klinisk toksisitet presenteres ved å vurdere biokjemiske tester som leverfunksjon og nyrefunksjonstester. Noen vekttapstilskudd gitt som planteekstrakter har vært relatert til akutt leverskade. Hovedkomponenten er hydroksitstronsyre; noen tilfeller rapporterer en økning i transaminaser og total bilirubin.

Resultatene som har blitt generert i prekliniske studier av INCMNSZ-forskerteamet gjorde det lettere å beregne en startdose som skal evalueres i den følgende kliniske fasen hos mennesker; det er nødvendig å utføre analysen overført fra mus til mennesker beregnet med formelen "overført dose basert på kroppsoverflate (BSA)," med tanke på både vekten og høyden til et gjennomsnittlig individ med 60 kg vekt. En startdose på 1,2 mg/kg VF-ekstrakt ble beregnet for testing; Reagan-Shaw og medarbeidere beskrev beregningsmetodikken omfattende. Imidlertid bør den gjennomsnittlige estimerte dosen justeres ved å bruke de individuelle verdiene for vekt og høyde for hver deltaker for å bestemme overflatearealet til BSA-kroppen.

Denne fase I kliniske studien er basert på de prekliniske testene utført av INCMNSZ-teamet for å bestemme No-Observed-Adverse-Effect-Levels (NOAELs), hvor dosen overføres fra mus til menneske; var basert på anbefalingene fra Food and Drug Administration (FDA) i 2005, der mus-menneske-konverteringsligningene brukes; det anbefales også å bruke verdien av kroppsoverflaten for å beregne den humane ekvivalentdosen (HED, Human Equivalent Dose) foreslått av Nair og Jacob i 2016. I denne forstand, som en del av forskningsutviklingen av kostholdsalternativer for å dempe de metabolske endringene av fedme fra fruktene av VF i C57BL6-hannmus, har vi fastslått at en dose på 10 mg/kg musevekt kan overføres, for prekliniske studier , som dette forslaget.

Å opprettholde glukosehomeostase er av den mest fysiologiske betydning og styres av streng hormonkontroll. Feilfunksjonen til disse hormonene kan utløse forskjellige endringer, for eksempel energihomeostaseforstyrrelser som inkluderer fedme, hyperglykemi og glukoseintoleranse som utløser sykdommer som DM2. Påvirkningen av polyfenoler på biotilgjengeligheten av makronæringsstoffer spiller en viktig rolle. Det er rapportert at de kan danne komplekser med polysakkarider som påvirker den insulinemiske og glykemiske responsen og øker utskillelsen av nitrogen og fett i fekalt materiale; de kan også undertrykke frigjøringen av glukose fra leveren og forbedre glukoseopptaket i perifert vev. Flavonoider som finnes i grønnsaker eller planter finnes i form av glykosider. Disse glykosidene hydrolyseres av et enzym av ß-glukosidase-gruppen (laktase phlorizin hydrolase) lokalisert ved børstekanten av tynntarmen, og etterlater flavonoidglykosidet fritt; disse kan deretter gå gjennom cellemembranen ved passiv diffusjon eller kan absorberes intakt gjennom de natriumavhengige glukosetransportørene SGLT1. Metabolisme av polyfenoler begynner i tarmens lumen; de dekonjugeres av laktasen phloridzinhydrolase, deretter blir flavonoidet konjugert av uridindifosfatglukuronyltransferaser, og konjugatene eksporteres tilbake til lumen eller blod av forskjellige transportører. I tillegg kan metabolitter transporteres inn i hepatocytter via ulike opptakstransportører og deretter returneres til sirkulasjonssystemet. Alternativt kan de dekonjugeres intracellulært av enzymer som β-glukuronidase og skilles ut av nyrene. Dette innebærer transportørers opptak i proksimale tubulære celler og utskillelse i urinen. Likevel avhenger disse transformasjonene av forholdene til hver enkelt; noen øker i inflammatoriske prosesser. Det er viktig å nevne at selv om prekliniske studier av FV ikke viser noen bivirkninger, er det kritisk å vurdere sikkerheten i kliniske studier for påfølgende klinisk bruk. De fleste kliniske studier starter uten å utforske de mulige toksiske effektene av polyfenolforbruk. Epigallokatekinforbindelser har vist seg å ha en potensiell prooksidantvirkning som kan ha implikasjoner angående toksisitet og foreslår at ytterligere forskning på lever- og nyretoksisitet bør gjøres. Det er flere nyere kasusrapporter om levertoksisitet relatert til inntak av høye doser tebaserte kosttilskudd. I nesten alle tilfeller (åtte av ni) hadde pasientene forhøyede serumalaninaminotransferase- og bilirubinnivåer. I to av de ni punktene ble det observert periportal- og portalbetennelse. Alle saker ble løst etter avsluttet tilskudd. Lever- og nyretoksisitet har blitt foreslått å være assosiert med forbindelsens biotilgjengelighet. Nyere studier på mennesker har vist at fasting øker biotilgjengeligheten til enkelte polyfenoler, som epigallocatechin. Selv om det ikke er rapportert om toksisitet hos frivillige i intervensjonsstudier, er nøye overvåking av lever- og nyrefunksjon nødvendig inntil risikoen for toksiske hendelser assosiert med tekatekiner hos mennesker er fastslått.

Vachellia farnesiana (VF) er en busk av familien Fabaceae; det er distribuert i tørre, halvtørre og tropiske områder i Mexico og over hele verden; dens maksimale reproduksjon er i vintersesongen. Dens frukter er lim og oddere, og dens essensielle oljer brukes som fargestoffer. Blant de mest fremragende bruksområdene er fôrressursen og den medisinske anti-inflammatoriske effekten, hemming med et etanolisk ekstrakt av Vibrio kolera og anti-ulcerative effekter. I tillegg har fruktene blitt brukt som ukonvensjonelle fôringsstrategier for geiter for å overføre fenoliske forbindelser med antioksidantaktivitet for å forbedre kvaliteten på animalske produkter (melk og ost). I 2020 induserte tilskudd i en murin modell fedme, der inkorporering av geitemelk viste en økning i energiforbruk og oksygenvolum som modifiserte kroppssammensetningen til musen, sammenlignet med et fettrikt kosthold, demonstrerte en biooverføring av bioaktive forbindelser fra VF tilstede i melken til musemodellen. Tidligere hadde denne forskergruppen evaluert antioksidant- og antiinflammatorisk kraft til ulike polyfenolekstrakter av denne planteressursen. I tillegg er flere fenoliske forbindelser tilstede i bladene, stilkene, barken, blomstene, røttene og fruktene til VF blitt beskrevet, slik som gallussyre, quercetin, metylgallat, myricetin, naringenin, ferulsyre, kaempferol, blant andre.

Blant de unike polyfenolene i VF-frukter er gallussyre, quercetin og epicatechin. Tidligere studier har beskrevet effekten av disse forbindelsene for å hemme enzymaktivitet, som kan brukes som et alternativ for å kontrollere postprandiale blodsukkernivåer og dermed redusere risikoen og forekomsten av DM2. I 1989 testet Wadood og medarbeidere effekten av tilskudd av akasiefrøpulver ved å bruke en dyremodell (kaniner), og demonstrerte at en dose på 2,3 og 4 g/kg reduserte blodsukkernivået betydelig; i denne studien ble et stimulerende middel for insulinsekresjon av beta-cellene i bukspyttkjertelen (sulfonylurea) brukt som en positiv kontroll.

Ogawa og medarbeidere hadde nylig utført kliniske studier, rapportert i forskjellige vitenskapelige rapporter, hvor effekten av inntak av et polyfenolekstrakt av A. betyr i løpet av en innledende periode på 4 til 8 ukers administrering; og senere i en påfølgende utprøving for å forlenge administrasjonstiden opp til 12 uker; rapportere en essensiell respons på glykemi hos pasienter med glukoseintoleranse, forbedre den orale glukosekurven på 90 og 120 minutter, og være mye mer relevante resultatene når forbruksperioden for ekstraktet ble forlenget til 12 uker; hvor nivåene av glukose i faste sank, angående kontrollgruppen, noe som er denne effekten signifikant med reduksjonen av historiene til glykosylert hemoglobin; uten tilstedeværelse av noen negativ effekt. Det er viktig å påpeke at den første studien (med 4 til 8 ukers intervensjon) brukte en konsentrasjon på 250 mg polyfenolekstrakt per kapsel og administrerte fire kapsler/dag/person (1000 mg/d). For den andre intervensjonen, forsøket (12 uker); konsentrasjonen av polyfenoler per kapsel var veldig lik den forrige testen (245 mg/kapsel), men denne gangen ble seks kapsler (1470 mg/d) per dag administrert til hver deltaker.

Forskningsspørsmål:

1. Vil dosen på 1,2 mg/kg av det polyfenoliske ekstraktet av Vachellia farnesiana redusere gjennomsnittsverdien av området under den glykemiske responskurven til friske frivillige forsøkspersoner angående en kontrollgruppe?
2. Vil dosen på 1,2 mg/kg av det polyfenoliske ekstraktet av Vachellia farnesiana påvirke gjennomsnittsverdiene av leverenzymer i serum og urinbiomarkør KIM-1 hos friske frivillige forsøkspersoner i forhold til en kontrollgruppe?