Inulin og nitrats effekter på vaskulær helse og tarmmikrobiom

Endotelial dysfunksjon bidrar til økt kardiovaskulær risiko forbundet med høyt blodtrykksnivå (f.eks. 120-139/80-89 mmHg og 140/90 mmHg eller høyere), og det anses som en tidlig hendelse i utviklingen av aterosklerotisk vaskulær sykdom. Mekanistisk er endoteldysfunksjon karakterisert ved en redusert biotilgjengelighet av det endotelavledede molekylet nitrogenoksid (NO), som reflekteres av svekket brachialisarteriestrømmediert dilatasjon (FMD). Imidlertid kan endoteldysfunksjon i stor grad forebygges ved tidlig oppdagelse, og tilnærminger som kan gjenopprette tapet av NO i kroppen kan derfor ha åpenbart terapeutisk potensial.

Forbruk av det prebiotiske fiberet inulin har vist seg å øke fermenteringen av bakterieavledede metabolitter som acetat av tarmmikrobiomet vårt. Mens økt acetat har lokale fordeler i tarmen (dvs. anti-inflammatorisk, lavere luminal pH), har det også potensial til å forbedre endotelhelsen. Forskning har vist at acetat kan øke NO-biotilgjengeligheten via aktivering av NO-syntaseveien ved å øke fosforylering av endotelial NO-syntase (eNOS), et nøkkelenzym i vedlikeholdet av endotelial homeostase, etter et 15-dagers tilskudd med inulin. På samme måte produseres NO etter forbruk av nitrat, med individuelle responser avhengig av den basale eNOS-aktiviteten. Derfor kan individer med kompromittert eNOS-aktivitet (f.eks. pre- og hypertensive) vise en forsterket respons på nitrattilskudd. Siden både nitrat- og inulintilskudd kan øke NO-produksjonen, er det mulig at deres kombinerte inntak kan forbedre endotelfunksjonen i større grad. Når det ble tilsatt isolert, viste nitrat seg en effektiv kostholdsstrategi for å lindre endoteldysfunksjon i eldre og kliniske populasjoner. For eksempel var et 4-ukers kronisk kosttilskudd av nitrat (400 mg nitrat/dag) assosiert med en økt peak brachial arterie FMD på 1,0 % (95 % KI, 0,3-1,5; p < 0,001), som ikke var tydelig i placebogruppen. Tilsvarende, etter en 4-ukers dietttilskudd av nitrat (400 mg nitrat/dag), økte verdiene for brachialis arterie MKS (%) signifikant i nitratgruppen sammenlignet med placebogruppen. I motsetning til nitrat, er effekten av inulin på brachial arterie FMD hos mennesker ennå ikke fastslått. Foreløpige funn viste en forbedring av endotelfunksjonen etter inulintilskudd hos mus. Disse funnene ble ytterligere støttet av en annen studie som viste en FMD-økning i brachial arterie på ~1 % etter et 3-måneders prebiotisk tilskudd med 12 g frukto-oligosakkarider hos kliniske pasienter med mindre alvorlig endotel dysfunksjon.

Til dags dato har ingen studier som etterforskerne er klar over, undersøkt rollen til nitrat og inulin i kombinasjon; basert på ovenstående har imidlertid disse to næringsstoffene potensialet til å fungere synergistisk. Derfor er hovedmålet med denne studien å vurdere om tilsetning av nitrat til inulin under et 4-ukers kronisk tilskudd kan føre til en økning i brachial arterie FMD hos middelaldrende og yngste eldre voksne (45-74 år) med forhøyet blod trykk og sammenlign denne responsen med inulin supplert isolert. De sekundære målene for denne studien inkluderer brachial arterie FMD % endringer 4 timer etter inntak av en enkeltdose på 15 g inulin og 1300 mg kaliumnitrat kombinert og 15 g inulin tilsatt isolert. Denne studien vil også undersøke om endringer i FMD % av brachialis arterie etter de to tilskuddene er mediert av potensielle endringer i tarmmikrobiomets sammensetning og mangfold som kan oppstå etter tilskudd av prebiotika. Ytterligere sekundære resultater av studien vil undersøke forskjeller i plasmanitrat, nitritt og kortkjedede fettsyrer (SCFAs) etter begge typer tilskudd. I tillegg vil studien undersøke endringer i nivåene av S-nitrosothioler (RSNO) i røde blodlegemer og fullblod. Studien vil også sammenligne endringer i hvileblodtrykk mellom det kombinerte inulin- og nitrattilskuddet og det kun inulintilskuddet.