Biotilgjengelighet av florotaniner og karotenoider etter inntak av kjeks beriket med tang (BIO-ALGA)

BIO-ALGA-studien er en ernæringsmessig intervensjon designet for å vurdere biotilgjengeligheten hos mennesker av bioaktive forbindelser som finnes i brunalgen Himanthalia elongata, spesielt florotaniner og karotenoider. Disse forbindelsene har tiltrukket seg økende interesse innen ernæring og funksjonelle matvarer på grunn av deres potensielle antioksidative, antiinflammatoriske og metabolsk regulerende egenskaper. Marine makroalger, og spesielt Himanthalia elongata, er anerkjent som en verdifull kilde til disse forbindelsene, i tillegg til å gi kostfiber, mineraler og andre næringsstoffer som kan bidra til forebygging av kroniske sykdommer som fedme, type 2-diabetes og kardiovaskulære lidelser. Imidlertid, for at disse forbindelsene skal utøve fysiologiske effekter i den menneskelige kroppen, må de absorberes under fordøyelsen og nå den systemiske sirkulasjonen. Derfor er det avgjørende å studere deres biotilgjengelighet under reelle forbruksforhold hos mennesker.

For å adressere dette målet er studien designet som en akutt, randomisert, kontrollert, krysset og blindet ernæringsmessig intervensjon utført hos friske voksne. Hver deltaker vil konsumere fire funksjonelle kjeks (ca. 20 g) på separate dager: en beriket med Himanthalia elongata og en annen kontrollkjeks med identisk formulering men uten alger. De to intervensjonene vil bli separert med en utvaskingsperiode på minst femten dager for å unngå overføringseffekter. Den forventede utvalgsstørrelsen er minst ti deltakere, ideelt sett tolv, med balansert representasjon av menn og kvinner. Kvalifiserte deltakere vil være friske voksne i alderen 18 til 45 år med en kroppsmasseindeks mellom 18 og 30 kg/m². Eksklusjonskriterier inkluderer fordøyelsessykdommer, allergier mot ingrediensene brukt i studien, gjeldende medisin- eller kosttilskuddsbruk, hormonbehandlinger, nylig antibiotikainntak eller graviditet.

Testproduktet består av fire funksjonelle kjeks som veier omtrent 20 g og inneholder 1 g frystørket Himanthalia elongata-pulver. Denne mengden sikrer tilstedeværelsen av de målrettede bioaktive forbindelsene samtidig som den holder seg innenfor trygge kostgrenser for jodinntak. Formuleringen inkluderer risemel, maisstivelse, hvetemel, sesam, bakepulver, egg og vann. Litt olivenolje ble brukt for å forbedre absorpsjonen av karotenoider, som fukoksantin. Mannitol brukes som søtningsmiddel for å gi søthet uten å øke kaloriinnholdet betydelig. Placebokjeksen har samme sammensetning men inneholder ikke alger, noe som muliggjør direkte sammenligning av absorpsjonen av bioaktive forbindelser levert gjennom matrikset.

I løpet av de syv dagene før hver intervensjon og gjennom hele studieperioden vil deltakerne bli instruert til å unngå inntak av algeprodukter. I tillegg vil de fullføre en tre-dagers kostregistrering før hver intervensjon. På intervensjonsdagen vil frivillige møte opp ved Human Nutrition Unit ved Institute of Food Science, Technology and Nutrition (ICTAN-CSIC) etter en nattefasting på minst ti timer. En venekanyle vil bli satt inn for å muliggjøre gjentatt blodprøvetaking, deretter vil deltakerne konsumere den tildelte kjeksen og forbli på forskningsanlegget hele studiedagen under oppsyn av forskningsteamet. Gjennom dagen vil de motta en standardisert polyfenolfri kost for å minimere interferens med den analytiske deteksjonen av metabolitter avledet fra algen.

Blodprøver vil bli samlet før inntak og på flere postprandiale tidspunkter (0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 4, 6, 8, 19 og 24 timer) for å vurdere plasmakinetikken til de absorberte forbindelsene og deres metabolitter. Omtrent 9 mL blod vil bli samlet ved hvert tidspunkt, noe som resulterer i et totalt volum på 99 mL per intervensjon. Plasma vil bli separert ved sentrifugering og lagret ved -80 °C til analyse. Parallelt vil urinprøver bli samlet med definerte intervaller (-2 til 0 t, 0-3 t, 3-6 t, 6-9 t og 9-24 t) for å vurdere den urinære utskillelsen av metabolitter avledet fra de bioaktive forbindelsene tilstede i algen.

De innsamlede biologiske prøvene vil bli analysert ved hjelp av høyytelses væskekromatografi koblet til kvadrupol-tid-av-fly-massespektrometri med elektrosprayionisering (HPLC-ESI-QTOF). Målrettede metabolomiske tilnærminger vil bli brukt for å identifisere og kvantifisere metabolitter avledet fra florotaniner og karotenoider tilstede i Himanthalia elongata. Basert på plasmakonsentrasjonsprofiler og urinutskillelsesmønstre vil ernæringsmessige kinetiske parametere som maksimal konsentrasjon (Cmax), tid for å nå maksimal konsentrasjon (Tmax) og arealet under konsentrasjon-tid-kurven (AUC) bli beregnet, samt andelen av utskilte metabolitter i forhold til den inntatte dosen. Denne analytiske strategien vil muliggjøre karakterisering av den reelle biotilgjengeligheten til disse forbindelsene under fysiologiske forhold og identifikasjon av potensielle biomarkører for algeinntak.

Studien innebærer minimal risiko for deltakerne, hovedsakelig begrenset til mild og midlertidig ubehag knyttet til blodprøvetaking. Ingrediensene brukt i de funksjonelle kjeksene er nøye utvalgt for å sikre mattrygghet og opprettholde mikronæringsstoffinntak, inkludert jod, innenfor anbefalte grenser. Selv om studien ikke har et direkte terapeutisk mål, forventes resultatene å utvide dagens kunnskap om metabolisme og biotilgjengelighet av algederiverte bioaktive forbindelser hos mennesker og å gi vitenskapelig støtte for utvikling av funksjonelle matvarer som inkorporerer marine alger med potensielle helsefordeler.