Badanie optymalnego dostarczania propionianu do okrężnicy przy użyciu stabilnego znakowania izotopowego

Rola SCFA w regulacji apetytu: wykazano, że SCFA stymulują produkcję PYY i GLP-1 w modelach zwierzęcych, a błonnik pokarmowy, którego SCFA są głównymi produktami końcowymi, indukuje regulację apetytu u ludzi. Jednak dowody potwierdzające, które błonniki pokarmowe indukują regulację apetytu u ludzi, są bardzo słabe ze względu na trudność w kontrolowaniu badań z bardzo wysokim spożyciem błonnika. W niedawnym projekcie finansowanym w ramach inicjatywy BBSRC DRINC (BB/H004815/1) uzyskaliśmy pierwszy bezpośredni dowód na to, że SCFA może bezpośrednio regulować apetyt u ludzi. Przed niniejszym badaniem, aby osiągnąć produkcję SCFA na poziomie wystarczającym do wywołania efektów regulujących apetyt, wymagane są bardzo duże ilości błonnika pokarmowego (>25 g/d do 40 g/d), a przestrzeganie diet bogatych w błonnik jest słabe z powodu skutków ubocznych ze strony przewodu pokarmowego. Co więcej, uzupełnianie diety mieszanką bogatą w błonnik nie zwiększa w sposób przewidywalny ani niezawodny produkcji SCFA w okrężnicy ani poziomów SCFA w krążeniu we wszystkich populacjach ludzkich ze względu na zmienność aktywności drobnoustrojów jelitowych. Wreszcie, podawane doustnie SCFA nie są smaczne i są szybko wchłaniane w jelicie cienkim, gdzie komórki L są rzadkie. W naszych dotychczasowych badaniach skupiliśmy się na propionianie SCFA, ponieważ ma on największe powinowactwo do receptorów i jest końcowym produktem metabolizmu w mikroflorze, a zatem wydaje się oczywistym celem manipulacji w celu zbadania wpływu SCFA na regulację apetytu. Aby przezwyciężyć nieprzyjemnie wysoki poziom fermentującego błonnika pokarmowego potrzebnego do znacznego zwiększenia poziomu propionianu w okrężnicy oraz nieprzewidywalność w produkcji powstałych SCFA, opracowaliśmy i przetestowaliśmy nowy system dostarczania ukierunkowany na uwalnianie gramowych ilości propionianu w proksymalnej części okrężnicy . Szacujemy, że nasz system dostarczania może prowadzić do 2-8-krotnego wzrostu propionianu okrężnicy, poziomu bardzo trudnego do osiągnięcia poprzez podawanie mieszanej diety zawierającej błonnik ulegający fermentacji. Ten poziom produkcji propionianu można było zaobserwować w dietach przodków oraz w częściach wiejskich Afryki, gdzie spożycie błonnika pokarmowego jest bardzo wysokie. Wykazaliśmy również, że system dostarczania zwiększa poziomy propionianu w osoczu, zmniejsza przyjmowanie pokarmu w ostrych badaniach apetytu oraz w badaniu długoterminowym (24 tygodnie), pozytywny wpływ na przyjmowanie pokarmu, skład ciała, homeostazę glukozy, krążące lipidy, cholesterol i wątrobę obserwowano czynność wątroby i trzewną tkankę tłuszczową oraz kontrolę masy ciała. Jednak w tych badaniach pragmatycznie wybraliśmy preparat, który można wyprodukować na dużą skalę. Ilość uwalnianego propionianu może się zmieniać, co samo w sobie może wpływać na szybkość i ilość uwalnianego propionianu. W przypadku składnika, który może być włączony do szerokiej gamy artykułów spożywczych, chcemy teraz zbadać optymalny preparat systemu dostarczania, który dostarcza maksymalną dawkę propionianu w najmniejszej ilości materiału.

Planujemy zastosować nieinwazyjne, stabilne metody znakowania izotopowego w celu określenia biodostępności propionianu z szeregu preparatów systemu dostarczania, w celu określenia optymalnego preparatu do dostarczenia maksymalnej propionianu do bliższej części okrężnicy.