Wpływ spożycia jagód aronii na stan zapalny, metabolizm i mikrobiom jelitowy

Aby osiągnąć te cele, zostanie przeprowadzone randomizowane, podwójnie ślepe, kontrolowane placebo badanie kliniczne porównujące aronię z placebo przez 28–30 dni u dorosłych ludzi. Przed i po interwencji zostaną przeprowadzone oceny następujących zmiennych: skład mikrobiomu jelitowego (gatunki drobnoustrojów i względna liczebność), metabolom jelitowy, poposiłkowa odpowiedź TG, cytokiny zapalne i metabolom surowicy na wyzwanie posiłkiem wysokotłuszczowym ( ustalony bodziec zapalny), stężenie glukozy w surowicy na czczo, lipidy, insulina, markery stanu zapalnego i metabolom, ciśnienie krwi i pomiary antropometryczne, w tym masa ciała, skład ciała, obwód talii i ilość trzewnej tkanki tłuszczowej. Mierzona będzie aktywność fizyczna, siedzący tryb życia i zwykła dieta, aby zmienne te można było wykorzystać do scharakteryzowania uczestników i pomóc w analizie i interpretacji danych.

Procedury:

Poposiłkowe reakcje lipidemiczne i zapalne: Próby obciążeniowe posiłkiem wysokotłuszczowym zawierającym od 40 do 100 g tłuszczu w diecie to uznany test laboratoryjny służący do pomiaru zarówno poposiłkowej reakcji trójglicerydemicznej, jak i reakcji zapalnej. Badacze zastosowali dawkę 50 g tłuszczu podawanego w postaci masła na grzance u > 50 osób, ponieważ ta konkretna dawka skutecznie odróżnia osoby reagujące na niski i wysoki poziom TG oraz reakcję zapalną. W skrócie, uczestnicy zgłoszą się do laboratorium po całonocnym poście, a próbki krwi zostaną pobrane przed oraz 1, 2, 4 i 6 godzin po spożyciu posiłku wysokotłuszczowego. Próbki będą analizowane w czasie rzeczywistym pod kątem TG (oraz pełnego panelu lipidowego i glukozy) przy użyciu analizatora chemii klinicznej (Piccolo xpress), podczas gdy próbki surowicy będą dzielone na porcje i przechowywane w temperaturze -80°C do czasu analizy pod kątem cytokin zapalnych, metabolomiki i insuliny. Badacze będą mierzyć poziom cytokin zapalnych (TNF-α, interleukina (IL)-1β, IL-6, IL-17, IL-23 i czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów (GM-CSF)) przy użyciu technologii multipleksowania Luminex o wysokiej czułości (Bio- RadBio-Plex® 200 HTS) przygotowany przez Millipore.

Interwencja dietetyczna: Uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do grupy eksperymentalnej (Aronia) lub kontrolnej z placebo. Eksperymentalny suplement będzie się składał z przyjmowanej raz dziennie dawki 100 ml soku z aronii. Dodatek kontrolny dopasowany do placebo nie będzie zawierał polifenoli i będzie się składał z 100 ml następującej mieszaniny: Koolaid z czarnej wiśni, niebieski i czerwony barwnik spożywczy, sacharoza i sorbitol. To placebo będzie odpowiadać zawartości cukru w ​​soku z aronii. Dawkę dzienną 100 ml dla obu grup spożywa się raz dziennie przez okres 28-30 dni suplementacji. Wszyscy uczestnicy zostaną poinstruowani, aby przez cały okres suplementacji unikać spożywania pokarmów zawierających polifenole. Uczestnicy otrzymają listę niedozwolonych produktów spożywczych, do której będą mogli się odnieść.

Analiza mikrobiomu jelitowego: Z próbek kału zostanie pobrany masowy DNA przy użyciu zestawu do izolacji DNA Powersoil® (Mo Bio Laboratories Inc.). DNA zostanie wysłane w ciągu nocy do Centrum Systemów Mikrobiologicznych Uniwersytetu Michigan w celu sekwencjonowania amplikonu Illumina MiSeq regionu zmiennego 16S V4. Surowe odczyty sekwencjonowania będą przetwarzane i selekcjonowane przy użyciu pakietu oprogramowania Mothur (wersja 1.39.5), zgodnie ze standardową procedurą operacyjną Mothur MiSeq, potencjalnie chimeryczne sekwencje zostaną zidentyfikowane i usunięte przy użyciu algorytmu Uchime (wersja 4.2.40) i klasyfikacji taksonomicznych zostaną przypisane przy użyciu klasyfikatora Bayesa z projektu Ribosomal Database Project, a operacyjne jednostki taksonomiczne (OTU) zostaną przypisane w ciągu miesiąca przy użyciu algorytmu grupowania opartego na odległości VSEARCH przy progu podobieństwa sekwencji wynoszącym 97%.

Analiza metabolomiczna: Próbki będą analizowane za pomocą spektrometrii mas z chromatografią cieczową o wysokiej rozdzielczości (LCMS). Do głębokiego pokrycia zostaną wykorzystane kolumny do chromatografii oddziaływań hydrofilowych (HILIC) i kolumny z odwróconą fazą (RP). Identyfikacja metabolitów będzie opierać się na dopasowywaniu wzorców fragmentacji, autentycznych standardach i dopasowywaniu baz danych do METLIN i bazy danych ludzkich metabomów (HDB). Nowe funkcje o dużym zainteresowaniu zostaną scharakteryzowane za pomocą chromatografii cieczowej, spektrometrii mas, ekstrakcji w fazie stałej, jądrowego rezonansu magnetycznego (LCMS-SPE-NMR). Analiza ścieżki będzie wykorzystywać XCMS i mummichog.

Analiza diety: Długoterminowe nawyki żywieniowe mogą powodować adaptacje, które wpływają na reakcję na krótkotrwałą suplementację aronią. W badaniu tym wykorzystana zostanie najnowsza wersja (2018 r.) internetowego kwestionariusza historii diety (DHQ III), kwestionariusza częstotliwości spożywania posiłków przeznaczonego dla osób dorosłych w wieku 19 lat i starszych, opracowanego przez personel Oddziału Monitorowania i Metod Czynników Ryzyka (RFMMB) Narodowy Instytut Raka NIH. Dane wyjściowe DHQ III obejmują składniki węglowodanów, karotenoidy i tokoferole, składniki diety z suplementów, tłuszcze, kwasy tłuszczowe i cholesterol, makroskładniki odżywcze i energię, minerały, składniki białek i witaminy to składniki diety i grupy żywności dostępne w plikach wyjściowych DHQ III .

Analiza statystyczna: Testy t dla dwóch próbek w celu porównania różnic pomiędzy ocenami przed i po interwencji. Badacze zidentyfikują zmiany w mikrobiomie jelitowym, korzystając z metod zastosowanych w naszych badaniach wstępnych, aby zidentyfikować cechy mikrobiomu jelitowego, które odróżniają osoby reagujące na niski i wysoki poziom TG, a następnie wykorzystają analizę regresji do określenia poziomu zmienności zmian w przypadku aronii i zabiegów kontrolnych można wytłumaczyć zmianami we względnej liczebności gatunków drobnoustrojów jelitowych. Badacze zidentyfikują zmiany w metabolomach jelit i surowicy, a następnie określą szlaki metaboliczne powiązane ze zmianami metabolomicznymi, aby zidentyfikować potencjalne mechanizmy leżące u podstaw zdrowotnego wpływu suplementacji aronią.