Otręby owsiane i bakterie lipidowe i kałowe u pacjentów z chorobą wieńcową

Jak stwierdziła Światowa Organizacja Zdrowia, choroby układu krążenia (CVD), w szczególności choroba wieńcowa (CAD), stanowią główną przyczynę śmiertelności na całym świecie. Miażdżyca, główny mechanizm patofizjologiczny leżący u podstaw CAD, jest procesem wieloczynnikowym, w którym kluczową rolę odgrywają lipidy i czynniki zapalne. Jedną z potencjalnych przyczyn przewlekłego stanu zapalnego jest endotoksemia, która jest stanem wynikającym z wchłaniania lipopolisacharydu (LPS) do układu krążenia. LPS jest aktywnym składnikiem ściany komórkowej bakterii Gram-ujemnych pochodzących z mikroflory jelitowej i silnym aktywatorem wrodzonego układu odpornościowego poprzez szlak receptora Toll-podobnego 4. Wejście LPS do krążenia ogólnoustrojowego ostatecznie skutkuje wewnątrzkomórkową transkrypcją kilku mediatorów stanu zapalnego, które następnie wywołują odpowiedź zapalną. Uznaje się, że jest to czynnik przyczyniający się do rozwoju i postępu miażdżycy i późniejszej choroby wieńcowej. W blaszkach miażdżycowych wykryto obecność bakteryjnego rybosomalnego RNA 16S należącego do rodziny Enterobacteri. Białko wiążące się z LPS we krwi jest znane jako LBP (białko wiążące lipopolisacharydy). Wykazano, że stężenie LBP w surowicy jest podwyższone u pacjentów z potwierdzoną angiograficznie chorobą wieńcową w porównaniu z osobami bez miażdżycy naczyń wieńcowych.

Zwiększenie spożycia błonnika pokarmowego może potencjalnie wpływać na składniki lipidów osocza, w tym cholesterol LDL, cholesterol HDL i trójglicerydy. Co więcej, błonnik pokarmowy może wpływać na skład mikroflory jelitowej, co z kolei może wpływać na poziom LBP i innych czynników wytwarzanych przez drobnoustroje, a w konsekwencji na zdrowie układu sercowo-naczyniowego. Wykazano, że błonnik pokarmowy może ułatwiać rozwój bardziej zróżnicowanej mikroflory jelitowej, która z kolei wytwarza metabolity zdolne do modulowania miejscowego i ogólnoustrojowego stanu zapalnego. Co więcej, wpływ diety bogatej w błonnik na strukturę i funkcję mikroflory jelitowej oraz metabolity wytwarzane przez tę społeczność drobnoustrojów może okazać się skuteczny w zapobieganiu niektórym chorobom sercowo-naczyniowym poprzez zmniejszenie miejscowego i ogólnoustrojowego stanu zapalnego.

Błonnik pokarmowy jest metabolizowany przez bakterie jelitowe, w wyniku czego powstają metabolity, które są następnie wchłaniane przez komórki jelitowe. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), w tym octany, propioniany i maślany, są wytwarzane przez mikroflorę jelitową w jelicie grubym w wyniku fermentacji błonnika pokarmowego. Badania wykazały, że działają one jako ligandy dla określonej grupy receptorów sprzężonych z białkiem G, w tym GPR43 i GPR109A, które ulegają ekspresji na szeregu komórek, w tym na białych krwinkach. Wiązanie SCFA z tymi receptorami powoduje indukcję sygnalizacji wewnątrzkomórkowej, co z kolei wyzwala szeroki zakres efektów komórkowych i tkankowych, które mogą być zaangażowane w regulację metabolizmu i stanu zapalnego. Efekty te mogą przyczyniać się do kardioprotekcyjnego działania SCFA.

W niniejszym badaniu zbadany zostanie wpływ suplementacji otrębami owsianymi na lipidy osocza, insulinę, markery stanu zapalnego, stężenie LBP, wybrane bakterie kałowe i ekspresję genów receptorów krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych w komórkach jednojądrzastych krwi obwodowej u pacjentów z chorobą wieńcową.

W badaniu tym zastosowano randomizowany, kontrolowany projekt badania klinicznego bez zaślepiania. Do tego badania zostaną wybrani pacjenci spełniający kryteria kwalifikacyjne i skierowani do Centrum Medyczno-Badawczego Shahid Modarres. Cele i metodologia badania zostaną im w pełni wyjaśnione, a od wszystkich ochotników uzyskana zostanie pisemna zgoda. Dokumentacja medyczna pacjentów zostanie wykorzystana do zestawienia danych dotyczących choroby, stosowanych środków farmakologicznych i innych istotnych informacji medycznych. Badanie obejmie pomiar masy ciała i obliczenie wskaźnika masy ciała (BMI) u wszystkich pacjentów na początku i na końcu badania. Poziom aktywności fizycznej będzie mierzony za pomocą kwestionariusza aktywności fizycznej na początku i na końcu badania. Pacjenci zostaną losowo przydzieleni do jednej z dwóch grup badawczych, a mianowicie grupy kontrolnej i grupy otrzymującej otręby owsiane. Badanie będzie prowadzone przez okres dwóch miesięcy. Grupa kontrolna otrzyma ogólne porady dietetyczne, w tym zalecenia dotyczące ograniczenia spożycia tłuszczów nasyconych, sodu i cukru prostego. W grupie osób przyjmujących otręby owsiane, poza powyższymi zaleceniami, pacjenci będą spożywać dziennie 28 gramów otrębów owsianych. Wszyscy pacjenci zostaną poinstruowani, aby przez cały okres badania powstrzymywali się od stosowania dostępnych bez recepty leków ziołowych, probiotycznych produktów spożywczych (takich jak jogurt) i suplementów probiotycznych.

Aby ocenić biochemiczne parametry krwi na początku i na końcu badania, od wszystkich pacjentów po 12-14 godzinach postu technik laboratoryjny pobierze próbkę krwi żylnej o pojemności 6 cm3 przez żyłę ramienną. Po pobraniu próbek krwi osocze zostanie oddzielone od komórek krwi, które następnie zostaną oddzielone od siebie za pomocą roztworu Ficoll. Próbki osocza i PBMC będą przechowywane w mikroprobówkach w zamrażarce w temperaturze -80°C do czasu przeprowadzenia wymaganych testów. Stężenie lipidów w osoczu zostanie określone przy użyciu standardowych zestawów. Stężenia LBP będą oznaczane ilościowo przy użyciu zestawów do testów immunoenzymatycznych (ELISA). Całkowity RNA zostanie wyekstrahowany z próbek PBMC, a cDNA zostanie zsyntetyzowane przy użyciu zestawu do syntezy cDNA. Następnie ekspresja genów GPR109A i GPR43 zostanie określona ilościowo poprzez zastosowanie specyficznych starterów i ilościowego testu PCR.