Biodostępność florotanin i karotenoidów po spożyciu krakersów wzbogaconych w wodorosty (BIO-ALGA)

Badanie BIO-ALGA to interwencja żywieniowa zaprojektowana w celu oceny biodostępności w organizmie człowieka bioaktywnych związków obecnych w brunatnicach Himanthalia elongata, w szczególności florotanin i karotenoidów. Związki te wzbudzają coraz większe zainteresowanie w dziedzinach żywienia i żywności funkcjonalnej ze względu na ich potencjalne właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne i regulujące metabolizm. Makroglony morskie, a w szczególności Himanthalia elongata, są uznawane za cenne źródło tych związków, dostarczając również błonnika pokarmowego, składników mineralnych i innych składników odżywczych, które mogą przyczyniać się do zapobiegania chorobom przewlekłym, takim jak otyłość, cukrzyca typu 2 i zaburzenia sercowo-naczyniowe. Aby jednak te związki mogły wywierać efekty fizjologiczne w organizmie człowieka, muszą zostać wchłonięte podczas trawienia i dotrzeć do krążenia ogólnego. Dlatego badanie ich biodostępności w rzeczywistych warunkach spożycia przez ludzi ma kluczowe znaczenie.

W celu realizacji tego celu badanie zostało zaprojektowane jako ostra, randomizowana, kontrolowana, krzyżowa i zaślepiona interwencja żywieniowa przeprowadzona na zdrowych dorosłych. Każdy uczestnik spożyje cztery krakersy funkcjonalne (ok. 20 g) w oddzielnych dniach: jeden wzbogacony Himanthalia elongata i drugi, kontrolny krakers o identycznym składzie, ale bez glonów. Dwie interwencje będą oddzielone okresem wypłukania wynoszącym co najmniej piętnaście dni, aby uniknąć efektów przeniesienia. Przewidywana wielkość próby to co najmniej dziesięciu uczestników, idealnie dwunastu, z zrównoważoną reprezentacją mężczyzn i kobiet. Kwalifikującymi się uczestnikami będą zdrowi dorośli w wieku od 18 do 45 lat z wskaźnikiem masy ciała między 18 a 30 kg/m². Kryteria wykluczenia obejmują choroby układu pokarmowego, alergie na składniki stosowane w badaniu, aktualne przyjmowanie leków lub suplementów, leczenie hormonalne, niedawną antybiotykoterapię lub ciążę.

Produkt testowy składa się z czterech krakersów funkcjonalnych o wadze około 20 g i zawierających 1 g liofilizowanego proszku z Himanthalia elongata. Ta ilość zapewnia obecność docelowych związków bioaktywnych, pozostając jednocześnie w bezpiecznych granicach dietetycznych dla spożycia jodu. Skład obejmuje mąkę ryżową, skrobię kukurydzianą, mąkę pszenną, sezam, proszek do pieczenia, jajko i wodę. Odrobinę oliwy z oliwek zastosowano w celu zwiększenia wchłaniania karotenoidów, takich jak fukoksantyna. Mannitol jest stosowany jako słodzik, aby zapewnić słodycz bez znaczącego zwiększenia wartości kalorycznej. Placebo ma ten sam skład, ale nie zawiera glonów, co umożliwia bezpośrednie porównanie wchłaniania związków bioaktywnych dostarczanych przez matrycę żywnościową.

Podczas siedmiu dni poprzedzających każdą interwencję oraz przez cały okres badania uczestnicy otrzymają instrukcje unikania spożycia produktów z glonów. Dodatkowo będą wypełniać trzydniowy dziennik żywieniowy przed każdą interwencją. W dniu interwencji wolontariusze przybędą do Jednostki Żywienia Człowieka Instytutu Nauki i Technologii Żywności oraz Żywienia (ICTAN-CSIC) po nocnym poście trwającym co najmniej dziesięć godzin. Zostanie założony wenflon dożylny, aby umożliwić wielokrotne pobieranie krwi, po czym uczestnicy spożyją przypisany krakers i pozostaną w placówce badawczej przez cały dzień badania pod nadzorem zespołu badawczego. W ciągu dnia otrzymają standaryzowaną dietę wolną od polifenoli, aby zminimalizować zakłócenia w analitycznym wykrywaniu metabolitów pochodzących z glonów.

Próbki krwi będą pobierane przed spożyciem oraz w wielu punktach czasowych po posiłku (0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 4, 6, 8, 19 i 24 godziny) w celu oceny kinetyki osoczowej wchłoniętych związków i ich metabolitów. Około 9 ml krwi zostanie pobrane w każdym punkcie czasowym, co daje łączną objętość 99 ml na interwencję. Osocze zostanie oddzielone przez wirowanie i przechowywane w temperaturze -80°C do czasu analizy. Równolegle próbki moczu będą zbierane w określonych przedziałach czasowych (-2 do 0 h, 0-3 h, 3-6 h, 6-9 h i 9-24 h) w celu oceny wydalania z moczem metabolitów pochodzących z bioaktywnych związków obecnych w glonach.

Pobrane próbki biologiczne będą analizowane za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej sprzężonej z kwadrupolowym spektrometrem mas z czasem przelotu i jonizacją elektrorozpyleniową (HPLC-ESI-QTOF). Zastosowane zostaną ukierunkowane podejścia metabolomiczne w celu identyfikacji i ilościowego oznaczenia metabolitów pochodzących z florotanin i karotenoidów obecnych w Himanthalia elongata. Na podstawie profili stężeń w osoczu i wzorców wydalania z moczem zostaną obliczone parametry kinetyki żywieniowej, takie jak maksymalne stężenie (Cmax), czas do osiągnięcia maksymalnego stężenia (Tmax) oraz pole pod krzywą stężenie-czas (AUC), a także proporcja wydalonych metabolitów w stosunku do spożytej dawki. Ta strategia analityczna umożliwi scharakteryzowanie rzeczywistej biodostępności tych związków w warunkach fizjologicznych oraz identyfikację potencjalnych biomarkerów spożycia glonów.

Badanie stwarza minimalne ryzyko dla uczestników, ograniczone głównie do łagodnego i przejściowego dyskomfortu związanego z pobieraniem krwi. Składniki użyte w krakersach funkcjonalnych zostały starannie dobrane, aby zapewnić bezpieczeństwo żywności i utrzymać spożycie mikroelementów, w tym jodu, w zalecanych granicach. Chociaż badanie nie ma bezpośredniego celu terapeutycznego, oczekuje się, że jego wyniki poszerzą obecną wiedzę na temat metabolizmu i biodostępności bioaktywnych związków pochodzących z glonów u ludzi oraz dostarczą dowodów naukowych wspierających rozwój żywności funkcjonalnej zawierającej algi morskie o potencjalnych korzyściach zdrowotnych.