Dieta rica em frutose, microbioma intestinal e saúde metabólica

Os americanos geralmente consomem quantidades excessivas de frutose na dieta. Foi demonstrado que a frutose adicionada tem um impacto adverso na saúde metabólica, incluindo aumento da resistência à insulina e risco de diabetes tipo 2 (DT2). No entanto, os mecanismos que ligam a frutose na dieta e a saúde metabólica são pouco compreendidos. A má absorção ou metabolismo incompleto da frutose no intestino delgado é comum na população. O excesso de frutose atinge o cólon, onde pode alterar a estrutura e a função do microbioma intestinal, alterar os metabólitos bacterianos e desencadear respostas inflamatórias que impactam o risco de DM2. Para elucidar se os níveis comumente consumidos de frutose na dieta influenciam os resultados metabólicos através da alteração do microbioma intestinal, a equipe de pesquisa irá randomizar 30 participantes para uma intervenção dietética cruzada controlada, na qual os participantes consumirão 12 dias de dietas isocalóricas, com adição de frutose ou glicose. (25% do total de calorias) separados por um período de eliminação da dieta controlada de 10 dias.

A equipe de pesquisa tem como objetivo:

1. Determine as relações entre o alto consumo de frutose, o microbioma intestinal e o risco metabólico.
2. Caracterizar o(s) papel(s) causal(is) que as alterações induzidas pela frutose no microbioma intestinal têm no risco metabólico usando um modelo de camundongo livre de germes.

A equipe de pesquisa medirá 1) estrutura e função da comunidade da microbiota por meio de sequenciamento metagenômico de fezes, 2) metabólitos fecais por meio de metabolômica direcionada e não direcionada, 3) antropometria, 4) resistência à insulina, marcadores séricos de risco de DM2 e citocinas inflamatórias, 5) microbiana fecal capacidade de oxidação de carboidratos e 6) gordura hepática por meio de elastografia por ressonância magnética. A equipa de investigação utilizará novas abordagens estatísticas, incluindo Modelagem de Lag Distribuída, para compreender as relações complexas entre a dieta, o microbioma, os metabolitos e os resultados de saúde.

A equipe de pesquisa conduzirá então intervenções dietéticas controladas e estudos de transplante de microbioma fecal em camundongos livres de germes. Amostras fecais de doadores de participantes humanos nos braços de glicose e frutose da intervenção clínica serão transplantadas em camundongos colonizados e livres de germes para estabelecer uma relação causal entre alterações induzidas pela frutose no microbioma intestinal, gordura hepática e alterações metabólicas e inflamatórias conhecidas. para aumentar o risco de DM2.

A equipe de pesquisa pretende avaliar de forma abrangente as mudanças estruturais e funcionais no microbioma intestinal provocadas por uma dieta rica em frutose. Determinar o impacto do excesso de frutose no microbioma ajudará a identificar novos meios pelos quais a frutose contribui para o risco de doenças metabólicas. Além de identificar estratégias para melhorar a saúde metabólica em adultos, os dados desta proposta poderiam ajudar a informar abordagens específicas para mitigar o risco futuro de doenças em populações vulneráveis ​​que consomem níveis elevados de frutose, como as crianças.