Определить изменения метаболизма и микробиома после употребления клюквенного сока у молодых женщин

Потребление клюквенного сока связано с профилактикой инфекций мочевыводящих путей. Однако из-за горечи и вяжущего вкуса клюквы участники клинических испытаний, связанных с клюквой, плохо соблюдают режим, что затрудняет дальнейшее изучение функции клюквенного сока. Соответственно, существует острая необходимость в эффективном подходе к проверке соблюдения требований участниками. В предыдущем исследовании метаболом плазмы и мочи у молодых женщин после употребления клюквенного сока был исследован с использованием глобального подхода UHPLC (сверхвысокоэффективная жидкостная хроматография) - Q-Orbitrap-HRMS (масс-спектрометрия высокого разрешения). Анализ PLS-DA (частичный дискриминантный анализ методом наименьших квадратов) показал, что метаболизм плазмы и мочи у молодых женщин изменился после употребления клюквы по сравнению с исходным уровнем и потреблением яблочного сока. Потребление клюквенного сока вызывало большую экскрецию как экзогенных, так и эндогенных метаболитов. Эти метаболиты были идентифицированы как биомаркеры-кандидаты на потребление клюквенного сока. Установленные модели PLS-DA (частичный дискриминантный анализ наименьших квадратов)/OPLS-DA (ортогональный частичный дискриминантный анализ наименьших квадратов) дают возможность идентифицировать потребителей клюквенного сока.

Неизвестно, влияет ли потребление клюквенного сока на профиль микробиоты кишечника человека. Но несколько исследований показали, что диета, богатая полифенолами, улучшает профиль микробиоты кишечника. Предыдущее исследование микробиоты кишечника человека in vitro показало, что микробный катаболизм процианидинов клюквы А-типа приводит к образованию метаболитов с другими профилями и структурами по сравнению с метаболитами процианидинов В-типа.

Понимание изменений микробиома в кишечнике человека позволит исследователям сопоставить и объяснить изменения метаболизма в моче и крови, а также объяснить пользу клюквы для здоровья.

Со всеми образцами, которые будут собраны в этом исследовании, можно сравнить изменения метаболизма между кратковременным лечением клюквенным соком (3 дня) и длительным лечением (21 день). Поскольку защитное действие клюквенного сока на мочевыводящие пути часто связано с хроническим потреблением, ожидается, что в ходе долгосрочного исследования будут выявлены дополнительные метаболические изменения.

План исследования:

Конкретная цель 1: Двадцать (20) здоровых студенток колледжа в возрасте 18-29 лет с нормальным ИМТ (индексом массы тела) (18,5-25) и весом не менее 110 фунтов будут набраны в кампусе UF (Университет Флориды).

Реклама будет в виде листовок. Контактная информация следователей будет включена в листовку. Анкета будет использоваться для получения информации о субъектах для предварительного отбора. Все участники получат письменную и устную информацию о естественных и потенциальных рисках исследования.

Участникам будет рекомендовано избегать продуктов, богатых проантоцианидинами, включая клюкву, чернику, клубнику, сливу, малину, яблоко, виноград, экстракт виноградных косточек, пикногенол, красное вино, чай, шоколад и другие продукты какао или другие добавки на основе клюквы с начала 10 лет. -день (1-й-9-й) пробег в период до конца исследования. Взамен участникам будет предложено употреблять апельсин, арбуз, медвяную росу, дыню. Наборы для сбора образцов мочи и кала будут розданы всем участникам, и участники будут обучены пользоваться наборами для сбора образцов. Один образец кала будет собран участниками в любой день с 7-го по 9-й день. Утром 10-го дня образец ночной быстрой мочи будет собран самостоятельно, а у субъектов будет взят образец крови (2 пробирки, всего 30 мл). После забора крови натощак участникам будет предоставлен завтрак. Для забора крови будет нанят обученный и сертифицированный флеботомист. После забора крови каждый участник выпьет 1 бутылку (250 мл) клюквенного сока или сока плацебо, и еще 5 бутылок клюквенного сока или сока плацебо будут даны каждому субъекту для употребления вечером 10-го дня, а также утром и вечером 10-го дня. 11 и 12 день. Один образец фекалий также будет собран в течение 12-4 дней. Все субъекты вернутся в клиническое отделение утром 13-го дня с самостоятельно собранным образцом ночной быстрой мочи, а образцы крови будут собраны через 30-60 минут после того, как участники выпьют 1 бутылку клюквенного сока или плацебо. Клюквенный сок или сок плацебо будут раздавать каждому субъекту для употребления вечером 13-го дня и утром и вечером в течение 14-го-29-го дня. Назначение будет назначено еженедельно или по запросу участников в период с 14-го по 29-й день. Один образец кала будет собран в период с 29-го по 31-й день. Утром 30-го дня образец ночной мочи натощак будет взят самостоятельно, а у субъектов будет взят образец крови после употребления клюквенного сока или плацебо. После 14-дневного периода вымывания участники перейдут на альтернативный режим и повторят протокол. Все собранные образцы будут разделены на аликвоты и храниться при температуре -80°C. Это маловероятно, но если какой-либо субъект испытывает какие-либо серьезные побочные эффекты после употребления сока, участник будет исключен из исследования в зависимости от ее ситуации из соображений безопасности.

Подготовка образцов мочи и плазмы, собранных на 13-й, 48-й день (через 3 дня после употребления клюквенного сока/плацебо), будет соответствовать установленным протоколам. Данные LC-HRMS (жидкостная хроматография — масс-спектрометрия высокого разрешения) будут нормализованы и импортированы в SIMCA (версия 13.0.3, Umetrics, Умео, Швеция) использовать ранее установленные модели PLS-DA (Частичный дискриминантный анализ наименьших квадратов)/OPLS-DA (Ортогональный частичный дискриминантный анализ наименьших квадратов) для слепой идентификации потребителей клюквенного сока. Результаты будут отправлены в Ocean Spray для проверки.

Конкретная цель 2:

Исходные образцы кала и образец кала, собранные примерно на 30-й, 65-й день (через 21 день после употребления клюквенного сока/плацебо), будут проанализированы на состав микробиома. Геномная микробная ДНК будет извлечена из образцов стула с использованием наборов для выделения почвенной ДНК MoBlo Power. Изменение микробиоты в кишечнике будет коррелировано с изменениями метаболома в моче с использованием избыточного и дискриминантного анализа. Фекальный муцин и IgA (иммуноглобулин А, индикаторы кишечного барьера), короткоцепочечные жирные кислоты и аммиак в образцах стула будут проанализированы с использованием специальных наборов для анализа или методом ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии).

Конкретная цель 3:

Подготовка образцов мочи и плазмы, собранных на 30-й, 65-й день (через 21 день после употребления клюквенного сока/плацебо), будет соответствовать установленным протоколам. Анализы УВЭЖХ (сверхвысокоэффективная жидкостная хроматография) - Q-Orbitrap-HRMS (масс-спектрометрия высокого разрешения), многомерная обработка данных и статистический анализ будут такими же, как и процесс эксперимента, описанный в конкретной цели 2.