Роль желудочно-кишечных микробов в переваривании резистентного крахмала и доступность триптофана для человека

В настоящее время существует критический пробел в знаниях о том, как кишечные бактериальные сообщества изменяют метаболические субстраты, доступные хозяину, тем самым влияя на уровни нейротрансмиттеров центральной и энтеральной нервной системы (ЦНС/ЭНС), участвующих в регуляции потребления углеводов у людей. Понимание этих взаимосвязей необходимо для разработки стратегий по улучшению контроля уровня глюкозы в крови и снижению риска перехода от преддиабета к диабету 2 типа (СД2). Долгосрочная цель исследователей состоит в том, чтобы определить биологические основы поведения, влияющего на потребление пищи и контроль уровня глюкозы в крови, которые способствуют развитию СД2. Цель этого предложения, которое является важным следующим шагом в достижении долгосрочных целей исследователей, состоит в том, чтобы определить, как популяции бактерий в пищеварительной системе влияют на уровни циркулирующего триптофана (TRP) и больших нейтральных аминокислот (LNAA), которые регулируют производство. моноамина 5-гидрокситриптамина (5-НТ, серотонин) в ЭНС, желудочно-кишечном тракте и головном мозге. Центральная гипотеза состоит в том, что сниженное соотношение бактерий, продуцирующих TRP (TRPp), и бактерий, потребляющих TRP (TRPc) (уменьшенное соотношение TRPp:TRPc) в кишечнике, снизит доступность TRP после приема углеводной пищи, что приведет к снижению соотношения TRP:LNAA в плазме и, как следствие, к снижению ТРП на ЭНС/ЦНС производства 5НТ. Кроме того, диетические вмешательства, которые способствуют обилию бактерий TRPp в кишечнике, увеличат доступность TRP для хозяина. Исследователи проверят основную гипотезу и, таким образом, выполнят общую задачу этого проекта, преследуя следующие конкретные цели: 1) оценить влияние дивергентной микробиоты на соотношение TRP:LNAA в плазме в ответ на острое потребление углеводов и 2) оценить влияние пищевых добавок с резистентным крахмалом (RS) на микробиоту кишечника и соотношение циркулирующего TRP:LNAA. Во время Цели 1 образцы стула будут собираться у здоровых участников. Участники будут разделены на группы по соотношению TRPp:TRPc в кишечнике, а реакция на острый прием пищи будет оцениваться путем определения соотношения TRP:LNAA в плазме. Во время Цели 2 способность 4-недельного приема пребиотических добавок RS (картофельный крахмал) для увеличения соотношения бактерий TRPp:TRPc в кишечнике будет определяться по образцам стула. Кроме того, будет определено соотношение TRP:LNAA в плазме после резкого потребления углеводов до и после приема добавок. Научный вклад будет заключаться в определении влияния RS на обилие бактерий TRPp и TRPc в кишечнике, а также в том, как популяции бактерий влияют на циркулирующие уровни TRP:LNAA, которые могут влиять на выработку 5HT в ЭНС и ЦНС у людей. Этот вклад будет значительным, поскольку он будет иметь прямое трансляционное значение для болезней человека с измененной передачей сигналов 5HT.