Пропионат толстой кишки, аппетит и потеря веса (ProAp)

ДИЕТА И ОЖИРЕНИЕ:

Ожирение достигло масштабов эпидемии во всем мире. В Соединенном Королевстве 58% взрослых женщин и 65% взрослых мужчин имеют либо избыточный вес, либо страдают ожирением (Информационный центр здравоохранения и социального обеспечения, 2014 г.), и ожидается, что этот показатель будет расти (Ng et al. 2014). Ожирение, в основном вызванное хроническим положительным энергетическим балансом, является известным фактором риска, который способствует развитию диабета 2 типа и сердечно-сосудистых заболеваний с последующими заболеваемостью и смертностью (Kopelman 2007). Положительный энергетический баланс неизбежен при составлении современной западной диеты, содержащей рафинированные (обедненные клетчаткой) углеводы, которые потребляются быстро и оказывают минимальное влияние на долговременное чувство сытости (Cleave 1974; Heaton 1973).

НЕ ПЕРЕВАРЕВАЕМЫЕ УГЛЕВОДЫ:

Качество и количество рациона резко изменились за последние пятьдесят лет. Из них углеводы имеют наиболее значительные изменения; от необработанных углеводов на основе фруктов и овощей до более обработанных углеводов на основе зерновых (Cordain et al. 2005). Эпидемиологические исследования показали, что в результате рационы предков содержали большее количество неперевариваемых углеводов (NDC), чем современные рационы (>100 г/день по сравнению с <15 г/день) с включением большего количества неперевариваемого растительного материала с неповрежденными клеточными стенками. таких как клубни, травы и осока (Eaton 2006). Была установлена ​​сильная связь между увеличением веса и снижением потребления NDC (Liu et al., 2003). Кроме того, увеличение потребления NDC вызывает ощущение сытости и улучшает состав тела у животных (So et al. 2007) и людей (Bouché et al. 2002).

НИЗКОКАЛОРИЙНАЯ, ВЫСОКАЯ NDC ДИЕТА ДЛЯ ПОХУДЕНИЯ Применение низкокалорийных диет является одним из первых шагов в лечении ожирения. Тем не менее, восстановление веса в период поддержания веса может происходить за счет снижения расхода энергии в покое и потери мышечной массы. Исследуется включение определенных продуктов питания в диетическое вмешательство с целью добиться стойкого снижения веса (Abete et al. 2008). Ранее предполагалось, что добавление продуктов NDC с высоким содержанием клетчатки к гипокалорийной диете поможет снизить частоту метаболического синдрома и повысить соблюдение режима питания (Hermana et al, 2011). Высокое содержание клетчатки в сочетании с диетой с низким гликемическим индексом может привести к более высокому эффекту сытости с повышенным митохондриальным окислением, что способствует снижению веса.

ПРОПИОНАТ И РЕЦЕПТОР FFAR2:

Производство короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) является основным побочным продуктом ферментации NDC в толстой кишке (Pawlak et al. 2004). Было обнаружено, что из них пропионат толстой кишки играет решающую роль непосредственно в толстой кишке и систематически после его всасывания в кровоток (Wong et al. 2006). Было обнаружено, что рецептор свободных жирных кислот 2 (ранее известный как сиротский G-связанный белковый рецептор 43) обладает высоким сродством к пропионату (Brown et al. 2003). Он экспрессируется на L-энтероэндокринных клетках дистального отдела подвздошной кишки и толстой кишки (Karaki et al. 2008), адипоцитах и ​​некоторых линиях моноцитов (Hong et al. 2005).

РОЛЬ ПРОПИОНАТА В ВЫБРОСЕ ГОРМОНОВ КИШЕЧНИКА И РЕГУЛИРОВАНИИ АППЕТИТА:

L-энтероэндокринные клетки толстой кишки отвечают за физиологическую секрецию анорексических гормонов кишечника (PYY и GLP-1) в ответ на прием пищи. Эти гормоны способны вызывать чувство сытости, посылая сигналы в мозговой центр аппетита (Murphy & Bloom 2006). Было обнаружено, что индуцированная пропионатом активация FFAR2 вызывает высвобождение этих гормонов in vitro. Кроме того, было обнаружено, что прием NDC стимулирует высвобождение этих гормонов у животных, что приводит к снижению потребления пищи (Delzenne et al. 2005). В дальнейших исследованиях было показано, что пропионат воспроизводит те же эффекты, что свидетельствует о положительном влиянии NDC на аппетит и гормоны кишечника на выработку пропионата.

ЭФИР КОРОТКОЙ ЦЕПИ ЖИРНОЙ КИСЛОТЫ:

Введение NDC, способствующих выработке пропионата, является привлекательным способом повышения уровня пропионата в течение длительного периода времени. Однако из-за изменчивости активности микробиоты кишечника введение высоких доз (≥ 35 г/день) пищевых волокон в рацион человека для увеличения содержания пропионата в толстой кишке не обеспечивает достоверно или предсказуемо одинаковых уровней КЦЖК в толстой кишке или системно (Cummings 1981). Другим методом является пероральный прием пропионата, но, к сожалению, его короткий период полувыведения из плазмы, плохие вкусовые качества и тот факт, что его всасывание в основном происходит в тонком кишечнике, ограничивают его использование в качестве пищевой добавки (Frost et al. 2003).

Новая система была разработана доктором Дугласом Моррисоном (Центр экологических исследований Шотландского университета (SUERC)). Было показано, что эта молекула инулина (β(2-1) связанный полимер фруктозы) носителя с эфиром, связанным с пропионатом (сложный эфир пропионата), надежно и воспроизводимо увеличивает содержание пропионата в толстой кишке, предотвращая при этом побочные эффекты NDC (Chambers et al. 2015) . Таким образом, пропионат высвобождается только тогда, когда молекула-носитель инулин ферментируется микрофлорой толстой кишки, что, по оценкам, происходит через 180 минут после приема внутрь. (Чемберс и др., 2014). Чемберс и др. (2015) смогли показать, что 10 г сложных эфиров инулина и пропионата (IPE) способны доставлять 2,4 г пропионата в толстую кишку, что в 2,5 раза превышает производство пропионата в толстой кишке, уровень, который достигается только с 60 г/день через традиционные добавки с пищевыми волокнами. Та же группа также продемонстрировала, что в то время как однократное введение этой добавки вызывало увеличение уровня GLP-1 и PYY в плазме и уменьшало потребление пищи, длительное (24 недели) добавление эфира пропионата значительно уменьшало увеличение массы тела и развитие абдоминального жира. ткани (Chambers et al. 2014). Интересно, что ни один из долгосрочных участников не сообщил о каких-либо побочных эффектах от приема сложных эфиров пропионата. Таким образом, увеличение количества пропионата в толстой кишке является одной из привлекательных стратегий управления весом и факторами риска диабета.

Текущий протокол направлен на изучение влияния эфира пропионата в сочетании с ограниченной диетой на аппетит и потерю веса.