Пребиотики и диета для уменьшения «дырявого» кишечника у родственников первой степени родства пациентов с болезнью Крона

1. Задний план:

   Болезнь Крона (БК) представляет собой хроническое воспаление кишечника, от которого страдают примерно 130 000 канадцев. Его заболеваемость и распространенность растет во всем мире. Этиология заболевания неизвестна; однако считается, что его патогенез опосредуется комменсальными кишечными бактериями, на которые влияют факторы окружающей среды у генетически предрасположенного хозяина. Хорошо известно, что предрасположенность к болезни Крона имеет сильный генетический компонент: до 12% пациентов имеют семейный анамнез воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК). Полногеномные ассоциативные исследования (GWAS) выявили более 230 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), связанных с ВЗК. Однако SNP, связанные с риском, по-видимому, составляют лишь часть наблюдаемой наследственности ВЗК, поскольку у многих здоровых людей и родственников пациентов с болезнью Крона, которые несут эти аллели риска, заболевание никогда не развивается.

   Микробиом кишечника, который также участвует в патогенезе CD, также имеет определенную степень наследования. До трети кишечных бактерий являются наследственными, что повышает вероятность того, что специфические генетические варианты хозяина формируют индивидуальную изменчивость микробных профилей. Исследование с участием 582 здоровых людей показало, что высокий генетический риск ВЗК был связан со снижением относительной численности продуцирующей бутират розебурии. Диета самостоятельно может влиять на микробиом кишечника в краткосрочной и долгосрочной перспективе. Популяционные исследования ВЗК указывают на сильную связь высокого потребления с пищей общих жиров, n-6 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и мяса с повышенным риском ВЗК, в то время как высокое потребление фруктов и овощей снижает этот риск. Исследования на животных описали механизмы, лежащие в основе патогенеза диеты с высоким содержанием жиров при колите, в том числе уменьшение площади клеток Панета и меньшее производство противомикробных пептидов клетками Панета в тонком кишечнике; уменьшенное количество бокаловидных клеток и меньшее количество муцина, секретируемого бокаловидными клетками в тонком кишечнике; сниженные уровни белков плотного соединения, таких как окклюдин, в подвздошной кишке, что дополнительно иллюстрируется повышенной проницаемостью тонкого кишечника; повышенная секреция ИЛ-6 в толстой кишке; и, наконец, увеличилось количество патобионтов, таких как Atopobium и Proteobacteria, в стуле. Эти данные свидетельствуют о том, что диета с высоким содержанием жиров (на примере западной диеты) оказывает значительное влияние на иммунитет и барьерную функцию кишечника, а также вызывает дисбактериоз и экспансию патобионтов, что в конечном итоге может предрасполагать к развитию воспалительных заболеваний кишечника.

   N-6 ПНЖК были идентифицированы как фактор риска ВЗК. Канадцы в настоящее время потребляют 5-10% пищевой энергии из n-6 ПНЖК из-за повышенного потребления растительных масел, рекомендованных Канадским справочником по продуктам питания. В то же время потребление n-3 ПНЖК (докозагексаеновая кислота и эйкозапентаеновая кислота) с противовоспалительным действием составляет всего 0,15% энергии рациона. И n-6, и n-3 ПНЖК являются предшественниками эйкозаноидов, которые регулируют воспаление, но в поляризующих средствах. ПНЖК N-6 способствуют выработке провоспалительных простагландинов серии 2 (таких как простагландин E2, PGE2), тромбоксанов и лейкотриенов серии 4, а также усугубляют колит у мышей в нескольких моделях. Напротив, n-3 ПНЖК обладают противовоспалительными свойствами, которые приводят к образованию ПГЭ 3-й серии, лейкотриенов 5-й серии и резолвинов, которые уменьшают транслокацию медиаторов воспаления в место повреждения. Однако клинические исследования показали противоречивые результаты использования рыбьего жира в качестве источника n-3 ПНЖК при ВЗК. Ранее было показано, что рыбий жир может вызывать обогащение кишечника патобионтами и повышать смертность при инфекционном колите у мышей при добавлении к рациону, богатому n-6 ПНЖК, но не в сочетании с другими жирными кислотами, что свидетельствует о важности фоновой диеты. Поэтому диета с пониженным содержанием n-6 ПНЖК, но с более высоким потреблением клетчатки, предлагается для защиты от ВЗК.

   Повышенная проницаемость тонкого кишечника или так называемая «протекающая кишка» связана со многими хроническими состояниями, такими как ожирение, диабет 2 типа и ВЗК. Повышенная кишечная проницаемость также является одним из потенциальных патогенетических факторов риска БК, выявленным у 20% наших 10-летних лонгитюдных исследований среди здоровых родственников первой линии (FDR) пациентов с болезнью Крона. Кроме того, определенные диеты, такие как диеты с высоким содержанием жиров, глюкозы или фруктозы, также могут вызывать дисфункцию барьера и повышать проницаемость кишечника, тем самым увеличивая риск развития метаболической эндотоксемии и хронического воспаления кишечника. Напротив, снижение проницаемости тонкой кишки ослабляет экспериментальный колит. Эти данные свидетельствуют о том, что снижение проницаемости кишечника может уменьшить факторы риска, приводящие к развитию БК у пациентов с БК.

   Исследования, проведенные на животных моделях и здоровых добровольцах, показали снижение проницаемости кишечника после употребления β-фруктанов. Однако эффективность пребиотиков при экспериментальном ВЗК также зависит от состава фоновой диеты. Недавно мы обнаружили, что защитный эффект β-фруктанов при колите крыс HLA-B27 модулируется приемом n-6 и n-3 ПНЖК. Эти данные подчеркивают, что пребиотики типа β-фруктана полезны, но также предполагают, что фоновый липидный состав пищи может модулировать клинические результаты. Поскольку большинство канадцев придерживаются диеты с высоким содержанием n-6 и низким содержанием n-3 ПНЖК, мы предлагаем, чтобы комбинация жирных кислот, включая n-3 ПНЖК, подавляла влияние n-6 ПНЖК на β-фруктаны и (дальше) улучшала клинический ответ.

2. Гипотеза и цели исследования:

Основываясь на эффективности β-фруктанов в снижении проницаемости кишечника и регуляции кишечного иммунитета, показанной в экспериментальных моделях и клинических исследованиях со здоровыми участниками, а также на влиянии диеты на микробиом кишечника, развитии колита и активности пребиотиков, мы предполагаем, что β-фруктаны в комбинации диета с высоким содержанием ПНЖК n-3/низким содержанием ПНЖК n-6 (аналогичная средиземноморской диете) может снижать проницаемость тонкого кишечника и предотвращать хроническое воспаление кишечника при FDR у пациентов с БК, что связано с улучшением метаболизма кишечной микробиоты.

Для выполнения этой гипотезы предлагаются следующие цели:

1. Оценить, может ли пероральное введение β-фруктанов и изменение диеты улучшить проницаемость тонкого кишечника (измеряемую по экскретируемым с мочой лактулозе и манниту) у тех ФДР с аномальной проницаемостью.
2. Оценить, какие защитные механизмы связаны с изменениями проницаемости, такими как изменения циркулирующего зонулина, глюкагоноподобного пептида 2 (ГПП-2) и эндотоксина плазмы, а также изменения состава микробиоты кишечника и продукции короткоцепочечных жирных кислот.
3. Дизайн исследования:

Участники (родственники пациентов с БК первой степени родства; всего 40 человек) будут рандомизированы для получения либо β-фруктанов (12 г суточной дозы Prebiotin®, обогащенного олигофруктозой инулина в соотношении 1:1, эквивалентного Orafti®Synergy1, поставляемого Jackson GI Медицинский) или плацебо (усвояемый мальтодекстрин, 5 г суточной дозы, изокалорийный до 12 г/сутки пребиотина®), а также диетическое вмешательство. Чтобы контролировать потребление ПНЖК n-3 и n-6, участники получат консультацию по питанию у зарегистрированного диетолога. Средиземноморская диета (MDP) (также называемая ниже «диета с низким содержанием n-6 ПНЖК») с повышенным содержанием n-3 ПНЖК, насыщенных жирных кислот (НЖК) и мононенасыщенных жирных кислот (МНЖК) и снижением потребления пищи n-6 ПНЖК будет принята как подходящая диета с низким содержанием n-6 PUFA. Участникам, которые не будут назначены на «Диету с низким содержанием n-6 ПНЖК», будет рекомендовано следовать рекомендациям Canada's Food Guide («Контрольная диета»). Таким образом, это плацебо-контролируемое исследование будет включать 2 группы вмешательства по 20 участников в каждой группе: 1) Пребиотин + «Диета с низким содержанием ПНЖК n-6»; 2) Плацебо + контрольная диета

Проницаемость кишечника будет оцениваться с использованием соотношения лактулоза/маннитол (на 0 и 6 неделях), а также сывороточных/плазменных маркеров кишечной проницаемости, включая зонулин, глюкагоноподобный пептид 2 (ГПП-2) и липополисахариды (ЛПС) (0 недели). и 6). Мы также изучим влияние пребиотического продукта и диеты на состав и активность фекальной микробиоты (в виде фекальных короткоцепочечных жирных кислот и желчных кислот) (недели 0 и 6). Внимание также будет уделено безопасности и переносимости этих пребиотиков при FDR с использованием опросников, связанных с нежелательными явлениями/диспепсией и желудочно-кишечными привычками (недели 0, 3 и 6).

Поскольку диета также является частью интервенционного исследования и считается, что она играет роль в проницаемости кишечника и активности пребиотиков, все участники получат рекомендации по питанию и должны будут придерживаться рекомендованной диеты. Длительное потребление пищи коррелирует с таксонами бактерий у человека, поэтому важно количественно определить это до диетического вмешательства. Участники заполнят онлайн-версию Канадского опросника по истории питания II (C-DHQ II), который представляет собой опросник по частоте приема пищи для оценки их рациона питания до исследования (обычного рациона) за последний год. Чтобы оценить соблюдение диеты, участники завершат канадскую адаптацию автоматизированного самоуправляемого 24-часового теста (ASA24-Canada-2016), который представляет собой подтвержденный 24-часовой отзыв диеты. Диетолог-исследователь рассмотрит отзывы и предоставит участникам обратную связь на основе результатов, чтобы поддержать изменения в диетах. Кроме того, участники заполнят шкалу средиземноморской диетической порции (MDSS). MDSS — это утвержденный инструмент, используемый для измерения приверженности MDP на основе потребления пищевых порций и пищевых групп. ASA-24 и MDSS будут заполнены через 0, 3 и 6 недель исследования.

Исследование будет длиться 6 недель от исходного уровня, когда участники исследования будут получать лечение пребиотиками или плацебо (мальтодекстрин) в дополнение к диетическому консультированию и вмешательству.

Пероральный прием инулина, обогащенного олигофруктозой, у крыс с моделью колита, а также у пациентов с язвенным колитом (ЯК) был способен увеличить количество фекальных бифидобактерий и увеличить потенциально защитные бактерии, продуцирующие бутират, и их продукцию бутирата в толстой кишке, а также изменить продукцию цитокинов в толстой кишке. толстой кишки, чтобы способствовать более противовоспалительному профилю. В текущем предложенном исследовании мы оценим, будут ли такие изменения микробиоты, вызванные пребиотиками и диетой, также связаны со снижением проницаемости тонкого кишечника у здорового населения с риском развития целиакии. Поэтому мы будем измерять проницаемость тонкого кишечника в начале и в конце исследования, а также собирать образцы стула, крови/сыворотки и мочи на протяжении всего исследования.

Повышенная проницаемость тонкого кишечника также может быть вызвана некоторыми широко используемыми лекарствами, такими как нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), включая аспирин и ибупрофен. Практически все исследования сходятся во мнении, что все обычные НПВП увеличивают проницаемость кишечника у человека в течение 24 часов после приема внутрь и что это в равной степени очевидно при их длительном приеме. Чтобы контролировать этот смешанный фактор, мы будем исключать лиц, которые ежедневно принимают НПВП. Кроме того, мы попросим участников прекратить прием НПВП за 1 неделю до скринингового теста на проницаемость.