Влияние бобовых на микробиом кишечника и биодоступность биоактивных соединений (LEGUMINIBUS)

Бобовые известны своим уникальным питательным профилем, богатым растительными белками, углеводами с низким гликемическим индексом, клетчаткой, витаминами группы В, минералами и полифенолами. Благодаря содержанию белка и аминокислотному составу бобовые в сочетании с зерновыми могут эффективно заменить мясо и его производные. Несмотря на то, что мировые рекомендации по питанию рекомендуют бобовые в качестве основного источника пищевого белка, потребление красного мяса и мясных продуктов остается высоким и может иметь негативные последствия для здоровья населения. Действительно, эпидемиологические данные указывают на то, что длительное потребление все большего количества красного и переработанного мяса связано с более высоким риском смертности, сердечно-сосудистых заболеваний, рака толстой кишки и диабета 2 типа. Кроме того, недавнее исследование показало, что более высокое потребление красного мяса и холина связано с более высокими концентрациями триметиламин-N-оксида (ТМАО), побочного продукта микробиоты кишечника, который связан с более высокой частотой неблагоприятных сердечно-сосудистых событий. Многочисленные научные исследования показывают, что потребление продуктов растительного происхождения приносит пользу для здоровья человека, и подтверждают рекомендации международных руководств по изменению пищевых привычек в пользу рациона, более богатого продуктами растительного происхождения. Кроме того, эпидемиологические исследования показывают возможную связь между высоким потреблением бобовых и снижением заболеваемости ишемической болезнью сердца и колоректальной аденомой, в то время как доказательства защитной роли бобовых против сердечно-сосудистых заболеваний менее убедительны из-за неоднородности результатов и/или потенциальных искажающих факторов. . Способность бобовых снижать кардиометаболические факторы риска также подтверждается различными научными данными клинических испытаний. Эти исследования показывают, что потребление бобовых оказывает положительное влияние на липидный профиль, метаболизм глюкозы, артериальное давление, массу тела, окислительный стресс и воспалительный статус.

Несмотря на общепризнанную пользу для здоровья от регулярного употребления бобовых, до сих пор существует ограниченное понимание основных физиологических механизмов, обуславливающих эти положительные эффекты. Обсервационное исследование, проведенное в Италии, пролило некоторый свет на этот вопрос, продемонстрировав, что у людей, строго придерживающихся средиземноморской диеты, в которой особое внимание уделяется сокращению потребления красного мяса и увеличению потребления фруктов, овощей и бобовых, микробиота кишечника характеризуется более высокой численностью. бактерий, разлагающих волокна. Эти люди также демонстрируют более высокие уровни короткоцепочечных жирных кислот в фекалиях и более низкие концентрации ТМАО в моче. Кроме того, рандомизированное контролируемое исследование, проведенное с участием людей с риском сердечно-сосудистых заболеваний из-за нездорового образа жизни, показало, что переход от типичной западной диеты к более средиземноморской приводит к увеличению количества видов бактерий, разрушающих клетчатку, в кишечнике. микробиота. Это диетическое изменение также привело к повышению уровня циркулирующих микробных метаболитов, связанному с улучшением воспалительного статуса. Несмотря на отсутствие комплексных исследований in vivo по оценке биодоступности питательных веществ из бобовых, в нескольких клинических испытаниях изучалось влияние бобовых на кишечный микробиом. Тем не менее в доступной литературе указывается, что бобовые обладают способностью влиять на микробиоту человека. Однако важно отметить, что специфическое воздействие бобовых на микробиоту может значительно различаться в разных исследованиях, что затрудняет обобщение этих результатов для всех видов бобовых.

В этих рамках настоящий проект будет сосредоточен на оценке влияния замены красного мяса зернобобовыми (PulD) или комбинацией зернобобовых и растительных заменителей мяса (PPD) на кардиометаболическое здоровье людей с нездоровыми привычками и малоподвижным образом жизни. путем модификации кишечных микробных сообществ. Кроме того, он направлен на изучение влияния на исходы для здоровья, уделяя основное внимание оценке изменений в воспалительном, окислительном, иммунном и гормональном статусе. Исследование будет включать введение двухмесячного диетического вмешательства с изокалорийной и изопротеиновой диетой (PulD) и диетой с растительными белками (PPD). В сочетании с подробным фенотипированием хозяина и профилированием микробиоты кишечника во время и после вмешательства это позволит оценить причинно-следственные эффекты диеты, богатой растительными белками (в основном из бобовых), и микробиома кишечника у групп населения с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний. ССЗ).

Потенциальная пригодность субъектов для участия в этом исследовании будет оцениваться с помощью вопросников перед набором. Эти анкеты будут собирать личные и социально-демографические данные добровольцев, общую информацию о здоровье (включая антропометрию, состояние здоровья, историю болезни, привычки курения и употребления алкоголя), сведения об индивидуальных пищевых привычках с использованием опросника частоты питания (FFQ), информацию о еде. поведение с помощью Трехфакторного опросника о еде (TFEQ) и уровни физической активности с использованием Международного опросника физической активности (IPAQ). Субъектам в группе PulD и группе PPD будет назначена индивидуальная диета, составленная на основе их собственных пищевых привычек, установленных 7-дневным дневником питания. Энергетическая ценность и общий макронутриентный состав привычного рациона останутся неизменными во время вмешательства PulD и PPD. Однако изменения в составе углеводов (пищевые волокна вместо крахмала), диетических жиров (насыщенные вместо моно/полиненасыщенных жирных кислот) и белков (растительные против животных) будут применяться как следствие замены мяса бобовыми (группа PulD). или со смесью бобовых и растительных заменителей мяса (группа PPD). Субъекты контрольной группы не изменят свой привычный рацион (HabD) во время вмешательства. Всем субъектам будет предложено не изменять уровень физической активности в течение 8-недельного периода вмешательства. Соблюдение диеты будет оцениваться каждые 2 недели с помощью телефонного интервью, чтобы оценить потребление пищи и физическую активность в течение предыдущей недели. В каждый момент времени вмешательства (исходный уровень, 4 недели, 8 недель) для проверки питания субъекты будут заполнять 7-дневные дневники питания и связанные с ними анкеты об аппетите (визуальная аналоговая шкала, ВАШ), относящиеся к предыдущей неделе перед анализом питания. . Кроме того, будут проведены измерения артериального давления, веса, окружностей (талии и бедер) и состава тела с помощью тестирования биоимпеданса. В период вмешательства испытуемым будет предложено заполнить Международный вопросник физической активности (IPAQ), опросники по качеству жизни (QoL), по депрессии, тревоге и стрессу (DASS), Таблицу стула короля (KSC) для оценки частоты , вес и консистенция фекалий, а также Питтсбургский индекс качества сна (PSQI) для оценки качества сна.

Дальнейший анализ соответствия будет проводиться на основе метаболомики, позволяющей различать потребление животного/растительного белка. Метаболомы (хорошо известно, что они отражают как диету, так и микробный метаболизм) также будут сравниваться между категориями, чтобы определить профили защиты или риска с использованием подходов как биоинформатики, так и хемометрии. Метагеномы будут анализироваться в соответствии со Стандартными операционными процедурами (СОП), которые используются в уже опубликованных важных исследованиях. Сравнение предопределенных групп индивидуумов позволит идентифицировать микробные гены, которые имеют различную распространенность в группах. Кроме того, гены будут связаны с непрерывными переменными, представляющими клинический интерес и интерес к питанию (например, потребление определенных пищевых компонентов, чувствительность к инсулину) с помощью ковариационного анализа. Сцепленные наборы данных физиологических выходных данных, метагеномных и метаболомных профилей из интервенционных исследований будут использоваться для прогнозирования подмножеств признаков с помощью многомерного анализа (PLS-DA), который может классифицировать субъектов в соответствии с их относительной приверженностью PulD или PPD. Профиль будет использоваться для исследования микробиома на наличие конкретных изменений в результате вмешательств.

Размер выборки, необходимый для выявления влияния PulD и/или PPD на отдельные уровни ТМАО, определяется на основе предыдущего исследования (Crimarco et al., 2020), которое показало, что 24 участника в каждой лечебной группе обеспечат достаточную мощность (α- ошибка 0,05, мощность 80 %), чтобы обнаружить минимальное изменение уровня ТМАО на 32 %. Кроме того, предполагается, что размер выборки из 26 участников будет достаточным для выявления 10-процентного изменения общего холестерина натощак с использованием вариации в соответствии с предыдущим исследованием (Meslier et al., 2020). Образцы (фекалии, венозная кровь и неокисленная 24-часовая моча) будут собираться в начале исследования, через 4 и 8 недель после начала диетического вмешательства.