Олигосахариды человеческого молока (HMO) и кишечная микробиота, иммунная система в Антарктиде

Целью этого исследования является изучение влияния добавок пребиотиков, специфической смеси углеводов, содержащихся в грудном молоке (HMO), в качестве меры по улучшению кишечной флоры, воспалительных процессов в кишечнике, общего иммунного статуса, регуляции углеводов, жировой ткани. и костный метаболизм и неврологические изменения в Антарктиде. Примерно годичное пребывание на станции Конкордия (Антарктида) на высоте около 3200 м включает в себя длительное путешествие и последующие экстремальные условия окружающей среды, а также соответствующие механизмы адаптации и поэтому является очень хорошей наземной моделью (аналоговой моделью) для исследования изменений во время пространство остается. Долгосрочный (т. > 6 месяцев) воздействие микрогравитации приводит к многочисленным физиологическим реакциям, включая нарушение толерантности к глюкозе, снижение иммунной функции и потерю костной массы, что может привести к весьма тяжелым последствиям для здоровья. В этой аналоговой модели наблюдаются аналогичные изменения, хотя и менее серьезные, в отношении иммунной системы или толерантности к глюкозе, как и в космическом полете.

Состав рациона существенно влияет на состав кишечной флоры. В частности, пищевые углеводы служат субстратом для определенных бактерий, которые могут оказать положительное влияние на здоровье. Пребиотики определяются как субстраты, которые избирательно используются микроорганизмами-хозяевами и приносят пользу для здоровья. Пребиотики перевариваются только кишечными микроорганизмами и стимулируют рост или активность бактерий в кишечнике, которые приносят пользу для здоровья или улучшают самочувствие. Основными питательными веществами для роста бактерий являются неперевариваемые углеводы, которые по определению не перевариваются хозяином, в данном случае человеческим организмом (хозяином). Неперевариваемые углеводы включают, например, резистентный крахмал и декстрины, некрахмальные полисахариды (NSP) (например, пектины) и неперевариваемые олигосахариды (например, Рафиноза, инулин и др.). Эти углеводы ферментируются кишечными бактериями до короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), главным образом уксусной кислоты, пропионовой кислоты и масляной кислоты. Этот процесс происходит преимущественно в толстом кишечнике, но также и в тонком кишечнике. SCFAs быстро всасываются слизистой оболочкой толстого кишечника и оказывают воздействие на весь организм, способствуя, например, удовлетворению энергетических потребностей хозяина или опосредуя связь между кишечником и мозгом, что оказывает серьезное влияние на физиологию и здоровье хозяина.

ОПМ также являются пребиотиками и третьим по распространенности твердым компонентом грудного молока. Таким образом, большая часть опубликованных на сегодняшний день исследований о влиянии ОПЗ была проведена на младенцах. HMO не перевариваются в кишечнике и в основном утилизируются в толстом кишечнике обитающими там бактериями. У младенцев было показано, что HMO не только способствуют здоровому составу кишечной флоры, но также препятствуют росту патогенов и модулируют экспрессию генов, участвующих в воспалении. Несколько исследований in vitro и in vivo показали противовирусные свойства ОПЗ против различных вирусов, таких как ротавирус, норовирус, ВИЧ и грипп. ОПМ играют важную роль в иммунной системе, усиливая иммунный ответ. Первоначальное применение ОПЗ у взрослых подтвердило эти выводы.

Таким образом, целью данного исследования является изучение того, как ежедневное введение 5,5 г смеси HMO во время спячки на станции Конкордия в Антарктиде влияет на:

• толерантность к глюкозе
• воспалительные процессы
• иммунная функция
• жировой и костный обмен и
• Благополучие

Процедура исследования Это так называемое плацебо-контролируемое рандомизированное интервенционное исследование с параллельным дизайном. Это означает, что субъекты будут выбраны случайным образом для ежедневного приема либо смеси ОПЗ, либо плацебо. Продолжительность обучения для испытуемого составляет ок. 20 месяцев. Он разделен на этап обследования перед отъездом в Антарктиду, примерно в сентябре года, шесть этапов во время зимовки в Антарктиде и один этап примерно через 6 месяцев после возвращения.

Каждая отдельная фаза идентична, один из примеров показан на рисунке 1.

День 1 (выходной день) День 2 День 3 День 4 День 5 Взятие крови натощак X Пероральный тест на толерантность к глюкозе X Образец слюны X Образец кала X X X (X) Журнал диеты X X X Добавки HMO Ежедневно, начало после первого сеанса в Конкордии

Рисунок 1: Представление каждой фазы (U, как на рисунке 1) тестирования.

Вмешательство Вмешательство, то есть лечебная мера, использованная в этом исследовании, в одной группе представляет собой ежедневное введение 5,5 г смеси углеводов, аналогичной грудному молоку, но вырабатываемой бактериями. Это количество сертифицировано Европейским органом контроля как безопасное для потребления человеком. Другая группа получает соответствующее плацебо, мальтозу.

Метод измерения Анализ крови и венозный доступ Забор крови из периферической вены связан с обычными рисками венепункции. Это гематомы или инфекции в месте прокола. При наложении периферического венозного доступа в редких случаях возможно повреждение вен (склеротерапия) и периферических нервов. Забор крови и венозный доступ осуществляет опытный врач, что сводит риск к минимуму.

Взятие крови натощак Пробы крови натощак для анализа различных показателей крови берутся в тот же день, что и пероральный глюкозотолерантный тест (ОГТТ) (см. рисунок 1). Поскольку для ОГТТ берут несколько проб крови, даже после того, как напиток был принят, в области предплечья будет установлен венозный доступ в виде постоянной венозной канюли (маленькой пластиковой трубки), чтобы избежать повторной пункции вены рук.

Толерантность к глюкозе с помощью перорального теста на толерантность к глюкозе Так называемый пероральный тест на толерантность к глюкозе (OGTT) можно использовать для определения различий в метаболизме глюкозы (метаболизме сахара) между фазами вмешательства и контроля. Примерно на 3-й день каждой фазы исследования утром натощак употребляется напиток, приготовленный из 75 г глюкозы (порошок Medicalfox Gluko 75) и 300 мл питьевой воды. Кровь берут каждые 15 минут в первый час после употребления напитка и каждые 30 минут в течение второго часа.

Образец слюны Образцы слюны будут взяты для проверки определенных гормонов, которые отражают уровень стресса, а также реактивность определенных вирусов (вирус герпеса, ротавирус). Для этого небольшой ватный шарик из подготовленной емкости (саливетты) разжевывают во рту в течение нескольких минут и возвращают в пробирку один раз на этапе исследования. Полученная слюна замораживается и позже анализируется в лаборатории.

Сбор фекалий Для изучения изменений кишечной флоры образцы фекалий отбираются 3 дня подряд на каждой фазе. Для этого над унитазом устанавливают так называемый «уловитель фекалий», чтобы лучше собирать фекалии. Затем из этих фекалий берут три образца в три разные пробирки. Небольшую ложку в каждой пробирке наполняют фекалиями, помещают обратно в пробирку, закрывают и замораживают.

Документирование диеты. Чтобы иметь возможность оценить влияние состава пищи на кишечную флору, потребляемую пищу документируют в течение 2 рабочих дней и одного выходного дня. Это делается в подготовленном журнале диеты.