Клиническое исследование резистентного крахмала для облегчения запоров

Микробиота кишечника человека — одно из самых плотных микробных сообществ на Земле, включающее весьма разнообразные микробные сообщества, которые обеспечивают метаболические, иммунные и защитные функции и играют жизненно важную роль в здоровье человека. На желудочно-кишечную микрофлору влияют многие факторы, включая генетику, физиологию хозяина (возраст хозяина, заболевание, стресс и т. д.) и факторы окружающей среды, такие как условия жизни и употребление наркотиков. В то же время диета считается ключевым фактором окружающей среды, опосредующим состав микрофлоры желудочно-кишечного тракта и метаболическую функцию. Ввиду того, что пробиотики трудно перевариваются и усваиваются организмом человека, пробиотики могут попадать в кишечный тракт через пищеварительный тракт, что улучшает микроэкологию кишечника и способствует липидному, белковому и минеральному обмену.

Пища, богатая неперевариваемым крахмалом, имеет множество функций, таких как контроль массы тела, снижение липидов и сахара в крови, регулирование кишечной флоры и т. д., что привлекло интерес многих ученых и в последнее время стало новой областью международных исследований в области пищевых продуктов. годы. Резистентный крахмал (RS) представляет собой противоперевариваемую часть сложного полисахаридного крахмала. В зависимости от условий устойчивости к ферментативному гидролизу и источника крахмала перевариваемый устойчивый крахмал в основном делился на четыре типа, а именно RS1, RS2, RS3 и RS4. По причине устойчивости RS1 и RS2 обладают естественной устойчивостью к амилазе, причем устойчивость может исчезнуть после желатинизации, тогда как устойчивость RS3 и RS4 формируется в результате трансформации крахмала в процессе пищевой обработки или производства продуктов питания. RS1 может сосуществовать с RS2 или RS3 в одной и той же пище, а наличие RS4 может увеличивать потребление RS3 с пищей.

Лишь небольшая часть перевариваемого крахмала может перевариваться и всасываться в тонком кишечнике, что обеспечивает очень низкую степень утилизации глюкозы. Когда большая часть остальных непереваренных компонентов попадает в толстую кишку, они ферментируются кишечной микрофлорой, в основном производя короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК): ацетат, пропионат и бутират. Хотя и ацетат, и пропионат оказывают воздействие на здоровье, особенно считается, что бутират улучшает здоровье и является SCFA с наибольшим увеличением потребления RS. Бутират играет важную роль в здоровье кишечника человека, включая уменьшение воспаления, снижение риска рака толстой кишки и улучшение барьерной функции кишечника. In vivo и in vitro диета с резистентным крахмалом и бутиратом значительно увеличивали долю иммунореактивных межмышечных нейронов ChAT, кишечные нейроны экспрессировали транспортер монокарбоновой кислоты 2 (MCT2), небольшое вмешательство в РНК подавляло MCT2 и предотвращало индуцированное бутиратом увеличение доли ChAT. иммунореактивные нейроны. Бутират и трихостатин Ан усиливали ацетилирование гистона H3 в нейронах кишечника. Ингибиторы сигнального пути Src могут блокировать эффект бутирата. Диета с резистентным крахмалом увеличивала транспорт толстой кишки, а бутират усиливал холинергическое сокращение круговых мышц толстой кишки in vitro. Хотя было доказано, что RS является одним из лучших волокон для повышения уровня бутирата у населения, очевидно, что не все могут получить одинаковые преимущества, и некоторые люди не реагируют на добавки RS. Это говорит о том, что различия в индивидуальной микрофлоре играют важную роль в определении результата потребления RS, и нам необходимо более глубоко изучить механизм переваривания RS и то, как оно приводит к выработке бутирата. Кроме того, необходимо сделать больше, чтобы понять последствия для здоровья, на которые может повлиять потребление RS, превышающее уровни бутирата.

Из-за сложной структуры RS для инициирования разложения этого полукристаллического материала необходимы определенные бактерии. R. bromii и Bifidobacterium juvenis являются единственными известными кишечными микроорганизмами человека, способными разлагать RS.

R. bromii привлек внимание из-за своей роли ключевого вида для метаболизма RS, питания и/или предоставления другим членам кишечного микробиома доступа к этому субстрату. Расщепляющий крахмал фермент R. bromii имеет уникальную организационную структуру и образует мультиферментный комплекс, который прикрепляется к поверхности клетки посредством каркасного белка в фибриносомах через белок адгезии и модули докерина, поэтому он называется амилазомой. Эта система была обнаружена у различных руменококков человека, и ключевая структура фермента его амилазомы высоко консервативна среди штаммов. Несмотря на свою невероятную способность разрушать RS, R. bromii сам по себе, похоже, не превосходит другие виды и не доминирует над ними, а скорее служит полезной цели, скрещивая другие виды, выделяя сахара и ацетат разной длины. Одно исследование показало, что медиана фекального бутирата увеличилась на 50% после лечения картофельным крахмалом (RS2), но дальнейшее изучение индивидуальных реакций выявило различные изменения в бутирате. Последующее исследование, проведенное той же группой, показало, что люди с повышенным содержанием R. bromii в микробиоте с большей вероятностью будут иметь более высокую реакцию бутирата на картофельный крахмал, что позволяет предположить, что для увеличения количества первичных разлагающих бактерий и резистентного крахмала необходима правильная комбинация. производство бутирата.

Запор является одним из наиболее распространенных заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в клинической практике: примерно 11-20% взрослых во всем мире страдают от запоров. Клинически частота дефекации снижена или дефекация затруднена, затруднена, затруднена, а стул сухой и трудноотходимый, что называется запором [16]. Клинически рефрактерный запор трудно поддается лечению, а чрезмерное использование слабительных средств часто приводит к водно-электролитному дисбалансу, желудочно-кишечной дисфункции, меланозу толстой кишки, расслаблению анального сфинктера и другим проблемам и даже приводит к колоректальному раку, диабету, нервной анорексии и другие осложнения в некоторых случаях. Поэтому очень важно найти безопасный и эффективный слабительный препарат или диету для улучшения и облегчения симптомов запора. Эффект резистентного крахмала для укрепления здоровья обусловлен главным образом короткоцепочечным жиром и газом, образующимися в результате микробной ферментации в толстой кишке, и его роль в предотвращении колоректального рака и некоторых хронических заболеваний, связанных с питанием, сильнее, чем пищевая клетчатка, и он может эффективно преодолеть неприятный запах, грубую текстуру, низкое качество и другие недостатки продуктов питания, обогащенных пищевыми волокнами. С точки зрения анализа данных исследований, пищевые ресурсы, такие как пищевые волокна, как натуральные, безопасные, «лекарственные и пищевые», играют очень важную роль в здоровье человека. Оно имеет важное значение для промышленного применения и широкую перспективу развития рынка, открывает новую область исследований функциональных продуктов питания и компенсирует недостатки традиционных пищевых волокон.

В нашем предыдущем анализе было обнаружено, что микроорганизмы стула 20 больных запорами и 20 здоровых людей сильно различаются по структуре. Анализ различий показал, что руминококк был в изобилии у здоровых людей. Классификационная модель AUROC0.967 была создана с использованием алгоритма Лассо, и важные особенности модели классификации были следующими: Руминококк – признак с наибольшим весом. В SPINGO отмечают, что род Ruminococcus содержит виды, среди которых R. bromii имеет самую высокую относительную численность. Поиск данных в базе данных GMrepo показал, что Ruminococcus был обнаружен в 28 796 исследованиях, относящихся к 93 фенотипам. К этим фенотипам принадлежало в общей сложности 40 795 действительных серий. Относительная численность Ruminococcus у здоровых людей значительно выше, чем у людей, страдающих запорами, а относительная численность R. bromii у здоровых людей значительно выше, чем у людей, страдающих запорами. Относительная численность руминококка у здоровых людей была значительно выше, чем у людей, страдающих запорами. Таким образом, целью этого клинического исследования является добавление резистентного крахмала пациентам с запорами и (1) наблюдение за улучшением симптомов пациентов с запорами; (2) проанализировать изменения кишечной микрофлоры у больных запорами; (3) Проверить, увеличивается ли относительная численность R. bromii, и проанализировать корреляцию между относительной распространенностью R. bromii в кишечнике и улучшением симптомов запора у пациентов с запором.

Исследование представляло собой нерандомизированное контролируемое исследование без группы плацебо, в нем приняли участие 30 пациентов с функциональным запором, диагностированным врачами. Анкетный опрос используется для того, чтобы понять, улучшились ли симптомы у пациентов с запорами. В то же время собираются образцы стула для анализа секвенирования метагенома с целью изучения изменений микробов кишечника пациентов до и после вмешательства резистентного крахмала. Особое внимание обращено на то, увеличивается ли относительная численность R. bromii.

Для этого исследования не требуется объявления о наборе участников, участники набираются на полностью добровольной основе. Участникам разъясняются возможные риски во время эксперимента, и после того, как они соглашаются присоединиться к исследованию, подписывается информированное согласие. Добровольцы, согласившиеся присоединиться к эксперименту, были опрошены с помощью анкеты для определения состояния их кишечника и других состояний здоровья, а также прошли скрининг в соответствии с вышеуказанными критериями выбора объекта исследования и критериями исключения. Собранные образцы названы по номерам, и личная информация субъекта не будет раскрыта. Личность субъектов держалась в секрете на протяжении всего исследования, и были видны только количество и фенотип заболевания. Субъекты могут выйти из исследования в любое время.

В этом исследовании будет проанализирован состав и структура кишечной флоры испытуемых, и испытуемые смогут быть в курсе хода теста и анализа и получить собственные соответствующие данные.

Устойчивый крахмал, использованный в этом исследовании (HiMaize260), производится компанией Ingredion. Устойчивый крахмал HI-MAIZE®260 — это пищевая клетчатка, полученная из запатентованного Ingredion кукурузного крахмала с высоким содержанием амилозы, который повышает питательную ценность повседневных продуктов, таких как белый хлеб, кексы, печенье, торты и макароны.

Стандарт HI-MAIZE®260 — GB31637-2016, который соответствует национальным стандартам безопасности пищевых продуктов. Устойчивый крахмал HI-MAIZE®260 содержит примерно 53% резистентного крахмала (пищевых волокон) и 40% перевариваемого крахмала, и его можно легко добавлять в стандартные рецептуры, частично заменяя обычную муку. Кроме того, поскольку устойчивый крахмал HI-MAIZE®260 содержит меньше калорий, чем мука, он повышает питательную ценность продуктов.