Lindring av metabolisk endotoxemi hos vuxna med metabolt syndrom med mjölkfettkulamembran

Bakgrund och hypotes:

Våra prekliniska bevis visar att fosfolipidrikt mjölkfettkulamembran (MFGM) dämpar lipopolysackarid-inducerade ökningar av tarmpermeabilitet och pro-inflammatoriska cytokiner. MFGM dämpar också inflammation i samband med en prebiotisk och/eller antimikrobiell aktivitet som modulerar mikrobiotasammansättningen. Vår centrala hypotes är att MFGM-berikad mejerimjölk jämfört med en matchad mjölkdryck som innehåller sojalecitin (kontroll) minskar metabolisk endotoxemi och förbättrar glukostoleransen hos vuxna med metabolt syndrom (MetS) genom att öka integriteten av tarmbarriären i samband med att lindra tarmdysbios och inflammation.

Studera design:

Utredarna kommer att registrera manliga och kvinnliga MetS-vuxna (n = 24; 18-65 år) för att slutföra en 2-armad, dubbelblind, randomiserad kontrollerad, crossover-studie. De kommer att randomiseras i 4-enheters block för att under 14 dagar få en kontrollerad diet med mejerimjölk (3,5 % fett; 3 portioner/d) berikad med MFGM-härledd fosfolipid eller en matchad mejerimjölk som istället innehåller kokosnöt och palmolja (kontrollera). Utredarna kommer att tillhandahålla all mat under varje studieperiod för att säkerställa viktupprätthållande och för att öka homogeniteten i tarm- och värdsvar.

Ämnen:

Deltagare kommer att rekryteras från Columbus, OH-området. Deltagare som inte har någon historia av lever- eller hjärt-kärlsjukdom eller cancer kommer att registreras. De kommer att ha ≥3 fastställda kriterier för MetS: i) glukos (100-126 mg/dL), ii) midjemått (>89 eller >102 cm för F/M), iii) HDL-C (<50 eller <40 mg/dL i F/M), iv) TG >150 mg/dL och iv) blodtryck >130/85 mmHg. Viktiga uteslutningskriterier inkluderar: instabil kroppsmassa (±2 kg jämfört med tidigare 3 månader) vegetarian; matallergier eller laktosintolerans; användare av kosttillskott eller probiotika (inom senaste 1 månad); graviditet, amning, förändringar i preventivmedel (inom 6 månader); eventuella gastrointestinala störningar; kronisk diarré; rökare; överskott av alkohol (>2 drinkar/dag); överdriven aerob träning (>7 timmar/vecka); nyligen använda antibiotika eller antiinflammatoriska medel; blodtryck >140/90 mmHg.

Kostkontroll:

Interventionen kommer att utföras i Human Nutrition Metabolic Kitchen under överinseende av en registrerad dietist (PI Bruno). I varje 2-veckors intervention kommer deltagarnas kost att kontrolleras noggrant. All mat kommer att förberedas, förpackas och tillhandahålls var 3-4:e dag för att ge en viktupprätthållande (dvs. eukalorisk) diet. För att bedöma efterlevnaden kommer deltagarna att returnera mjölkflaskor med MFGM/kokos/palmolja för räkning och eventuella oätna matportioner för vägd mätning. Mjölkdrycker kommer också att formuleras för att innehålla para-aminobensoesyra (PABA; 80 mg/mjölk portion). Punkturinprov kommer att samlas in 4 gånger under varje studiearm som sammanfaller när deltagarna hämtar testmat. Urin-PABA kommer att mätas med spektrofotometri. Utöver detta kommer deltagarna också att föra matloggar för att dokumentera eventuella dietavvikelser. Dieter kommer att standardiseras till 50-60 % av energin från kolhydrater med lågt fiberintag (~15 g/dag) liknande amerikanernas dieter för att förhindra potentiell maskering av fördelarna med MFGM, 15-20% från protein och 25-30 % från fett. Viktigt, förutom testdrycker som tillhandahålls som en del av eukaloridieten, kommer dieter annars att sakna betydande mängder mejeriprodukter, fermenterade produkter och probiotika för att förhindra förvirrande effekter.

Mått:

Antropometri och blodtryck kommer att bedömas dag 0, 7 och 14. Före (dag 0), på dag 7 och efter varje 2-veckorsarm (dag 14), kommer ett fastande blodprov att samlas in för att bedöma serumendotoxin och metabola kemi (glukos, insulin, lipider (triglycerid, total- och HDL-kolesterol) och TLR4/NFκB-beroende gener från isolerade mononukleära celler från perifert blod (PBMC). Ett utandningsprov kommer att samlas in för att bedöma korrelationsanalysen av plasmametaboliska biomarkörer. Efter 2-veckors intervention, från fekala prover som samlats in på dag 13, kommer utredarna att bedöma mikrobiotans sammansättning och funktion, SCFAs och tarminflammatoriska markörer (calprotectin, myeloperoxidas). Under denna period kommer deltagarna också att registrera dagliga avföringsegenskaper med hjälp av en 7-punkts Bristol Stool-skala. Dag 14 kommer deltagare i fastande tillstånd att få en måltidsutmaning med hög fett/hög glukoshalt för att inducera tarmhärledd endotoxintranslokation. Med 30 minuters intervall under 3 timmar kommer utredarna att utvärdera cirkulerande endotoxin, glukos och insulin; TLR4/NFκB-beroende gener kommer att bedömas från PMBC vid 0 timmar och 3 timmar. Tarmpermeabilitetssonder kommer att administreras samtidigt med testmåltidens utmaning, och 24-timmarsurin kommer att samlas in för att bedöma tarmbarriärens integritet. Deltagarna kommer sedan att genomgå en 2-veckors tvättning innan de får den alternativa behandlingen och slutföra alla procedurer på ett identiskt sätt.