Inverkan av linser på metabolism och inflammation

Utredarna kommer att använda en parallell intervention av lins kontra makronäringsämne-matchad (ej fiber) kontrollbehandling under 12 veckor hos OW/OB vuxna med påvisad risk för T2D och CVD. Experimentella dieter kommer att tillhandahållas till deltagarna i form av färdiga middagsmåltider för att utnyttja den andra måltidseffekten och lägre kaloriintag vid kvällsmåltiden. Pre- och postinterventionsbedömningar kommer att göras för följande variabler: sammansättning av tarmmikrobiomet (mikrobiella arter och relativ förekomst), tarmmetabolom, postprandial respons av TG, inflammatoriska cytokiner och serummetabolom till en måltidsutmaning med hög fetthalt ( etablerad inflammationsstimulus), fastande serumglukos, lipid, insulin, inflammationsmarkörer och metabolom, blodtryck och antropometriska mått inklusive vikt, kroppssammansättning, midjeomkrets och kvantitet visceral fettvävnad. Fysisk aktivitet, stillasittande beteende och vanemässig kost kommer att mätas så att dessa variabler kan användas för att hjälpa oss att karakterisera deltagare och hjälpa till med analys och tolkning av data.

Tillvägagångssätt:

Postprandiella lipidemiska och inflammationssvar: Måltidsutmaningar med hög fetthalt med 40 till 100 g dietfett är ett etablerat laboratorietest för att mäta både postprandial triglyceridemi och inflammationssvar. Utredare har använt en dos på 50 g fett levererat i form av smör på rostat bröd på > 50 individer eftersom denna speciella dos är effektiv för att skilja mellan låga kontra höga TG och inflammationsreagerande personer. I korthet kommer deltagarna att rapportera till laboratoriet efter en natts fasta, en inneboende venkateter kommer att placeras i en antecubital ven, och blodprover kommer att samlas in före och 1, 2, 4 och 6 timmar efter intag av hög- fet måltid. Prover kommer att analyseras i realtid för TG (och full lipidpanel plus glukos) med en klinisk kemianalysator (Piccolo xpress), medan serumprover kommer att alikvoteras och lagras vid -80 C fram till analys för inflammatoriska cytokiner, metabolomics och insulin. Utredarna kommer att mäta inflammatoriska cytokiner (TNF-α, interleukin (IL)-1β, IL-6 IL-17, IL-23 och granulocytmakrofagkolonistimulerande faktor (GM-CSF)) med hjälp av högkänslig Luminex-multiplexeringsteknologi (Bio- Rad Bio-Plex® 200 HTS) framställd av Millipore.

Kostintervention: Med hjälp av metoder etablerade för en pågående CRT med linser, kommer utredarna att förbereda 7 måltider per deltagare och vecka för att leverera en dos på 4,6 eller 0 koppar linser per vecka för experiment- och kontrollgrupperna. Måltiderna matchas för innehåll av makronäringsämnen (förutom fibrer), och mald kalkon ersätter linser i kontrollmåltiderna. Liknande måltider kommer att utvecklas för svarta bönor. Deltagarna kommer att instrueras att konsumera mat som tillhandahålls till deras middagsmåltid, och sedan att proaktivt minska portionsstorlekarna och att inte äta mer än mätt vid kvällsmåltiden. Denna strategi utnyttjar mättnadseffekten av pulser vid middagsmåltiden och den "andra måltidseffekten" där den frivilliga konsumtionen minskar vid nästa måltid, kvällsmåltiden. Varje deltagare kommer att undersökas en gång i veckan för att avgöra om de konsumerade den experimentella måltiden den dagen, deras uppfattningar om hunger, mättnad, mättnad och tillfredsställelse med dagens måltid (kl. 16.00) och deras mag-tarmkomfort (nivå av uppblåsthet, flatulens, kramper och komfort) under hela dagen (kl. 20.00). Denna metod har framgångsrikt implementerats i vår pågående studie för att visa att linsmåltider är lika tilltalande, ger större mättnad och tolereras väl.

Tarmmikrobiomanalys: Bulk-DNA kommer att extraheras från fekala prover med hjälp av Powersoil® DNA Isolation Kit (Mo Bio Laboratories Inc.). DNA kommer att skickas över natten till University of Michigan, Center for Microbial Systems, för Illumina MiSeq-amplikonsekvensering av den variabla regionen 16S V4. Råsekvensläsningar kommer att bearbetas och kureras med hjälp av mjukvarupaketet mothur (v.1.39.5), enligt mothur MiSeqs standardförfarande kommer potentiellt chimära sekvenser att identifieras och tas bort med Uchime (v4.2.40)-algoritmen och taxonomiska klassificeringar kommer att tilldelas med den Bayesianska klassificeraren i Ribosomal Database Project, och operationella taxonomiska enheter (OTU) kommer att tilldelas i mothur med den avståndsbaserade VSEARCH-klustringsalgoritmen vid 97 % sekvenslikhetströskel.

Metabolomisk analys: Proverna kommer att analyseras med högupplöst vätskekromatografi masspektrometri (LCMS). Hydrofil interaktionskromatografi (HILIC) och omvänd fas (RP) kolumner kommer att användas för djup täckning. Metabolitidentifiering kommer att använda fragmenteringsmönstermatchning, autentiska standarder och databasmatchning med METLIN och Human Metabome Database (HDB). Nya egenskaper av betydande intresse kommer att karakteriseras med vätskekromatografi masspektrometri fastfasextraktion kärnmagnetisk resonans (LCMS-SPE-NMR). Bananalys kommer att använda XCMS och mummichog.

Kostanalys. Långsiktiga kostvanor kan skapa anpassningar som påverkar svaret på det kortsiktiga tillskottet av Aronia och linser. Denna studie kommer att använda den senaste versionen (2018) av det webbaserade Diet History Questionnaire (DHQ III), ett frågeformulär för matfrekvens som utformats för vuxna 19 och äldre, utvecklat av personal vid Risk Factor Monitoring and Methods Branch (RFMMB) av NIH National Cancer Institute. Utdata från DHQ III inkluderar kolhydratbeståndsdelar, karotenoider och tokoferoler, kostbeståndsdelar från kosttillskott, fetter, fettsyror och kolesterol, makronäringsämnen och energi, mineraler, proteinbeståndsdelar och vitaminer är dietbeståndsdelar och livsmedelsgrupper som finns tillgängliga i DHQ III. .

Övervakning av fysisk aktivitet och stillasittande beteende: Deltagarna kommer att bära en Actical rundstrålande accelerometer under veckorna 1 och 12 av interventionen för att mäta total fysisk aktivitet, tid i lågintensiv aktivitet, måttlig till kraftig aktivitet och kraftig aktivitet och stillasittande aktivitet på minuter .

Statistisk analys: H1 kommer att testas med två-prov t-test för att jämföra skillnaden mellan bedömningar före och efter intervention. Med hjälp av preliminära data för TG-svar och 50 % effektstorlekar i överensstämmelse med publicerade fynd i djurmodeller, uppskattades det att 18-24 deltagare kommer att krävas per grupp för att uppnå kraft på 0,76 till 0,86 vid alfa = 0,05. För att testa H2 kommer utredarna att identifiera förändringar i tarmmikrobiomet med hjälp av metoderna som används i vår preliminära forskning för att identifiera egenskaper hos tarmmikrobiomet som skiljer på låga kontra höga TG-svarare, och sedan använda regressionsanalys för att bestämma nivån av variation i förändringar i puls- och kontrollbehandlingar förklaras av förändringar i relativ förekomst av tarmmikrobiella arter. För att testa H3 kommer utredarna att identifiera förändringar i tarm- och serummetabolomerna och sedan fastställa de metaboliska vägarna som är associerade med de metabolomiska förändringarna för att identifiera potentiella mekanismer som ligger bakom hälsoeffekter av pulser.