多酚饮料对健康志愿者的影响 (PB)
Vachellia Farnesiana 多酚提取物对健康志愿者血糖反应和安全性的影响。
研究概览
详细说明
高碳水化合物、加工食品和非纤维食品的摄入量增加会增加肥胖的风险,从而增加患 2 型糖尿病 (DM2) 的风险;因此,预防和治疗这些疾病的方法之一一直集中在控制和降低碳水化合物的吸收和代谢率上。 DM2 是慢性胰岛素抵抗和胰腺 ß 细胞质量和功能丧失的结果,这可能是由葡萄糖毒性和脂毒性引起的,导致这些细胞的凋亡和功能障碍;寻找替代疗法的研究重点是植物代谢产生的次级化合物,尤其是多酚(类黄酮),这些化合物已显示出对降低餐后血糖的积极作用 (2)。 多酚是植物产生的次级代谢产物,存在于花卉、蔬菜和水果中;它们是作为抵御压力、寒冷和紫外线辐射等因素的防御机制而产生的。 多酚分为两大类:1) 类黄酮和 2) 非类黄酮。 具有羟基的芳香环是多酚结构的特征。
世界各地的多酚消费量变化很大;据报道,在法国,平均消费量在 283 至 1000 毫克/天之间;在西班牙,每天 500 至 1000 毫克;在意大利,它接近 700 毫克/天,在韩国平均为 320 毫克/天,等等。 全球饮食模式的多样性将取决于每天摄入的多酚总量。 通过防止胰腺 β 细胞氧化、减少碳水化合物消化酶和抑制晚期糖基化产物,花青素的摄入与预防和控制 DM2 有关。 随着时间的推移,多酚已在多个实验模型和临床试验中得到研究,有助于了解它们作为潜在预防剂的应用以及在慢性非传染性疾病治疗中的应用。
该证据中的一种基本化合物是没食子酸。这种多酚存在于蔬菜、水果、茶和红酒中;除了调节肝脏、肌肉和脂肪组织中的过氧化物酶体增殖受体 (PPAR) 外,在 DM2 等代谢疾病的小鼠模型中还报道了重要的生物活性;影响血糖的降低。 此外,体外研究记录了参与糖原代谢调节的糖原磷酸化酶的关键抑制活性;一种可以用作降糖药的策略,另一种方法可以侧重于减少 α-葡萄糖苷酶,该酶通过减少肠道水平的碳水化合物吸收来参与。
对存在于西红柿、块茎、橙子、苹果、绿茶和红茶、土豆以及植物中的另一种类黄酮的研究是槲皮素;该成分主要在肠内吸收,门静脉吸收强度低。 在患有 DM2 的受试者中,该化合物在给予单剂量 200 mg 槲皮素后显示血糖峰值降低,与安慰剂组相比,这种现象在葡萄糖浓度随访的三个小时内持续存在。 一项荟萃分析报告说,口服槲皮素 > 500 mg/天,持续八周可降低代谢综合征患者的空腹血糖浓度。 在另一项试验中,槲皮素以 250 毫克/天的剂量给予 DM2 患者八周,显着降低了低密度脂蛋白水平并增加了总抗氧化能力。 然而,与安慰剂组相比,它显示血浆葡萄糖没有变化,表明剂量不足。 确定具有降血糖作用的其他化合物有咖啡酸、没食子酸、阿魏酸和香草酸、黄酮(芦丁)和黄烷酮(柚皮素)。
多酚化合物的存在会通过不同的作用影响外周组织中的葡萄糖摄取,例如:1) 抑制甘油单酯消化酶(α-淀粉酶和 α-葡萄糖苷酶),这些消化酶会降低葡萄糖摄取和 2) 葡萄糖减少通过抑制位于肾脏近端小管的钠依赖性葡萄糖转运蛋白 1 (SGLT1) 和 2 (SGLT2) 摄取,3) 除了刺激胰岛素分泌和保护 β-胰腺细胞 4),最后通过抑制SGLT2 转运蛋白不仅位于肾小管;但也存在于其他组织中。
评估多酚消费的安全性至关重要,因此考虑了体外和体内可用的发现或前因。 多酚具有不同的生理功能;需要评估给药的安全性;通过考虑生化试验,如肝功能和肾功能试验,可以提供急性毒性和临床毒性的证据。 一些以植物提取物形式提供的减肥补充剂与急性肝损伤有关。 其主要成分是羟基柠檬酸;一些病例报告转氨酶和总胆红素升高。
INCMNSZ 研究团队在临床前研究中产生的结果有助于计算确定在人体后续临床阶段评估的初始剂量;考虑到体重为 60 公斤的平均个体的体重和身高,有必要执行通过“基于体表面积 (BSA) 的转移剂量”公式计算的从小鼠转移到人类的分析。 计算出用于测试的初始剂量为 1.2 mg/kg 的 VF 提取物; Reagan-Shaw 及其同事广泛地描述了计算方法。 但是,应使用每个参与者的体重和身高的个体值来调整平均估计剂量,以确定 BSA 身体的表面积。
这项 I 期临床研究基于 INCMNSZ 团队进行的临床前测试,以确定未观察到的不良反应水平 (NOAEL),其中剂量从小鼠转移到人类;基于 2005 年美国食品和药物管理局 (FDA) 的建议,其中使用了小鼠-人类转换方程;也推荐使用体表面积的值来计算Nair和Jacob在2016年提出的人体等效剂量(HED,Human Equivalent Dose)。 从这个意义上说,作为减轻雄性 C57BL6 小鼠 VF 果实肥胖代谢改变的饮食替代研究开发的一部分,我们已经确定可以转移 10 mg/kg 小鼠体重的剂量,用于临床前研究,作为这个提案。
维持葡萄糖稳态具有最重要的生理意义,并受严格的激素控制。 这些激素的故障会引发不同的变化,例如能量稳态失调,包括肥胖、高血糖和引发 DM2 等疾病的葡萄糖耐受不良。 多酚对常量营养素生物利用度的影响起着重要作用。 据报道,它们可以与影响胰岛素和血糖反应的多糖形成复合物,并增加粪便中氮和脂肪的排泄;它们还可以抑制肝脏释放葡萄糖并改善外周组织的葡萄糖摄取。 存在于蔬菜或植物中的类黄酮以糖苷的形式存在。 这些糖苷被位于小肠刷状缘的 ß-葡萄糖苷酶组(乳糖酶根皮苷水解酶)水解,留下游离的类黄酮糖苷;这些随后可以通过被动扩散穿过细胞膜,或者可以通过钠依赖性葡萄糖转运蛋白 SGLT1 被完整吸收。 多酚的代谢始于肠腔;它们被乳糖酶根皮苷水解酶解偶联,然后类黄酮被尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶偶联,偶联物通过各种转运蛋白输出回内腔或血液。 此外,代谢物可通过各种摄取转运蛋白转运至肝细胞,然后返回循环系统。 或者,它们可以通过酶(例如 β-葡萄糖醛酸酶)在细胞内解偶联并由肾脏排泄。 这涉及转运蛋白摄取到近端肾小管细胞并在尿液中排泄。 不过,这些转变取决于每个人的条件;有些在炎症过程中增加。 值得一提的是,尽管 FV 的临床前研究未显示任何不良反应,但在临床试验中评估其安全性对于后续临床应用至关重要。 大多数临床研究都没有探索多酚摄入可能产生的毒性作用。 表没食子儿茶素化合物已被证明具有潜在的促氧化作用,这可能对毒性有影响,并建议对肝脏和肾脏毒性进行进一步研究。 最近有几起与食用高剂量茶基膳食补充剂有关的肝毒性病例报告。 在几乎所有病例中(九分之八),患者的血清丙氨酸氨基转移酶和胆红素水平升高。 在九个点中的两个点中,观察到门静脉周围和门静脉炎症。 所有病例均在停止补充后得到解决。 已提出肝和肾毒性与该化合物的生物利用度有关。 最近的人体研究表明,禁食会增加一些多酚的生物利用度,例如表没食子儿茶素。 虽然在干预研究中没有关于志愿者毒性的报告,但在确定与人类茶儿茶素相关的毒性事件风险之前,需要仔细监测肝肾功能。
Vachellia farnesiana (VF) 是豆科植物的灌木;分布于墨西哥及世界范围内的干旱、半干旱和热带地区;它的最大繁殖是在冬季。 它的果实是粘合剂和奇异物,它的精油被用作着色剂。 其中最突出的用途是饲料资源和药用抗炎作用、霍乱弧菌乙醇提取物的抑制作用和抗溃疡作用等。 此外,其果实已被用作山羊的非常规喂养策略,以转移具有抗氧化活性的酚类化合物,以提高动物产品(牛奶和奶酪)的质量。 2020 年,小鼠模型中的补充剂导致肥胖,其中加入山羊奶证明能量消耗和氧气量增加,与高脂肪饮食相比改变了小鼠的身体成分,证明了来自 VF 的生物活性化合物的生物转移存在于小鼠模型的牛奶中。 此前,该研究小组评估了这种植物资源的各种多酚提取物的抗氧化和抗炎能力。 此外,已经描述了 VF 的叶、茎、树皮、花、根和果实中存在的几种酚类化合物,例如没食子酸、槲皮素、没食子酸甲酯、杨梅素、柚皮素、阿魏酸、山柰酚等。
VF 水果中独特的多酚包括没食子酸、槲皮素和表儿茶素。 先前的研究已经描述了这些化合物在抑制酶活性方面的作用,可以用作控制餐后血糖水平的替代方法,从而降低 DM2 的风险和发病率。 1989 年,Wadood 和合作者使用动物模型(兔子)测试了金合欢种子粉补充剂的效果,证明 2.3 和 4 g/kg 的剂量可显着降低血糖水平;在该试验中,使用胰腺 β 细胞分泌胰岛素的兴奋剂(磺酰脲)作为阳性对照。
Ogawa 和合作者最近进行了临床试验,在不同的科学报告中报告了在最初的 4 到 8 周给药期间消耗 A. meansi 多酚提取物的影响;并在随后的试验中将给药时间延长至 12 周;报告了葡萄糖耐受不良患者对血糖的基本反应,改善了 90 分钟和 120 分钟的口服葡萄糖曲线,当提取物的食用时间延长至 12 周时,结果更加相关;空腹时葡萄糖水平下降,对于对照组来说,这种影响随着糖化血红蛋白的减少而显着;没有任何不利影响。 必须指出的是,第一项试验(干预时间为 4 至 8 周)使用的多酚提取物浓度为每粒胶囊 250 毫克,每人每天服用四粒胶囊(1,000 毫克/天)。 对于第二次干预,试验(12 周);每个胶囊中的多酚浓度与之前的测试(245 毫克/胶囊)非常相似,但这次每天向每位参与者服用六粒胶囊(1470 毫克/天)。
研究问题:
- 1.2 mg/kg 的 Vachellia farnesiana 多酚提取物剂量是否会降低对照组健康志愿者受试者血糖反应曲线下面积的平均值?
- 相对于对照组,1.2 mg/kg 的法尼西亚多酚提取物剂量是否会影响健康志愿者受试者的血清肝酶和尿液生物标志物 KIM-1 的平均值?
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
描述
纳入标准:
- 签署知情同意书
感兴趣的特征
- 18岁以上50岁以下的健康志愿者受试者
- 男人或女人
- 体重指数 (BMI):大于 18.5 且小于 24.9 kg/m2
- 空腹血糖:70-100 毫克/分升
- 碱性磷酸酶 (ALP):44 至 147 IU/L
- 丙氨酸转氨酶 (ALT):5 至 77 IU/L
- 天冬氨酸转氨酶 (AST):8 至 33 IU/L
- 总胆红素:1.2 毫克/分升
- 间接胆红素:0.2-0.7 mg/dL
- 血肌酐:0.06-1.3 毫克/分升
- 能够给予书面知情同意
排除标准:
- 医生诊断的肾脏疾病
- 医生诊断的糖尿病 2
- 摄入非处方药或处方药。 最近几个月对抗疗法/阿育吠陀/顺势疗法/中枢作用的食欲抑制剂。
- 减肥手术(胃旁路术、袖状胃切除术、可调节胃束带术、带十二指肠开关的胆胰分流术等)
- 接受极端饮食或运动方案(>8 小时)的受试者。
- 吸烟者(> 每天两支香烟)
- 酗酒患者(每天>3 杯或每周>7 杯)。
- HbA1c 大于 6.5% 的受试者。
- 临床诊断为动脉高血压 (BP) 且 BP >140/90 mm Hg 的受试者。
- 患有甲状腺疾病的受试者。
- 过去六个月体重减轻超过 5%
- 孕妇/哺乳期妇女。
- 不同意参加研究的受试者。
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:基础科学
- 分配:随机化
- 介入模型:并行分配
- 屏蔽:单身的
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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安慰剂比较:控制
随机分配了30名受试者(访问1),并将评估体重和身高作为身体成分以及血液采样,以评估葡萄糖,肝脏和肾功能。
在访问2期间,在给予单一水作为安慰剂之前,将量化血液中的葡萄糖(基础;斋戒12小时);后来,要施用75克口服蔗糖的负载,30分钟后,血液样本将以不同的间隔开始:20、40、60、90和120分钟。
参与者在此过程中解决了食品消耗频率问卷。
第二个血液样本将在48小时后(访问3)。
最后,将采用尿液样本来排除通过敏感的肾脏损伤生物标志物(KIM-1)排除急性肾脏损伤。
此外,将采访参与者以回答不良效果问卷。
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在访问 2 期间,口服给予多酚提取物的单次输注。
考虑到每个参与者的体重,计算用水稀释的冻干提取物的剂量(1.2 mg/kg 体重)。
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实验性的:实验饮料组
随机分配了30名受试者(访问1),并将评估体重和身高,作为身体成分和血液采样,以评估葡萄糖,肝脏和肾功能。
在访问2期间,在单次输注多酚提取物的给药之前(1.2 mg/kg重量),将对血液中的葡萄糖进行定量(基础;以12小时的禁食为基础);后来,要施用75克口服蔗糖的负载,30分钟后,血液样本将以不同的间隔开始:20、40、60、90和120分钟。
参与者在此过程中解决了食品消耗频率问卷。
第二个血液样本将在48小时后(访问3)。
最后,将采用尿液样本来排除通过敏感的肾脏损伤生物标志物(KIM-1)排除急性肾脏损伤。
此外,将采访参与者以回答不良效果问卷。
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在访问 2 期间,口服给予多酚提取物的单次输注。
考虑到每个参与者的体重,计算用水稀释的冻干提取物的剂量(1.2 mg/kg 体重)。
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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健康成年人实验饮料摄入的安全性
大体时间:基线和邮政摄入量
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与对照组相比,通过肝脏和肾脏轮廓(血清/尿液)和不良事件问卷评估了安全性。
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基线和邮政摄入量
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实验饮料对血糖反应的影响。
大体时间:一次只有参与者
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与对照组相比,在消耗实验饮料后口服葡萄糖耐受性测试期间葡萄糖和胰岛素浓度的变化。
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一次只有参与者
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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血糖禁食
大体时间:实验饮料消耗后的基线和72小时。
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葡萄糖浓度(mg/dl)的变化
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实验饮料消耗后的基线和72小时。
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口服葡萄糖耐量测试
大体时间:访问2的一次性评估
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葡萄糖浓度在20、40、60、90和120分钟(mg/dl)的变化
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访问2的一次性评估
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肠降血糖素激素的变化
大体时间:访问2的一次性评估
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使用Milliplex代谢测定法测量了肠降血糖素激素浓度(GLP-1活性和PG/ML)的变化。
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访问2的一次性评估
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血清中的肝功能测试
大体时间:实验饮料消耗后的基线和72小时。
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肝功能标志物的变化:天冬氨酸氨基转移酶,丙氨酸氨基转移酶,磷酸酶碱(UI/L),间接胆红素,直接胆红素和总胆红素和总胆红素(MG/DL)用Beckman Coulter自动化系统测量。
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实验饮料消耗后的基线和72小时。
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血清肾功能
大体时间:实验饮料消耗后的基线和72小时。
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肾功能标记的变化:肌酐(mg/dl)用贝克曼·库尔特自动化系统测量。
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实验饮料消耗后的基线和72小时。
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尿肾生物标志物
大体时间:访问3的一次性评估
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使用ELISA试剂盒测量生物标志物KIM-1(mg/min)浓度的变化。
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访问3的一次性评估
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血清总多酚和抗氧化活性
大体时间:访问2的一次性评估
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总多酚(UMOL GAE/L)和抗氧化活性(DPPH和ORAC,TE MM)的血清平均浓度
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访问2的一次性评估
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合作者和调查者
出版物和有用的链接
一般刊物
- Delgadillo Puga C, Cuchillo-Hilario M, Navarro Ocana A, Medina-Campos ON, Nieto Camacho A, Ramirez Apan T, Lopez-Tecpoyotl ZG, Diaz Martinez M, Alvarez-Izazaga MA, Cruz Martinez YR, Sanchez-Quezada V, Gomez FE, Torre-Villalvazo I, Furuzawa Carballeda J, Camacho-Corona MR, Pedraza-Chaverri J. Phenolic Compounds in Organic and Aqueous Extracts from Acacia farnesiana Pods Analyzed by ULPS-ESI-Q-oa/TOF-MS. In Vitro Antioxidant Activity and Anti-Inflammatory Response in CD-1 Mice. Molecules. 2018 Sep 18;23(9):2386. doi: 10.3390/molecules23092386.
- Hernandez-Garcia E, Garcia A, Avalos-Alanis FG, Rivas-Galindo VM, Delgadillo-Puga C, Camacho-Corona MDR. Nuclear magnetic resonance spectroscopy data of isolated compounds from Acacia farnesiana (L) Willd fruits and two esterified derivatives. Data Brief. 2018 Dec 7;22:255-268. doi: 10.1016/j.dib.2018.12.008. eCollection 2019 Feb.
- Delgadillo-Puga C, Cuchillo-Hilario M, Leon-Ortiz L, Ramirez-Rodriguez A, Cabiddu A, Navarro-Ocana A, Morales-Romero AM, Medina-Campos ON, Pedraza-Chaverri J. Goats' Feeding Supplementation with Acacia farnesiana Pods and Their Relationship with Milk Composition: Fatty Acids, Polyphenols, and Antioxidant Activity. Animals (Basel). 2019 Aug 1;9(8):515. doi: 10.3390/ani9080515.
- Hernandez-Garcia E, Garcia A, Garza-Gonzalez E, Avalos-Alanis FG, Rivas-Galindo VM, Rodriguez-Rodriguez J, Alcantar-Rosales VM, Delgadillo-Puga C, Del Rayo Camacho-Corona M. Chemical composition of Acacia farnesiana (L) wild fruits and its activity against Mycobacterium tuberculosis and dysentery bacteria. J Ethnopharmacol. 2019 Feb 10;230:74-80. doi: 10.1016/j.jep.2018.10.031. Epub 2018 Oct 25.
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