南极洲的母乳低聚糖 (HMO) 和肠道微生物群、免疫系统

本研究的目的是调查补充益生元（母乳中发现的碳水化合物的特定混合物 (HMO)）的效果，作为改善肠道菌群、肠道炎症过程、一般免疫状态、碳水化合物调节、脂肪的措施。以及南极洲的骨代谢和神经系统变化。 在海拔约3200米的Concordia站（南极洲）停留约一年，包括长途旅行和随后的极端环境条件以及相应的适应机制，因此是研究期间变化的非常好的陆地模型（模拟模型）。空间停留。 长期（即 > 6 个月）暴露于微重力会导致许多生理反应，包括糖耐量受损、免疫功能降低和骨质流失，这可能会导致相当严重的健康后果。 在这个模拟模型中，在免疫系统或葡萄糖耐量方面观察到了与太空飞行中类似的变化，尽管不太严重。

饮食的组成显着影响肠道菌群的组成。 特别是，膳食碳水化合物为某些细菌提供了底物，可能对健康产生积极影响。 益生元被定义为被宿主微生物选择性使用并提供健康益处的底物。 益生元仅被肠道微生物消化，并刺激肠道中细菌的生长或活性，这些细菌已显示出健康益处或改善福祉。 细菌生长的主要营养物质是不可消化的碳水化合物，根据定义，它们不会被宿主（在本例中为人类有机体（宿主））消化。 不可消化的碳水化合物包括例如抗性淀粉和糊精、非淀粉多糖(NSP)(例如淀粉)。 果胶）和不可消化的低聚糖（例如 棉子糖、菊粉等）。 这些碳水化合物被肠道细菌发酵成短链脂肪酸（SCFA），主要是乙酸、丙酸和丁酸。 这个过程主要发生在大肠中，但也发生在小肠中。 SCFA 能被大肠粘膜迅速吸收，并发挥全身作用，例如，有助于满足宿主的能量需求或介导肠脑通讯，这对宿主的生理和健康产生重大影响。

HMO 也是益生元，是母乳中第三丰富的固体成分。 因此，迄今为止发表的大多数关于 HMO 影响的研究都是针对婴儿进行的。 HMO 不会在肠道中消化，主要由驻留在大肠中的细菌利用。 在婴儿中，研究表明，HMO 不仅可以促进肠道菌群的健康组成，还可以抑制病原体的生长并调节与炎症相关的基因的表达。 多项体外和体内研究表明，HMO 对轮状病毒、诺如病毒、HIV 和流感等多种病毒具有抗病毒特性。 HMO 通过增强免疫反应在免疫系统中发挥重要作用。 HMO 在成人中的初步应用支持了这些发现。

因此，本研究旨在调查在南极洲康科迪亚站冬眠期间每日服用 5.5 克 HMO 混合物有何影响：

• 葡萄糖耐量
• 炎症过程
• 免疫功能
• 脂肪和骨骼代谢以及
• 福利

研究程序 这是一项平行设计的所谓安慰剂对照、随机干预研究。 这意味着受试者将被随机选择每天接受 HMO 混合物或安慰剂。 测试人员的学习持续时间约为。 20个月。 分为出发前往南极前的检查阶段，大约每年9月，在南极越冬期间的六个阶段和返回后大约6个月的一个阶段。

每个单独的阶段都是相同的，图 1 中显示了一个示例。

第 1 天（周末） 第 2 天 第 3 天 第 4 天 第 5 天 空腹采血 X 口服葡萄糖耐量测试 X 唾液样本 X 粪便样本 X X X (X) 饮食记录 X X X HMO 补充剂 每日，在 Concordia 第一次治疗后开始

图 1：测试每个阶段（U 如图 1 所示）的表示

干预 在一组中，干预（即本研究中使用的治疗措施）是每天服用 5.5 克类似于母乳但由细菌产生的碳水化合物混合物。 该数量经欧洲监管机构认证，可供人类安全食用。 另一组则接受相应的安慰剂——麦芽糖。

测量方法 血液检查和静脉通路 外周静脉采血与静脉穿刺的常见风险相关。 这些是穿刺部位的血肿或感染。 当放置外周静脉通路时，在极少数情况下可能会损伤静脉（硬化疗法）和外周神经。 血液采集和静脉通路由经验丰富的医生进行，从而最大限度地降低风险。

空腹血液采集 用于分析各种血液参数的空腹血液样本在口服葡萄糖耐量试验 (OGTT) 的同一天采集（见图 1）。 由于 OGTT 需要采集多个血样，因此在饮用饮料后，将在前臂区域放置一个留置静脉插管（小塑料管）形式的静脉通路，以避免重复穿刺手臂静脉。

通过口服葡萄糖耐量试验进行葡萄糖耐量所谓的口服葡萄糖耐量试验（OGTT）可用于确定干预阶段和对照阶段之间葡萄糖代谢（糖代谢）的差异。 大约在每个研究阶段的第 3 天，将在早上空腹状态下饮用一杯由 75 g 葡萄糖（Medicalfox Gluko 75 粉末）和 300 ml 饮用水配制而成的饮料。 饮用后第一个小时内每 15 分钟抽血一次，第二个小时内每 30 分钟抽血一次。

唾液样本 唾液样本将用于测试反映压力水平的某些激素以及某些病毒（疱疹病毒、轮状病毒）的反应性。 为此，在检查阶段将准备好的容器（唾液）中的小棉绒卷放入口中咀嚼几分钟，然后将其放回收集管中。 获得的唾液被冷冻并随后在实验室进行分析。

粪便采集 为了检查肠道菌群的变化，每个阶段连续 3 天采集粪便样本。 为此，在马桶上方放置了一个所谓的“粪便收集器”，以更好地收集粪便。 然后从这些粪便中取出三个样本，放入 3 个不同的试管中。 每个管中的小勺子装满粪便，放回管中，封闭并冷冻。

饮食记录 为了能够估计食物成分对肠道菌群的影响，记录了 2 个工作日和 1 个周末所消耗的食物。 这是在准备好的饮食日志中完成的。