菊粉和硝酸盐对血管健康和肠道微生物组的影响

内皮功能障碍会导致与高血压水平（例如120-139/80-89 mmHg和140/90 mmHg或更高）相关的心血管风险增加，并且它被认为是动脉粥样硬化性血管疾病发展的早期事件。 从机制上讲，内皮功能障碍的特点是内皮衍生分子一氧化氮 (NO) 的生物利用度降低，这反映在肱动脉血流介导的扩张 (FMD) 受损。 然而，内皮功能障碍在很大程度上可以通过早期发现来预防，因此恢复体内 NO 损失的方法可能具有明显的治疗潜力。

摄入益生元纤维菊粉已被证明可以增加肠道微生物对细菌衍生代谢物（例如乙酸盐）的发酵。 虽然增加醋酸盐对肠道有局部好处（即抗炎、降低管腔 pH 值），但它也有可能改善内皮健康。 研究表明，补充菊粉 15 天后，醋酸盐可以通过增加内皮一氧化氮合酶 (eNOS)（维持内皮稳态的关键酶）的磷酸化来激活一氧化氮合酶途径，从而增加一氧化氮的生物利用度。 同样，NO 是在消耗硝酸盐后产生的，个体反应取决于基础 eNOS 活性。 因此，eNOS 活性受损的个体（例如高血压前期和高血压患者）可能会对补充硝酸盐表现出增强的反应。 由于硝酸盐和菊粉补充剂都可以增加一氧化氮的产生，因此将它们联合摄入可能会更大程度地增强内皮功能。 当单独补充时，硝酸盐被证明是改善老年人和临床人群内皮功能障碍的有效饮食策略。 例如，4周长期膳食硝酸盐补充剂（400毫克硝酸盐/天）与肱动脉FMD峰值增加1.0%相关（95% CI，0.3-1.5； p < 0.001），这在安慰剂组中并不明显。 同样，在饮食中补充硝酸盐 4 周（400 毫克硝酸盐/天）后，与安慰剂组相比，硝酸盐组的肱动脉 FMD (%) 值显着增加。 与硝酸盐不同，菊粉对人体肱动脉 FMD 的影响尚未确定。 初步研究结果表明，补充菊粉后小鼠的内皮功能得到增强。 这些发现得到了另一项研究的进一步支持，该研究表明，内皮功能障碍较轻的临床患者在补充 3 个月的益生元 12 g 低聚果糖后，肱动脉 FMD 增加了约 1%。

迄今为止，据研究人员所知，还没有研究探讨过硝酸盐和菊粉联合使用的作用。然而，基于上述情况，这两种营养素具有协同作用的潜力。 因此，本研究的主要目的是评估在 4 周长期补充菊粉期间添加硝酸盐是否可能导致血液升高的中年和最年轻老年人（45-74 岁）的肱动脉 FMD 增加压力并将这种反应与单独补充菊粉进行比较。 本研究的次要目的包括单剂量服用 15 g 菊粉和 1300 mg 硝酸钾以及单独补充 15 g 菊粉后 4 小时的肱动脉 FMD 百分比变化。 这项研究还将探讨两种补充剂后肱动脉 FMD % 的变化是否是由补充益生元后可能发生的肠道微生物组组成和多样性的潜在变化介导的。 该研究的进一步次要结果将调查两种补充剂后血浆硝酸盐、亚硝酸盐和短链脂肪酸 (SCFA) 的差异。 此外，该研究还将检查红细胞和全血中 S-亚硝基硫醇 (RSNO) 水平的变化。 该研究还将比较菊粉和硝酸盐联合补充与仅补充菊粉之间的静息血压变化。