Erwten in een groene peul tegen een blauwe achtergrond

Onderzoekers hebben ingrediënten geïdentificeerd voor prototypes van snackvoedsel die zijn geformuleerd om opzettelijk het darmmicrobioom te veranderen op manieren die kunnen worden gekoppeld aan gezondheid.

Door de resultaten van diermodellen te vertalen, hebben de wetenschappers in twee pilootstudies bij mensen met overgewicht aangetoond dat snacks die combinaties van specifiek geselecteerde vezeltypes bevatten, elementen van het microbioom beïnvloeden die betrokken zijn bij het metaboliseren van vezelcomponenten.

Deze verschuiving in het microbioom was gekoppeld aan veranderingen in groepen bloedeiwitten die biomarkers en regulatoren zijn van vele facetten van fysiologie en metabolisme. Deze bloedeiwitten veranderden op manieren die de gezondheid op de lange termijn zouden kunnen verbeteren.

"Slechte voeding is wereldwijd een dringend en complex probleem dat wordt veroorzaakt door vele factoren, waaronder een overvloed aan vetrijke en vezelarme voedingsmiddelen in typisch westerse diëten", zegt hoofdauteur Jeffrey I. Gordon van het onderzoek, professor en directeur van de Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology aan de Washington University School of Medicine.

"Aangezien snacks een populair onderdeel zijn van westerse diëten, werken we aan de ontwikkeling van een nieuwe generatie snacks die mensen graag eten en die een gezond darmmicrobioom ondersteunen dat veel aspecten van welzijn beïnvloedt."


innerlijk abonneren grafisch


De menselijke darm herbergt een microbioom dat bestaat uit tientallen biljoenen microben die miljoenen verschillende genen bevatten die functies vervullen die niet worden geleverd door de ongeveer 20,000 eiwitcoderende genen in het menselijk genoom. Volgens de onderzoekers wordt de voedingswaarde van voedingsmiddelen mede bepaald door de producten van het unieke metabolisme van het voedsel door het darmmicrobioom.

Gordon en zijn collega's zijn gericht op het karakteriseren van welke voedselcomponenten interageren met welke componenten van het darmmicrobioom en hoe deze interactie verschillende kenmerken van de menselijke biologie vormt. Het doel is om een ​​nieuw tijdperk van voedingswetenschap in te luiden die betaalbaar, voedzamer voedsel oplevert uit duurzame bronnen dat kan worden gebruikt om verschillende vormen van ondervoeding te behandelen of te voorkomen, of het nu gaat om ondervoeding of obesitas bij kinderen of volwassenen.

De vetrijke, vezelarme diëten die in de VS en andere westerse landen worden geconsumeerd, ondersteunen geen divers en gezond darmmicrobioom. Bovendien, diëten met vezelrijk inhoud worden geassocieerd met een lager risico op chronische ziekten zoals hart- en vaatziekten, diabetes type 2 en obesitas. Voedingsvezels zijn echter samengesteld uit complexe en diverse mengsels van biomoleculen, waarvan vele het menselijk lichaam niet alleen kan afbreken. De aard van deze mengsels varieert afhankelijk van de bron van de vezels en hoe ze worden verwerkt wanneer ze in voedingsmiddelen worden verwerkt.

Eerder werk van Gordons team identificeerde specifieke plantenvezels die betaalbaar waren en in grote hoeveelheden verkrijgbaar uit duurzame bronnen - zoals schillen, schillen en kaf die anders zouden worden weggegooid - en die de prestaties verhoogden van bepaalde nuttige darmmicroben die ondervertegenwoordigd zijn in veel zwaarlijvige volwassenen consumeren westerse diëten.

In dit nieuwe rapport analyseerden de onderzoekers gegevens van proefpersonen die deelnamen aan twee onderzoeken met overgewicht of obesitas en die maaltijden kregen die een typisch westers dieet nabootsten. Deze diëten werden aangevuld met een van de drie vezelbevattend prototypes van snacks. Eén bevatte alleen vezels gewonnen uit erwten. Een ander bevatte een combinatie van erwtenvezels en inuline (een vezel die voorkomt in een aantal soorten fruit en groenten, waaronder tarwe, uien, bananen, asperges, artisjokken en cichoreiwortel). Een derde snack bevatte erwtenvezels en inuline, evenals vezels uit de pulp van sinaasappels en gerstezemelen. De snacks zijn ontwikkeld in samenwerking met Mondel?z International, een wereldwijd snackfoodbedrijf.

In de eerste studie consumeerden de deelnemers de vetrijke, vezelarme maaltijden gedurende 10 dagen, voordat ze gedurende twee weken een erwtenvezelbevattende snack aan hun dieet toevoegden, gevolgd door twee weken waarin de deelnemers de vetrijke maaltijden bleven eten. , vezelarm dieet zonder de vezelsnack. In de tweede studie werd een soortgelijk ontwerp gebruikt, maar suppletie was met de snack die zowel erwtenvezels als inuline bevat, en na een wash-outperiode, de snack met vier vezelcomponenten: erwt, inuline, sinaasappel en gerstezemelen.

De onderzoekers analyseerden het darmmicrobioom van de patiënten tijdens de verschillende fasen van het onderzoek, evenals de niveaus van meer dan 1,300 eiwitten in hun bloed. Gordon en zijn collega's ontdekten dat veel van de componenten van het microbioom die reageerden op en de verschillende prototypes van snackvezels in de proefdeelnemers verwerkten, dezelfde waren als die welke reageerden op dezelfde vezels in hun eerdere experimenten met gnotobiotische muizen die waren gekoloniseerd met menselijke darmmicroben. . Gnotobiotische muizen worden onder steriele omstandigheden geboren en grootgebracht, zodat de aard van de darmmicroben strikt kan worden gecontroleerd voor wetenschappelijke studies.

Bovendien ontdekten ze dat in vergelijking met de snacks met één of twee vezels, de snack met de combinatie van vier verschillende vezels een breder effect had op microbioomgenen die coderen voor de metabole machinerie die nodig is om voedingsstoffen uit de vezels te halen. Deze bevindingen valideerden het gebruik van hun preklinische modellen als een manier om screening en selectie van vezels voor opname in voedselprototypes te versnellen.

De onderzoekers ontwikkelden datamining-benaderingen waarmee ze statistisch significante veranderingen in specifieke groepen microbioomgenen konden identificeren en deze konden associëren met veranderingen in de niveaus van groepen bloedeiwitten die betrokken zijn bij een opmerkelijk breed scala aan fysiologische processen, variërend van energiemetabolisme - inclusief het metabolisme van glucose - op immuunreacties, bloedstolling en bloedvatfunctie, evenals bot- en zenuwcelbiologie.

"We werden aangemoedigd om de impact van deze vezelsnacks op het darmmicrobioom en de menselijke fysiologie te zien, zelfs in deze relatief korte onderzoeken", zegt eerste auteur Omar Delannoy-Bruno, een lid van het interdisciplinaire team dat dit werk heeft uitgevoerd.

"Deze pilotstudies waren niet bedoeld om te testen of de vezelsnacks significante veranderingen op lange termijn in het lichaamsgewicht of algemeen gemeten biomarkers van cardiometabolische gezondheid zouden kunnen veroorzaken. Daarom zullen de voordelen van deze interventies moeten worden onderzocht in grotere, langere klinische onderzoeken”, zegt co-auteur Michael J. Barratt, universitair hoofddocent pathologie en immunologie en uitvoerend directeur van het Center for Gut Microbiome and Nutrition Research aan de Washington University. “Bovendien zijn deze kleine onderzoeken uitgevoerd onder strikt gecontroleerde dieetomstandigheden. Een belangrijke volgende stap zal zijn om de effecten van de vezelsnacks te onderzoeken bij deelnemers die vrij zijn om te eten zoals ze dat normaal zouden doen.”

Gordon voegt toe: “Met een beter begrip van de impact van verschillende soorten vezels wat betreft componenten van het microbioom, hebben we goede hoop dat we een snack kunnen leveren die mensen willen eten en tegelijkertijd bijdragen aan een gezonder dieet, vooral voor degenen die anders beperkte toegang hebben tot voedzaam voedsel.”

De studie verschijnt in het tijdschrift NATUUR.

De financiering voor het werk kwam van de National Institutes of Health (NIH) en van Mondelóz International.

Gordon heeft een Thought Leader Award van Agilent Technologies ontvangen. Hij is ook medeoprichter van Matatu Inc., een bedrijf dat de rol van voeding-door-microbiota-interacties in de diergezondheid karakteriseert. Andere auteurs melden mede-oprichters te zijn van Phenobiome Inc., een bedrijf dat zich bezighoudt met de ontwikkeling van computationele hulpmiddelen voor voorspellende fenotypeprofilering van microbiële gemeenschappen, evenals van Evolve Biosystems, interVenn Bio en BCD Bioscience – bedrijven die betrokken zijn bij de karakterisering van glycanen en de ontwikkeling koolhydraattoepassingen voor de menselijke gezondheid. Drie coauteurs zijn medewerkers van Mondel?z International.

Een octrooiaanvraag met betrekking tot de vezel-snackformuleringen die in dit rapport worden beschreven, is ingediend en gepubliceerd.

Bron: Universiteit van Washington in St. Louis

Over de auteur

Julia Evangelou Straat-WUSTL

breken

Related Books:

Zout, vet, zuur, hitte: de elementen van goed koken beheersen

door Samin Nosrat en Wendy MacNaughton

Dit boek biedt een uitgebreide gids voor koken, gericht op de vier elementen zout, vet, zuur en hitte en biedt inzichten en technieken voor het maken van heerlijke en uitgebalanceerde maaltijden.

Klik voor meer info of om te bestellen

Het Skinnytaste kookboek: weinig calorieën, veel smaak

door Gina Homolka

Dit kookboek biedt een verzameling gezonde en heerlijke recepten, gericht op verse ingrediënten en gedurfde smaken.

Klik voor meer info of om te bestellen

Food Fix: hoe we onze gezondheid, onze economie, onze gemeenschappen en onze planeet kunnen redden - hap voor hap

door dr. Mark Hyman

Dit boek verkent de verbanden tussen voedsel, gezondheid en het milieu en biedt inzichten en strategieën voor het creëren van een gezonder en duurzamer voedselsysteem.

Klik voor meer info of om te bestellen

The Barefoot Contessa Cookbook: geheimen uit de East Hampton Specialty Food Store voor eenvoudig vermaak

van Ina Garten

Dit kookboek biedt een verzameling klassieke en elegante recepten van de geliefde Barefoot Contessa, gericht op verse ingrediënten en eenvoudige bereiding.

Klik voor meer info of om te bestellen

Alles koken: de basis

door Mark Bittman

Dit kookboek biedt een uitgebreide gids voor de basisprincipes van koken, met alles van mesvaardigheden tot basistechnieken en biedt een verzameling eenvoudige en heerlijke recepten.

Klik voor meer info of om te bestellen

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Futurity