Ефекти на различни хранителни съставки върху изпразването на жлъчния мехур

ibg.waykun.com - Диета и загуба на тегло, днес

L Marciani

1 Център за храносмилателни заболявания на Нотингам и NIHR Биомедицински изследователски отдел за храносмилателни заболявания в Нотингам, Университет в Нотингам, Нотингам, Великобритания

E F Кокс

2 Център за магнитен резонанс на сър Питър Мансфийлд, Факултет по физика и астрономия, Университет в Нотингам, Нотингам, Великобритания

C L Hoad

J J Тотман

С Костиган

G Сингх

V овчар

L Chalkley

3 Johnson & Johnson Consumer Services EAME Ltd, Maidenhead, Великобритания

М Робинсън

3 Johnson & Johnson Consumer Services EAME Ltd, Maidenhead, Великобритания

R Ison

3 Johnson & Johnson Consumer Services EAME Ltd, Maidenhead, Великобритания

P A Gowland

R C Spiller

Свързани данни

Резюме

Предистория/цели:

Изпразването на жлъчния мехур в отговор на храненето е ключово за усвояването на мазнините, но ролята на различни хранителни съставки при свиване на жлъчния мехур след хранене не е добре разбрана. Предположихме, че различните хранителни съставки, когато се консумират, ще имат различен ефект върху стимулирането на изпразването на жлъчния мехур. За да разследваме това, ние проектирахме две рандомизирани, слепи за изследователи, кръстосани проучвания при здрави индивиди, използващи ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) за измерване на обема на жлъчния мехур серийно и неинвазивно.

Предмети/методи:

Проучване 1: проучвателно проучване, оценяващо ефектите на 10 различни хранителни съставки върху изпразването на жлъчния мехур при осем здрави индивида. Изборът на съставки варира от обичайни продукти като кафе, чай и мляко до активни вещества като инхибитор на куркумин и картофена протеаза. Проучване 2: механистично проучване, изследващо отговора на дозата на холецистокинин (CCK) към най-добре представящата се съставка от проучване 1 при 21 здрави индивида по четири начина.

Резултати:

Най-голямата промяна в обема на жлъчния мехур в проучване 1 се наблюдава при мазнини, които следователно се превръщат в съставка за реакция на дозата в проучване 2, където максималният% промяна в обема на жлъчния мехур корелира добре с CCK.

Заключения:

Тези серийни тестови проучвания показват, че обемът на жлъчния мехур на гладно варира значително между отделните индивиди и че индивидуалната ежедневна вариабилност има широки коефициенти на вариация. Подобрените знания за това как да се стимулира отделянето на жлъчка с помощта на хранителни съставки ще бъдат полезни за подобряване на in vitro – in vivo корелацията на тестовете за бионаличност на хидрофобни лекарства. Може да подобри ефективността на продуктите за понижаване на холестерола от растителни станоли и стероли и евентуално да помогне за разбирането на някои заболявания на холестерола в жлъчката.

Въведение

Основната хипотеза тук беше, че различните хранителни съставки, когато се консумират, ще имат различен ефект върху стимулирането на изпразването на жлъчния мехур. За да разследваме това, ние проектирахме две рандомизирани, слепи за изследователи, кръстосани проучвания при здрави индивиди, използващи ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) за измерване на обема на жлъчния мехур серийно и неинвазивно. Проучване 1 беше изследователско проучване, оценяващо ефектите на 10 различни хранителни съставки върху изпразването на жлъчния мехур при осем здрави индивида. Всички избрани съставки бяха одобрени за употреба в ЕС, комбинация от технология и хранителни съставки, базирани на случаите, и бяха избрани въз основа на потенциалната им способност да стимулират изпразването на жлъчния мехур. Изследване 2 беше механистично проучване, насочено към изследване на реакцията на дозата на CCK към най-ефективната съставка от проучване 1. Тези проучвания също така биха дали представа за нормалните диапазони на обема на жлъчния мехур на гладно и техните коефициенти на вариация.

Предмети и методи

Уча дизайн

И двете проучвания получиха одобрение от Комитета по етика на местните университетски медицински училища и всички субекти дадоха информирано писмено съгласие. Изследването е проведено в съответствие с принципите на добрата клинична практика. Всички тестови продукти, формуляри за доклади за случаи и мониторинг на проучването са предоставени от спонсора.

Критериите за включване бяха мъже или жени, на възраст 18–45 години, здрави, с индекс на телесна маса (ИТМ) 20–30 kg/m 2. Критериите за изключване включват бременност, всяка анамнеза за сериозни остри или хронични заболявания, злоупотреба с алкохол и/или вещества, наличие на имплант или устройства в тялото, които са противопоказани за ЯМР (например, пейсмейкъри, метални импланти), употреба на лекарства, които може да повлияе на стомашно-чревната физиология и употребата на стерол/станол маргарин и/или добавка от фибри 30 дни преди и/или по време на проучването. Субектите са инструктирани да постят през нощта в продължение на поне 8 часа преди периода на изследване. Във всеки учебен ден те попълваха въпросник, за да потвърдят, че спазват ограниченията за обучение и допустимостта.

Операторът, който обработва данните, е оставен заслепен за рандомизационния код от изследователя, който отпуска тестовите ястия и запазва файловете с изображения от MRI скенера по сляп начин. Кодът беше нарушен само след като приключи обработката на данните и сляпото преглеждане на данни.

Ядрено-магнитен резонанс са използвани за изчисляване на обема на жлъчния мехур във всеки определен интервал от време, както е описано по-долу, и процента (%) от промените в обема на жлъчния мехур спрямо изходното ниво и площта под кривата (AUC) между t = −5 и получени са t = 65 минути.

Първичната крайна точка беше максималният% промяна на обема на жлъчния мехур между t = −5 и t = 65 минути от тествания продукт. Това беше избрано като основна крайна точка, тъй като отчита максималната промяна на обема на жлъчния мехур, настъпила през целия разследван период след хранене, а също така нормализира жлъчния мехур на всеки субект до началната точка на гладно във всеки ден от изследването, което улеснява провеждането сравнения по тези множество начини проучвания.

Вторичните крайни точки бяха обемът на жлъчния мехур за всяка отделна времева точка от тествания продукт,% жлъчен мехур при промяна на обема при t = 45 минути, AUC за обема на жлъчния мехур и времето до максимална промяна на обема на жлъчния мехур.

Проучване 1

Бяха наети осем субекта и всички те завършиха 10-посочното проучване. Те бяха петима мъже и три жени на 26,5 ± 8 години с ИТМ 22,5 ± 0,6 kg/m 2 .

Субектите консумират един от 10 тестови продукта при всяко от 10 тестови посещения (една седмица различно един от друг) въз основа на компютърно генериран график за рандомизация. Продуктите съдържаха емулсии, кисело мляко, кафе, чай и полуобезмаслено мляко, както е посочено в допълнителна таблица 1. При всяко посещение за изпитване, MRI сканиране на корема, обхващащо жлъчния мехур, беше получено на гладно преди консумацията на хранителния продукт (t = −5 min) и след това на моменти t = 5, 15, 25, 35, 45, 55 и 65 минути след поглъщането на тествания продукт, за общо осем сканирания при всяко посещение. Допълнителен анализ изследва корелацията на максималния% промяна на обема на жлъчния мехур между t = −5 и t = 65 минути с характеристиките на мазнините, протеините и обема на тестваните продукти.

Проучване 2

Двадесет и двама субекти бяха наети. Един субект се оттегли след два пъти и следователно 21 субекта завършиха 4-посочното проучване. Те бяха 11 мъже и 10 жени на 27 ± 8 години с индекс на телесна маса (ИТМ) 22,5 ± 0,6 kg/m 2. Четирима от тези 21 субекта не успяха да дадат поне една кръвна проба (например поради блокирана канюла), така че имаше n = 17 завършени субекта на разположение за плазмения CCK анализ.

Субектите консумират един от четирите тестови продукта при всяко от четирите тестови посещения (1 седмица различно един от друг) въз основа на компютърно генериран график за рандомизация. Продуктите съдържаха готови за пиене напитки на млечна основа въз основа на резултатите от проучване 1. Те представляват 150 ml напитки на млечна основа, които съдържат същото количество протеин (9 g) и същото количество растителен станолов естер (2.23 g) но увеличаващо се количество мазнини (1,5 g, 3,5 g, 6,5 g, 10 g мазнини, съответно).

При всяко тестово посещение интравенозна канюла се вкарва във вената на предмишницата от опитна медицинска сестра. Ядрено-магнитен резонанс на корема, обхващащ жлъчния мехур, е получен на гладно на гладно преди консумация на хранителния продукт (t = −5 min) и след това на моменти t = 5, 15, 25, 35, 45, 55 и 65 min след -ингестиране на тествания продукт, за общо осем сканирания при всяко посещение. След всяко MRI сканиране се взема кръвна проба от интравенозна канюла за CCK анализ.

Допълнителни вторични крайни точки за това проучване са максимален плазмен CCK между t = 5 min и t = 65 min, плазмен CCK при t = 45 min и корелация между максимални нива на CCK и максимален% промяна на обема на жлъчния мехур между t = 5 min и t = 65 мин.

Магнитен резонанс

ЯМР се извършва на 1,5T Philips Achieva (Philips Healthcare, Айндховен, Холандия) скенер за цяло тяло, използвайки намотка за предаване/приемане на цялото тяло. Всеки обект беше разположен легнал в скенера. Проведено е грубо скаутско сканиране, за да се установи позицията на жлъчния мехур и да се планира позицията на равнините на изображението за следващото сканиране за събиране на данни. След това бяха получени коронални, еднократни, ЯМР изображения с турбо спин-ехо със спектрално пренасищане с потискане на мазнините за възстановяване на инверсията. Тази поредица от изображения беше силно претеглена с Т2, така че течността изглежда много ярка, а останалите околни органи изглеждат доста тъмни. Те се състоят от 30 съседни среза без празнина, време на ехо TE = 4,4 ms с интервал на ехо 4,4 ms, матрица за придобиване 268 × 198 и ъгъл на обръщане 90 ° и получена резолюция в равнината 1,5 × 1,5 mm 2 и дебелина на среза 6 mm (реконструиран 0.78 × 0.78 × 6 mm 3). Те бяха придобити с едно задържане на дъх от 26 s. Графикът за ядрено-магнитен резонанс позволява чередуване на два обекта на сутрин, като по този начин увеличава производителността и намалява разходите.

Събиране на плазма и анализ на CCK

При пристигането 18-габаритна BD Venflon Pro (Becton Dickinson Infusion Therapy, Helsingborg, Швеция) интравенозна канюла беше поставена във вената на предмишницата на участниците. 6,5 ml кръвни проби бяха събрани на гладно и във всяка точка от времето след сканиране. Кръвта се прехвърля незабавно в охладени епруветки за събиране на кръв, съдържащи 0,3 ml етилендиамин тетра-оцетна киселина и 5000 KIU апротинин. Пробите се охлаждат незабавно в ледена баня. След това плазмата се отделя лесно чрез центрофугиране в продължение на 10 минути при 3000 g при 4 ° С. Отделената плазма се събира с помощта на пластмасова паста и се прехвърля в чисти епруветки за незабавно съхранение при -80 ° C, докато се анализира с помощта на радиоимунен анализ с налични в търговската мрежа комплекти в съответствие с инструкциите на производителя (EURIA-CCK, Euro-Diagnostica, получена от Immunodiagnostic Systems, Ids Ltd., Tyne and Wear, UK), както е описано по-горе. 8

Анализ на данни, статистически методи и мощ на изследванията

Наборът от данни за изображения от всеки обект и всяка времева точка е извикан на работна станция и търговски софтуер (Анализ 6, Biomedical Imaging Resources, Mayo Clinic, Рочестър, MN, САЩ) е използван за проследяване около жлъчния мехур на региона от интерес за всеки срез с помощта на функцията „Smart Edge“. Тази функция обикновено се използва, тъй като търси области с висок градиент, за да регулира пътя на интересуващия регион, като по този начин подпомага полуавтоматично оператора. След това обемът на жлъчния мехур се изчислява чрез сумиране във всички области на интереси за дадения обект и времева точка. Те бяха таблицирани и нанесени в Microsoft Excel, за да се определят времевите курсове и да се изчисли AUC с помощта на трапецовидния метод. Промяната в% на обема на жлъчния мехур се изчислява като (1-обем на жлъчния мехур по време t/обем на жлъчния мехур в изходно ниво) × 100, изразен в% и с време t, определено като времето на изобразяване постпрандиално (т.е. между 5 и 65 минути ).

Представителен пример за коронално, еднократно, турбо спин-ехо изображение с магнитен резонанс, направено през пикочния мехур на гладно (обозначено със затворените стрелки) на здрав доброволец. В тази силно претеглена Т2 образна последователност течността в жлъчния мехур изглежда много ярка, а останалите околни органи изглеждат доста тъмни, подпомагайки обработката на данни.

Проучване 1

График за% промяна на обема на жлъчния мехур с времето за здрави доброволци след консумацията на всяка от четирите напитки на млечна основа с нарастващо съдържание на мазнини в проучване 2. Стойностите са средни ± s.m, n = 21.

Разглеждайки другите резултати, имаше значителен ефект на съдържанието на мазнини върху обемите на жлъчния мехур (P Фигури 4, P a Значителна разлика спрямо 1,5 g мазна напитка (P b Значителна разлика спрямо 1,5 g мазна напитка (P Фигура 5. Средният обем) на гладуващия жлъчен мехур на субект показва широка вариабилност между 12 ml и 52 ml с коефициенти на вариация на тест за повторно тестване, вариращи между 3% и 42%. Общата средна стойност на средните обеми на гладно на пищния мехур на индивидите е 26 ± 2 ml. е силна корелация на средния размер на жлъчния мехур с теглото на субектите (r = 0,68, P 3, 4, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 През последните години MRI е показал, че измерва серийно изпразването на жлъчния мехур точно, неинвазивно и с висока пространствена разделителна способност. 30, 31, 32, 33, 34 В тези проучвания серийният ЯМР се представя добре и е ефективен, неинвазивен и точен начин за наблюдение на ефектите на различни хранителни продукти върху изпразване на жлъчния мехур.

Основната хипотеза от проучване 1, че различните хранителни съставки ще имат различен ефект върху стимулирането на изпразването на жлъчния мехур, е доказано, че е правилна. Изборът на съставки варираше от често срещани продукти (кафе, чай и мляко) до активни вещества като инхибитор на куркумин и картофена протеаза (задвижване от производството на храни).

Полуобезмасленото мляко се представя добре, но на този етап е трудно да се разграничи дали съставът му на мазнини и протеини ще има адитивен ефект при свиване на жлъчния мехур. Приносът на протеините ще трябва да бъде предмет на бъдещи изследвания.

Основната хипотеза на проучване 2, че най-добрият изпълнител на проучване 1 (емулгирана мазнина в този случай) ще има ефект на реакция на дозата при максимален% промяна на обема на жлъчния мехур, беше правилна. Това корелира добре с повишените нива на CCK в плазмата, в съответствие с добре установената роля на мазнините в освобождаването на CCK, която зависи от дължината на веригата на мастните киселини, 38, 39 и ролята на CCK в регулирането на изпразването на жлъчния мехур. 40 Интересното е, че напитката на основата на мляко с най-ниско количество мазнини (1,5 g) постига вече забележим среден максимален процент на промяна в обема на жлъчния мехур от 33% за изследваното време. Нашите ястия бяха нискокалорични (например 90 kcal за 20 ml емулсия с високо съдържание на мазнини). Много по-големи промени в обема са наблюдавани при по-калорични ястия. Съобщава се за 70% промяна на обема на жлъчния мехур 45 минути след 465 kcal смесено твърдо-течно хранене 41 и 70% промяна на обема на жлъчния мехур 70 min след 675 kcal мастна тестова емулсия 8 при здрави индивиди.

Поради различния обем, вкус/аромат, цвят и текстура на пробите, не бихме могли да изключим наличието на евентуален поглъщащ главен компонент на изпразването на жлъчния мехур в тези данни. Една мисъл за бъдещи проучвания би била да се произвеждат новите тестови проби възможно най-еднакви по обем/текстура/вкус/цвят. Кефалните ефекти също биха могли да помогнат да се обясни широката вариация във времето до максимална промяна в обема на жлъчния мехур, която варира не само между участниците, но и между дните на изследване. Струва си да се отбележи, че при някои от проведените експерименти времето до максимална промяна на обема на жлъчния мехур е било 65 минути, което показва, че промяната на обема може да е била по-голяма в по-късен момент от разследвания период. Изследваният период от време е ограничение на това проучване и би било желателно в бъдещи проучвания да се удължи времето за наблюдение до най-малко 120 минути, за да се улови изцяло времевият ход на изпразването на жлъчния мехур. Интравенозната инфузия на CCK 48 може да се използва като стандарт за изпразване на жлъчния мехур за сравнение.

В заключение, различните хранителни съставки са способни да предизвикат различна степен на изпразване на жлъчния мехур. Сред различните хранителни съставки и активни вещества, тествани тук, мазнините и полуобезмасленото мляко предизвикаха най-дълбоките промени в обема. Мазнините показват най-силен ефект, който корелира с плазмените нива на CCK. Подобрените знания за това как да се стимулира отделянето на жлъчка с помощта на хранителни съставки ще бъдат полезни за подобряване на in vitro/in vivo корелацията на тестовете за бионаличност на хидрофобни лекарства. Може да подобри ефективността на продуктите за понижаване на холестерола от растителни станоли и стероли и евентуално да помогне за разбирането на някои заболявания на холестерола в жлъчката.

Благодарности

Благодарни сме за подкрепата на Биомедицинското изследователско звено на Нотингам за храносмилателни болести и неговия екип от медицински сестри за вземане на кръв.

Популярен

Те четат сега