A (poli) fenolok és fitoszterolok kardiometabolikus reakcióját befolyásoló tényezők: a COST Action POSITIVe tevékenységeinek áttekintése

Eileen R. Gibney

1 UCD Élelmezési és Egészségügyi Intézet, Mezőgazdasági és Élelmiszertudományi Egyetem, University College Dublin, Dublin, Írország

Dragan Milenkovic

2 INRA, UNH, Unité de Nutrition Humaine, CRNH Auvergne, Université Clermont Auvergne, Clermont-Ferrand, Franciaország

Emilie Combet

3 Orvostudományi, Fogorvosi és Ápolási Iskola, Orvosi, Állatorvosi és Élettudományi Főiskola, Glasgowi Egyetem, Glasgow, Egyesült Királyság

Tatjana Ruskovska

4 Orvostudományi Kar, „Goce Delcev” Egyetem -Stip, Štip, Észak-Macedónia Köztársaság

Arno Greyling

5 Unilever kutatás és fejlesztés Vlaardingen, Vlaardingen, Hollandia

Antonio González-Sarrías

6 Élelmiszer- és Egészségügyi Lab. CEBAS-CSIC, Murcia, Spanyolország

Baujke de Roos

7 A Rowett Intézet, University of Aberdeen, Aberdeen, Egyesült Királyság

Francisco Tomás-Barberán

6 Élelmiszer- és Egészségügyi Lab. CEBAS-CSIC, Murcia, Spanyolország

Christine Morand

2 INRA, UNH, Unité de Nutrition Humaine, CRNH Auvergne, Université Clermont Auvergne, Clermont-Ferrand, Franciaország

Ana Rodriguez-Mateos

8 Táplálkozástudományi Tanszék, Élettudományi Kar, Élettudományi és Orvostudományi Kar, London King's College, London, Egyesült Királyság

Absztrakt

Célja

Eredmények

A POSITIVe-n belül végzett randomizált kontrollált vizsgálatok metaanalízise azt sugallja, hogy az életkor, a nem, az etnikum, a kórélettani állapot és a gyógyszeres kezelés felelős lehet a (poli) fenol és fitoszterol fogyasztására adott biológiai reakció heterogenitásáért, és egyes klinikai vizsgálatokban meggyőző eredményekhez vezethetnek. amelynek célja bizonyos étrendi bioaktív vegyületek egészségügyi hatásainak bemutatása. Ezeknek a tényezőknek a hozzájárulását azonban még nem mutatják be következetesen az összes polifenolcsoportban és a kardiometabolikus kimenetelben, részben a vizsgálati tervek heterogenitása, az adatszolgáltatás alacsony részletessége, az élelmiszer-vektorok és a célpopulációk sokfélesége miatt, ami szigorúbb végrehajtás szükségességére utal. jelentéstételi gyakorlat a jövőbeni tanulmányokban. A genetikai háttér vagy a bélmikrobiom variabilitásra gyakorolt hatásait vizsgáló tanulmányok korlátozottak voltak, és ezeket a jövőbeni vizsgálatok során figyelembe kell venni.

Következtetés

Annak megértése, hogy egyes bioaktív növényi vegyületek miért működnek hatékonyan egyes egyéneknél, másoknál azonban nem, vagy kevésbé, elengedhetetlen ahhoz, hogy ezeket a vegyületeket teljes mértékben figyelembe vegyék a személyre szabott táplálkozás jövőbeli stratégiáiban a kardiometabolikus betegségek jobb megelőzése érdekében. Ugyanakkor továbbra is szükség van egy jelentős bizonyítékalap kidolgozására az egészségügyi stratégiák, élelmiszeripari termékek vagy életmódbeli megoldások kidolgozásához, amelyek magukban foglalják ezt a változékonyságot.

Bevezetés

Az eddigi kutatások kimutatták, hogy az egyéni fizikai/genetikai összetétel befolyásolja az étrendi beavatkozásokra adott válaszukat, és ezáltal befolyásolhatja az adott étrendi alkotóelem fogyasztásával járó előnyöket/kockázatokat [22]. Noha ezt még mindig kevéssé vizsgálták, a reakciókészség ezen személyek közötti különbségét különösen fontosnak tartják a diétás növényi bioaktívumok szempontjából [19, 23, 24]. A fizikai és genetikai hatások mellett a bél mikrobiota biológiai hatásra gyakorolt hatása is érdekes, mivel köztudottan számos növényi bioaktív anyagcserében vesz részt. [25] A genetikai háttérrel és a bél mikrobiómájával együtt más tényezők, például életkor, nem, életmód (étrend, dohányzás, fizikai aktivitás), etnikum, kórélettani állapot és gyógyszeres kezelés is felelősek lehetnek a növényi élelmiszerek bioaktívumainak biológiai reakciókészségében mutatkozó heterogenitásért, és meggyőző eredményekhez vezethet egyes klinikai vizsgálatokban, amelyek célja az egyes diétás bioaktív vegyületek egészségügyi hatásainak bemutatása [26] (1. ábra).

A növényi táplálék bioaktív fogyasztására vonatkozó kardiometabolikus válasz egyének közötti változékonyságát befolyásoló tényezők

Annak tisztázása, hogy egyes bioaktív növényi vegyületek miért működnek hatékonyan egyes egyéneknél, másoknál azonban nem, vagy kevésbé, döntő fontosságú e vegyületek teljes körű figyelembe vételéhez a CMD hosszú távú jobb megelőzését szolgáló, személyre szabott táplálkozás jövőbeni stratégiáiban. Ennek a kérdésnek a kezelése érdekében a COST Action POSITIVe programban részt vevő európai tudományos szakértők szisztematikusan elemezték a közzétett tanulmányok adatait, hogy értékeljék a kardiometabolikus kockázattal járó kiválasztott klinikai biomarkerek egyének közötti eltérését a növényi eredetű bioaktív anyagok, köztük a flavanolok fogyasztására reagálva, flavonolok, antocianinok, ellagitanninok és növényi szterolok. Jelen áttekintés célja összefoglalni azokat az eredményeket, amelyek a (poli) fenolokra és fitoszterolokra adott válaszok között a kardiometabolikus betegség kockázatának összefüggésében az egyének közötti variabilitásban részt vevő potenciális tényezők azonosítására vonatkoznak.

A kardiometabolikus válasz változékonyságában szerepet játszó tényezők

Minden metaanalízis során először elemzéseket végeztek a teljes populáció szintjén, majd ezt követően az alcsoportok szintjén (pl. Nem, testtömeg-index (BMI), életkor, betegség, gyógyszeres kezelés, etnikai hovatartozás), hogy meghatározzák azokat a fő tényezőket, amelyek felelősek a - a biohasznosulást meghaladó alanyi variáció. A hálózat a rendelkezésre álló táplálkozási adatok szisztematikus elemzését is elvégezte, hogy azonosítsa azokat a sejtes és molekuláris célpontokat, amelyek részt vesznek a növényi élelmiszer-bioaktív anyagok kardiometabolikus kimenetelére gyakorolt hatásában. Jelen áttekintés összefoglalja a kiterjedt munka eredményeként kapott főbb megállapításokat, valamint a jövőbeli kutatások szükségleteit és ajánlásait.

Végül a fitoszterolok/fitosztanolok kiegészítésének az apolipoproteinek, köztük az APOA1 és az APOB változására és azok arányára, valamint a gyulladás és az endotheliális diszfunkció markereire, köztük az oxidált LDL-c-re, az áramlás által közvetített dilatációra (FMD) és az 1 plazminogén aktivátor inhibitor (PAI-1) az apo B-ben szignifikánsan 0,07 g/l-rel csökkent (95% CI - 0,07, - 0,04). Ez a hatás az élelmiszer-mátrixtól függött, magasabb volt a margarinnál és a kenhetőségnél a tejtermékekhez és más típusú mátrixokhoz képest. A legmagasabb apo B csökkenést a legalább 3 g/nap növényi szterin/sztanol (- 0,13 g/l; 95% CI - 0,25, - 0,01) eredményei között figyeltük meg. A növényi sztanolokkal dúsított termékeknél az apo B szintje nagyobb mértékben csökkent (- 0,09 g/l; 95% CI - 0,12; - 0,06), mint a növényi szterineknél (- 0,03 g/L; 95% CI - 0,04, - 0,02). Nem figyeltek meg különbségeket nemenként; azonban az apo B-ben nagyobb, 0,22 g/l-es csökkenést figyeltek meg fiatalabbakkal végzett vizsgálatokban (2 = 0,00%). A növényi szterolokkal/sztanolokkal dúsított élelmiszerek nem figyeltek meg szignifikáns hatást a száj- és körömfájásra és a PAI-1-re (adatok nem publikáltak).

Összességében elmondható, hogy az elvégzett metaanalízisekkel sikerült kiemelni a technika állását a (poli) fenolok és fitoszterolok kardiometabolikus kockázati tényezőkre gyakorolt hatása szempontjából, és nagy feladatot vállaltak a jelentett tényezők felülvizsgálatára és kivonására, amelyek a -az ezen bioaktív anyagok fogyasztására adott válasz változékonysága. A (poli) fenoloknak tulajdonított jótékony hatást valószínűleg kiegészítik az ezekben az élelmiszerekben található egyéb bioaktív anyagok és tápanyagok (például rostok, vitaminok).

A bél mikrobiota hatása a kardiometabolikus válasz változékonyságára

Asztal 1

Bizonyíték a bél mikrobiota szerepéről az egyének közötti variabilitásban a növényi táplálék bioaktív bevitelére adott válaszban, a kardiometabolikus kimenetelhez kapcsolódó humán vizsgálatokban

Növényi táplálék bioaktív.v. a bél mikrobiotából származó metabolitjaibanA beavatkozásVolunteersi.v. a kardiometabolikus kimenetelekbenHivatkozások

Izoflavonokat tartalmazó szójafehérje	Equol termelők és nem termelők	99 mg/nap; 1 év	Posztmenopauzás nők (n = 202)	A szisztolés/diasztolés vérnyomás csökkent és az endothel funkció javult az egyenlő termelőknél, míg a vérnyomás nőtt és az endotheliális funkció romlott az azonos nem termelőknél	[42]
Mikrobiális eredetű izoflavon metabolit ekv	Equol termelők és nem termelők	80 mg; akut vizsgálat (24 óra)	Mérsékelt kardiovaszkuláris kockázatú férfiak (n = 28)	Az artériás merevség (carotis-femorális pulzus-hullám sebesség) javult az egyenlő termelőknél	[43]
Kapszaicin chili porból	Specifikus bél enterotípusok (Bacteroides enterotípus és Prevotella enterotípus)	5 és 10 mg/nap; 6 hét	Egészséges önkéntesek (n = 12)	Firmicutes/Bacteroidetes arány, a Faecalibacterium bőség, a glükagon-szerű 1-es peptid és a gyomor-gátló polipeptid plazmaszintje nőtt, a Bacteroides enterotípusban emelkedett és csökkent plazma ghrelin-szint kísérte. Magasabb fekália Faecalibacterium bőség és butirátkoncentráció a Bacteroides enterotípusban	[46]
Gránátalma kivonat	Urolithin A, B és 0 metabotípusok	1. dózis (160 mg fenol/nap) vagy 2. dózis (640 mg fenol/nap); 3 hét	Túlsúlyos/elhízott egészséges önkéntesek (n = 49)	Az összes koleszterin, az LDL-koleszterin, a kis LDL-koleszterin, a nem HDL-koleszterin, az apolipoprotein B és az oxidált LDL-koleszterin dózisa függően csökkent, de csak a B metabotípusú egyéneknél	[44]
Vörös málna	Urolithin A, B és 0 metabotípusok	1. dózis (200 g) vagy 2. dózis (400 g); akut vizsgálat (2 és 24 óra)	Egészséges hímek (n = 10)	Az áramlás által közvetített dilatáció (FMD) mind az A, mind a B metabotípusban nőtt, bár nem szignifikáns tendenciáról számoltak be az A metabotípus felé	[45]

A sejt- és molekuláris célok hatása a válasz variabilitására: hatásmechanizmusok

Bár bizonyíték van a növényi élelmiszer-bioaktívumok fogyasztására adott kardiometabolikus válasz változékonyságára, fontos megérteni mind a molekuláris hatásmechanizmust, mind a válaszváltozást. A növényi élelmiszer-bioaktívumok jótékony egészségügyi hatásait régóta kizárólag antioxidáns aktivitásuknak tulajdonítják, azonban ma már általánosan elfogadott, hogy hatásuk valójában inkább attól függ, hogy képesek-e modulálni a gének és fehérjék expresszióját, vagy képesek-e epigenetikus módosításokat kiváltani [ 47, 48]. Például az antocianinok megakadályozzák az érelmeszesedés kialakulását azáltal, hogy ApoE egerekben modulálják a gének expresszióját az aortában [47], és módosíthatják az endothel sejtek működésével kapcsolatos gének expresszióját is [19]. A karotinoidokról kimutatták, hogy képesek modulálni a gyulladással kapcsolatos gének, például a tumor nekrózis faktor alfa (TNF-alfa) és az interleukin 1 béta (IL-1 béta) expresszióját is [49]. Újabban bebizonyosodott, hogy a flavanolok egyszerre képesek modulálni a sejtek különböző szabályozási útjait, nemcsak a gének, hanem a fehérjék és a mikroRNS expressziójának befolyásolásával, a DNS metilációs profiljának megváltoztatásával együtt [50].

Jövőbeli munka és tanulmányterv

Specifikus vizsgálatok megtervezése a hatások vizsgálatára mind a kezdetektől fogva, mind a csoportokon belül biztosítani fogja, hogy a vizsgálatok megfelelő erővel megvizsgálják a bioaktív anyagok hatását a populáció meghatározott csoportjai között. Az ilyen vizsgálatok kihívást jelentenek, mivel átvilágítást és/vagy célzott toborzást igényelnek egy adott fenotípusos vagy genotípusos jellemző érdekében, de jelentősen hozzá fognak adni a bizonyítékhoz, amely lehetővé teszi az egyének közötti változékonyságot befolyásoló tényezők azonosítását. Ez a megközelítés időigényes, de lehetővé teszi a reakciót befolyásoló tényezők helyes értelmezését. Például a metilén-tetra-hidrofolát-reduktáz (MTHFR) és a B2-vitamin (riboflavin) fogyasztásának tápanyag-gén kölcsönhatását vizsgáló munka, célzott toborzási megközelítés alkalmazásával, kiderítette, hogy a riboflavin-kiegészítés sikeresen csökkentette a BP-t hipertóniás egyénekben az MTHFR-rel Csak a 677TT genotípus (összehasonlítva az MTHFR 677CC vagy CT genotípusokkal), hatékonyabban, mint a farmakológiai kezelés, jelezve a hipertónia kezelésének személyre szabott megközelítésének lehetőségét ebben a genetikailag veszélyeztetett csoportban [57].

Mit jelentenek ezek az eredmények a klinikusok, a táplálkozási szakemberek és az élelmiszeripar számára?

Arra számítunk, hogy amint a terület fejlődik és szigorúbb jelentési gyakorlatokat valósít meg, a választ befolyásoló tényezők irányíthatják a különböző táplálkozási tanácsokat az alcsoportokban, amelyek a legnagyobb hasznot jelentenék. Meg kell azonban oldani a szabályozási szempontokat, ideértve a címkézést és az egészségre vonatkozó állításokat is. Továbbá szükség van egy jelentős bizonyítékalap kidolgozására olyan egészségügyi stratégiák, élelmiszerek vagy életmódbeli megoldások kidolgozása érdekében, amelyek magukban foglalják ezt a változékonyságot, és amelyeket a fogyasztók és az egészségügyi szakemberek elfogadnak [58]. Mindazonáltal ez a terület az ipar és a közegészségügy fontos kereszteződésének bizonyulhat, mivel bebizonyosodott, hogy a személyre szabás jobb elkötelezettséget eredményez, mint az általános tanács [59].

Mielőtt azonban a COST Action meta-elemzéseiben meghatározott fiziológiai és demográfiai tényezők alkalmazhatók lennének a személyre szabott táplálkozási tanácsok vagy a piacon megcélzott termékek továbbfejlesztésében, meg kell határozni, hogy ezek a tényezők milyen mértékben járulnak hozzá egyéni variáció a viselkedési és egyéb kontextusbeli tényezőkhöz képest. Ezen túlmenően szükség van megfelelő alapú tanulmányokra (és/vagy egyedi adatok meta-elemzéseire), hogy megerősítsük a növényi élelmiszer-bioaktívumok fogyasztásának eltérő hatását meghatározott népességcsoportokon belül, amelyeket az akció metaanalíziseiben azonosítottak az egyének közötti variációkra. a bioaktív anyagokra adott válaszokban.

Összességében az itt összefoglalt munka során alkalmazott eredmények és megközelítés azt mutatják, hogy az egyének közötti eltérés befolyásolja az élelmiszer-bioaktív vegyületek fogyasztására adott választ. Megfelelő megértés esetén ezt fel lehet használni célzott vagy személyre szabott ajánlásokhoz és/vagy meghatározott lakosságcsoportok élelmiszer-fejlesztéséhez.

Köszönetnyilvánítás

Ez a cikk a COST FA1403 POSITIVe akciójának (Az egyének közötti eltérés a növényi élelmiszer-bioaktívumok és a meghatározó tényezők fogyasztására reagálva) munkáján alapul, amelyet a COST támogat (Európai Tudományos és Technológiai Együttműködés; www.cost.eu). A szerzők továbbá elismerik a COST Action POSITIVe 2. munkacsoportjában részt vevő összes partnert.

Rövidítések

APOA1	Apolipoprotein A1
APOB	Apolipoprotein B
ApoE	Apolipoprotein E
BMI	Testtömeg-index
BP	Vérnyomás
CCL2	Monocita kemoattraktáns protein-1
CI	Megbízhatósági intervallum
CMD	Kardiometabolikus betegség
DNS	Dezoxiribonukleinsav
FASN	Zsírsav-szintáz
FMD	Áramlás által közvetített tágulás
GWAS	Genom-szintű asszociációs vizsgálatok
HDL	Nagy sűrűségű lipoprotein
HDL-c	HDL koleszterin
HOMA-IR	Az inzulinrezisztencia homeosztatikus modelljének értékelése
IL6	Interleukin 6
LDL-c	LDL-koleszterin
LDL	Alacsony sűrűségű lipoprotein
MTHFR	Metilén-tetra-hidro-folát-reduktáz
PAI-1	Plazminogén aktivátor inhibitor 1
PPAR-alfa	A peroxiszóma proliferátor által aktivált alfa receptor
PPAR-gamma	A peroxiszóma proliferátor által aktivált gamma receptor
RCT	Véletlenszerű kontrollált vizsgálat
SMD	Standardizált átlagkülönbség
SNP	Egy nukleotid polimorfizmus
T2DM	2-es típusú cukorbetegség
CÍMKE	Triacil-glicerid
TC	Teljes koleszterinszint
UTR	Lefordítatlan régió
WC	Derékbőség

Finanszírozás

COST (Európai együttműködés a tudomány és a technológia területén) FA1403 akció.

Az etikai normák betartása

A szerzők kijelentik, hogy nincsenek összeférhetetlenségük.

Lábjegyzetek

Eileen R. Gibney és Dragan Milenkovic a közös első szerzők.