Propionat - aliatul tău împotriva supraalimentării
Când mâncați alimente, rezultă o interacțiune complexă între componentele alimentelor, microbiomul nostru intestinal și răspunsul intestinului și creierului. Se pare că un tip de acid gras rezultat din acest proces poate ajuta la reducerea poftei de mâncare.
În NERD # 6, Margaret Leitch a discutat despre neurobiologia comportamentului alimentar. Practic, industria alimentară este excelentă pentru a scoate la dispoziție cele mai bune produse alimentare, făcându-l „hiper-plăcut” pentru consumatori. Expunerea cronică la alimentele hiper-gustabile poate duce la modificări ale chimiei creierului, similar cu modificările observate la consumul de droguri. Oamenii devin literalmente dependenți de aceste alimente și pot experimenta simptome de sevraj când încetează să le mai mănânce.
Se pare că gustul nostru pentru mâncare și sistemul de recompensă implicat în hiper-palatabilitate implică o combinație de regiuni ale creierului (prezentate în Figura 1) implicate în reglarea emoției, luarea deciziilor și controlul impulsurilor: hipotalamusul, nucleul accumbens, amigdala, insula anterioară, nucleul caudat și cortexul orbitofrontal (OFC). Aceste regiuni reacționează ca răspuns la numeroși hormoni intestinali produși în stomac, intestin subțire, pancreas și colon, precum și indicii vizuale și olfactive (miros).
De exemplu, peptida de tip glucagon 1 (GLP-1) și peptida YY (PYY) sunt secretate de celulele din ileon (porțiunea finală a intestinului subțire) și din colon ca răspuns la alimente, în special carbohidrați și grăsimi. Infuzia de GLP-1 reduce aportul de energie atât la indivizii slabi, cât și la cei supraponderali, efect considerat a fi cauzat cel puțin parțial de GLP-1 care afectează hipotalamusul și regiunile creierului caudat. S-a demonstrat, de asemenea, că infuzia de PYY reduce consumul de alimente și foamea la persoanele slabe și obeze.
Deși au existat o cantitate extraordinară de cercetări care investighează modul în care acești hormoni și alți hormoni intestinali influențează reglarea creierului apetitului, cercetările emergente sugerează că nu toți potențialii modulatori creierului sunt creați de noi. O parte masivă a sistemului digestiv care poate influența sațietatea este microbiomul intestinal. Dovezile la rozătoare sugerează că suplimentarea cu amidon rezistent (un tip de fibre fermentabile) influențează pofta de mâncare prin efecte asupra expresiei genelor și a creierului. Rezultate similare au fost observate și cu fibrele beta-glucan și inulină.
Toate fibrele de mai sus au în comun faptul că sunt metabolizate de microbiomul intestinal, producând acizi grași cu lanț scurt (SCFA) ca produs secundar. SCFA primare sunt acetat, propionat și butirat. Cercetările preliminare efectuate pe animale sugerează că acetatul circulant traversează bariera hematoencefalică pentru a influența direct centrele de reglare a apetitului. În plus, s-a demonstrat că SCFA promovează eliberarea mai multor hormoni intestinali care promovează sațietatea prin influența lor asupra creierului.
Recent, cercetările efectuate la om au arătat că administrarea de propionat direct în colon crește secreția de PYY și GLP-1 și reduce aportul de energie la o masă tip bufet. De asemenea, a redus semnificativ creșterea în greutate pe o perioadă de suplimentare de 24 de săptămâni. Acest lucru a fost făcut cu un ester de inulină-propionat (IPE), prin care propionatul este legat printr-o legătură esterică cu inulina, o moleculă purtătoare. Legătura esterică este descompusă de bacteriile intestinale, ceea ce duce la livrarea de propionat direct în colon.
Studiul analizat a fost o continuare a cercetării IPE de mai sus. Acesta a căutat să examineze efectul unei creșteri acute a producției de propionat de colon asupra aportului de energie și a regiunilor creierului implicate în procesarea recompenselor și consumul.
Satietatea și recompensa alimentară sunt un dans complicat între numeroși hormoni intestinali, microbiomul intestinal și creier. Cercetările anterioare au arătat că creșterea cantității de propionat de acid gras cu lanț scurt în colonul uman reduce greutatea și apetitul. Studiul actual a încercat să examineze modul în care crește propionatul influențează aportul de energie și activitatea creierului.
Cine și ce a fost studiat?
Douăzeci de bărbați sănătoși au participat la acest studiu încrucișat randomizat, controlat cu placebo, cu un singur orb. Majoritatea erau europeni albi de vârstă mijlocie (90%) cu un IMC mediu de 25 (supraponderal) și un procent mediu de grăsime corporală de 20,6%.
Participanții au participat la două vizite de studiu separate la cel puțin șase zile distanță. La sosire, măsurătorile de bază ale greutății și compoziției corpului au fost colectate cu un dispozitiv de impedanță bioelectrică. În plus, probe de sânge pentru analiza glucozei, insulinei, GLP-1, PYY și SCFA, probe de hidrogen de respirație pentru analiza fermentației de către microbiom în colon și evaluări ale scării analogice vizuale pentru dispoziție și apetit au fost colectate la fiecare 30 de minute pe tot parcursul perioadei de studiu.
Cronologia studiului este rezumată în Figura 2. La momentul zero, un mic dejun standardizat cu batte de ciocolată și snack bar conținând fie 10 grame de IPE, fie 10 grame de inulină (martor) a fost oferit participanților. La 180 de minute, participanții au consumat un sandviș cu brânză și un snack bar la prânz. La 300 de minute, participanții au fost supuși unei sesiuni de fMRI de 60 de minute, pe baza cercetărilor IPE anterioare care arată că livrarea cu succes a IPE la colon a avut loc după 240 de minute. În cele din urmă, o caserolă de paste cu roșii și mozzarella a fost oferită participanților la 390 de minute (30 de minute după finalizarea IRMF), cărora li s-a recomandat să mănânce până se simt confortabil plin.
Sesiunea fMRI a inclus, în ordine, o cursă practică cu animale, o analiză a stării de odihnă, o sarcină cu imaginea alimentelor și o sarcină auditiv-motor-vizuală (AMV). Sarcina alimentară a furnizat datele de imagistică a creierului utilizate în acest studiu. A prezentat fotografii cu alimente cu conținut ridicat de energie și cu conținut scăzut de energie, precum și obiecte de uz casnic care nu au legătură cu alimentele și imagini neclare ale tuturor fotografiilor menționate anterior. În timp ce fiecare imagine era expusă, participanții au fost rugați să evalueze cât de atrăgătoare le-a fost fiecare imagine pe o scară Likert de la unu la cinci. S-a stabilit, a priori, că participanții cu o rată de răspuns mai mică de 90% vor fi excluși din analiză. Sarcina AMV a fost o sarcină de control pentru a exclude modificările potențiale ale activității creierului între vizite.
Douăzeci de bărbați sănătoși au participat la două vizite de studiu, în care au consumat 10 grame de IPE sau inulină (martor) alături de o masă de mic dejun standardizată. Apoi au consumat un prânz standardizat și au fost supuși scanărilor RMN pentru a măsura activitatea creierului. În cele din urmă, au fost hrăniți cu o masă de paste pentru a evalua consumul nelimitat de alimente. Probele de sânge și apetitul au fost colectate pe tot parcursul.
Care au fost concluziile?
În ambele grupuri, concentrațiile de hidrogen din respirație au fost semnificativ crescute deasupra nivelului inițial de la 210 minute până la sfârșitul studiului, indicând că atât suplimentele IPE cât și cele de control al inulinei au ajuns la colon după acest timp și au fost fermentate cu succes de către microbiom. Cu toate acestea, grupul de control al inulinei a avut niveluri semnificativ mai mari decât grupul IPE, care poate fi datorat cantității mai mari de inulină furnizate (10 grame față de 7,3 grame în grupul IPE).