शोधकर्ताओं ने स्नैक फूड प्रोटोटाइप के लिए सामग्री की पहचान की है जो जानबूझकर आंत माइक्रोबायोम को स्वास्थ्य से जोड़ा जा सकता है।
पशु मॉडल के परिणामों का अनुवाद करते हुए, वैज्ञानिकों ने अधिक वजन वाले प्रतिभागियों के दो पायलट मानव अध्ययनों में दिखाया है कि विशेष रूप से चयनित फाइबर प्रकारों के संयोजन वाले स्नैक्स फाइबर घटकों के चयापचय में शामिल माइक्रोबायोम के तत्वों को प्रभावित करते हैं।
माइक्रोबायोम में यह बदलाव रक्त प्रोटीन के समूहों में परिवर्तन से जुड़ा था जो कि बायोमार्कर और शरीर विज्ञान और चयापचय के कई पहलुओं के नियामक हैं। ये रक्त प्रोटीन उन तरीकों से स्थानांतरित हो गए हैं जो लंबी अवधि में स्वास्थ्य में सुधार कर सकते हैं।
अध्ययन के वरिष्ठ लेखक जेफरी आई। गॉर्डन, प्रोफेसर और निदेशक, कहते हैं, "खराब पोषण दुनिया भर में एक दबाव और जटिल समस्या है जो कई कारकों से प्रेरित है, जिसमें विशिष्ट पश्चिमी आहारों में उच्च वसा और कम फाइबर वाले खाद्य पदार्थों की अधिकता शामिल है।" वाशिंगटन यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन में जीनोम साइंसेज एंड सिस्टम्स बायोलॉजी के लिए एडिसन फैमिली सेंटर।
"चूंकि स्नैक्स पश्चिमी आहार का एक लोकप्रिय हिस्सा हैं, हम स्नैक फूड फॉर्मूलेशन की एक नई पीढ़ी को विकसित करने में मदद करने के लिए काम कर रहे हैं जो लोग खाना पसंद करेंगे और यह एक स्वस्थ आंत माइक्रोबायोम का समर्थन करेगा जो कल्याण के कई पहलुओं को प्रभावित करता है।"
मानव आंत एक माइक्रोबायोम का घर है जिसमें लाखों अलग-अलग जीनों वाले लाखों खरबों रोगाणु होते हैं जो ऐसे कार्य करते हैं जो मानव जीनोम में लगभग 20,000 प्रोटीन-कोडिंग जीन द्वारा प्रदान नहीं किए जाते हैं। शोधकर्ताओं के अनुसार, खाद्य पदार्थों का पोषण मूल्य आंशिक रूप से आंत माइक्रोबायोम द्वारा खाद्य पदार्थों के अद्वितीय चयापचय के उत्पादों द्वारा निर्धारित किया जाता है।
गॉर्डन और उनके सहयोगियों का ध्यान इस बात पर केंद्रित है कि कौन से खाद्य घटक आंत माइक्रोबायोम के किन घटकों के साथ बातचीत करते हैं और यह बातचीत मानव जीव विज्ञान की विभिन्न विशेषताओं को कैसे आकार देती है। लक्ष्य पोषण विज्ञान के एक नए युग की शुरुआत करना है जो टिकाऊ स्रोतों से किफायती, अधिक पौष्टिक खाद्य पदार्थ पैदा करता है जिसका उपयोग कुपोषण के विभिन्न रूपों के इलाज या रोकथाम के लिए किया जा सकता है-चाहे वह बच्चों या वयस्कों में कुपोषण या मोटापा हो।
अमेरिका और अन्य पश्चिमी देशों में खाए जाने वाले उच्च वसा वाले, कम फाइबर वाले आहार एक विविध और स्वस्थ आंत माइक्रोबायोम का समर्थन करने में विफल होते हैं। इसके अलावा, आहार के साथ उच्च रेशें सामग्री पुरानी बीमारियों जैसे हृदय रोग, टाइप 2 मधुमेह और मोटापे के कम जोखिम से जुड़ी है। हालांकि, आहार फाइबर जैव-अणुओं के जटिल और विविध मिश्रणों से बने होते हैं, जिनमें से कई मानव शरीर अपने आप नहीं टूट सकते। इन मिश्रणों की प्रकृति रेशों के स्रोत और खाद्य पदार्थों में शामिल होने पर उन्हें कैसे संसाधित किया जाता है, के आधार पर भिन्न होती है।
गॉर्डन की टीम के पिछले काम ने विशिष्ट पौधों के तंतुओं की पहचान की जो कि टिकाऊ स्रोतों से बड़ी मात्रा में सस्ती और उपलब्ध थे - जैसे कि छिलके, छिलके और भूसी से जिन्हें अन्यथा त्याग दिया जाएगा - और इससे कुछ लाभकारी आंत रोगाणुओं के प्रदर्शन में वृद्धि हुई है जो कि कम प्रतिनिधित्व वाले हैं कई मोटे वयस्क पश्चिमी आहार का सेवन करते हैं।
इस नई रिपोर्ट में, शोधकर्ताओं ने दो अध्ययनों में नामांकित विषयों के डेटा का विश्लेषण किया, जो अधिक वजन वाले या मोटे थे और जिन्हें एक विशिष्ट पश्चिमी आहार की नकल करने वाले भोजन प्रदान किए गए थे। इन आहारों को तीन में से एक के साथ पूरक किया गया था फाइबर युक्त स्नैक फूड प्रोटोटाइप। एक में केवल मटर से प्राप्त फाइबर शामिल था। दूसरे में मटर फाइबर और इनुलिन (एक फाइबर जो गेहूं, प्याज, केले, शतावरी, आटिचोक और कासनी जड़ सहित कई फलों और सब्जियों में पाया जाता है) का संयोजन था। तीसरे स्नैक में मटर फाइबर और इनुलिन के साथ-साथ संतरे के गूदे और जौ की भूसी से फाइबर भी शामिल थे। स्नैक्स को वैश्विक स्नैक फूड कंपनी मोंडेलेज़ इंटरनेशनल के सहयोग से विकसित किया गया था।
पहले अध्ययन में, प्रतिभागियों ने दो सप्ताह के लिए अपने आहार में मटर फाइबर युक्त स्नैक जोड़ने से पहले 10 दिनों के लिए उच्च वसा वाले, कम फाइबर वाले भोजन का सेवन किया, इसके बाद दो सप्ताह तक प्रतिभागियों ने उच्च वसा खाना जारी रखा। , फाइबर स्नैक के बिना कम फाइबर वाला आहार। दूसरे अध्ययन में, एक समान डिजाइन का उपयोग किया गया था, लेकिन पूरक आहार में मटर फाइबर और इनुलिन दोनों शामिल थे, और वॉशआउट अवधि के बाद, स्नैक में चार फाइबर घटक शामिल थे: मटर, इनुलिन, नारंगी, और जौ चोकर।
शोधकर्ताओं ने अध्ययन के विभिन्न चरणों के साथ-साथ उनके रक्त में 1,300 से अधिक प्रोटीन के स्तर के दौरान रोगियों के आंत माइक्रोबायोम का विश्लेषण किया। गॉर्डन और उनके सहयोगियों ने पाया कि परीक्षण प्रतिभागियों में विभिन्न स्नैक फाइबर प्रोटोटाइप का जवाब देने और संसाधित करने वाले माइक्रोबायोम के कई घटक वही थे जिन्होंने मानव आंत रोगाणुओं के साथ उपनिवेशित ग्नोटोबायोटिक चूहों का उपयोग करके अपने पहले के प्रयोगों में उसी फाइबर का जवाब दिया था। . Gnotobiotic चूहों का जन्म और पालन-पोषण बाँझ परिस्थितियों में होता है, इसलिए वैज्ञानिक अध्ययनों के लिए आंत के रोगाणुओं की प्रकृति को सख्ती से नियंत्रित किया जा सकता है।
इसके अलावा, उन्होंने पाया कि सिंगल-फाइबर या दो-फाइबर स्नैक्स की तुलना में, चार अलग-अलग फाइबर के संयोजन के साथ स्नैक का फाइबर से पोषक तत्वों को निकालने के लिए आवश्यक चयापचय मशीनरी को एन्कोडिंग करने वाले माइक्रोबायोम जीन पर व्यापक प्रभाव पड़ा। इन निष्कर्षों ने उनके प्रीक्लिनिकल मॉडल के उपयोग को खाद्य प्रोटोटाइप में शामिल करने के लिए स्क्रीनिंग और फाइबर के चयन में तेजी लाने के तरीके के रूप में मान्य किया।
शोधकर्ताओं ने डेटा माइनिंग दृष्टिकोण विकसित किया जिसने उन्हें माइक्रोबायोम जीन के विशिष्ट समूहों में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण परिवर्तनों की पहचान करने और उन्हें ऊर्जा चयापचय से लेकर शारीरिक प्रक्रियाओं की उल्लेखनीय विस्तृत श्रृंखला में शामिल रक्त प्रोटीन के समूहों के स्तर में परिवर्तन के साथ जोड़ने की अनुमति दी। ग्लूकोज का चयापचय-प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया, रक्त जमावट, और रक्त वाहिका कार्य, साथ ही हड्डी और तंत्रिका कोशिका जीव विज्ञान के लिए।
"हमें इन अपेक्षाकृत कम अध्ययनों में भी आंत माइक्रोबायोम और मानव शरीर विज्ञान पर इन फाइबर स्नैक्स के प्रभाव को देखने के लिए प्रोत्साहित किया गया था," पहले लेखक उमर डेलानॉय-ब्रूनो कहते हैं, जो इस काम का संचालन करने वाली अंतःविषय टीम के सदस्य हैं।
"इन पायलट अध्ययनों को यह परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था कि क्या फाइबर स्नैक्स शरीर के वजन में महत्वपूर्ण दीर्घकालिक परिवर्तन या कार्डियोमेटाबोलिक स्वास्थ्य के सामान्य रूप से मापा बायोमार्कर उत्पन्न कर सकते हैं। इसलिए, इन हस्तक्षेपों के लाभों की जांच बड़े, लंबे नैदानिक परीक्षणों में करनी होगी, ”कोथोर माइकल जे। बैराट, पैथोलॉजी और इम्यूनोलॉजी के एसोसिएट प्रोफेसर और वाशिंगटन विश्वविद्यालय में सेंटर फॉर गट माइक्रोबायोम एंड न्यूट्रिशन रिसर्च के कार्यकारी निदेशक कहते हैं। "इसके अलावा, इन छोटे अध्ययनों को कड़ाई से नियंत्रित आहार शर्तों के तहत आयोजित किया गया था। एक महत्वपूर्ण अगला कदम उन प्रतिभागियों में फाइबर स्नैक्स के प्रभावों की जांच करना होगा जो सामान्य रूप से खाने के लिए स्वतंत्र हैं।"
गॉर्डन कहते हैं: "विभिन्न प्रकार के प्रभाव की बेहतर समझ के साथ फाइबर माइक्रोबायोम के घटकों पर, हमें उम्मीद है कि हम एक ऐसा स्नैक प्रदान कर सकते हैं जिसे लोग खाना चाहते हैं और साथ ही एक स्वस्थ आहार में योगदान दे रहे हैं, खासकर उन लोगों के लिए जिनके पास पौष्टिक खाद्य पदार्थों तक सीमित पहुंच हो सकती है।
अध्ययन जर्नल में दिखाई देता है प्रकृति.
कार्य के लिए वित्त पोषण राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (एनआईएच) और मोंडेलेज़ इंटरनेशनल से आया।
गॉर्डन एगिलेंट टेक्नोलॉजीज से थॉट लीडर अवार्ड के प्राप्तकर्ता हैं। वह मटाटू इंक के सह-संस्थापक भी हैं, जो पशु स्वास्थ्य में आहार-दर-माइक्रोबायोटा इंटरैक्शन की भूमिका को दर्शाने वाली कंपनी है। अन्य लेखक फेनोबायोम इंक के सह-संस्थापक होने की रिपोर्ट करते हैं, जो माइक्रोबियल समुदायों के पूर्वानुमानित फेनोटाइप प्रोफाइलिंग के लिए कम्प्यूटेशनल टूल के विकास पर काम कर रही कंपनी है, साथ ही इवॉल्व बायोसिस्टम्स, इंटरवेन बायो और बीसीडी बायोसाइंस- ग्लाइकन्स के लक्षण वर्णन और विकास में शामिल कंपनियां हैं। मानव स्वास्थ्य के लिए कार्बोहाइड्रेट का अनुप्रयोग। तीन सह-लेखक मोंडेलेज़ इंटरनेशनल के कर्मचारी हैं।
इस रिपोर्ट में वर्णित फाइबर-स्नैक फॉर्मूलेशन से संबंधित एक पेटेंट आवेदन दायर और प्रकाशित किया गया है।
स्रोत: सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय
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