Et ikke-randomiseret forsøg, der undersøger indvirkningen af ​​brunrisforbrug på tarmmikrobiota, opmærksomhed og kortsigtet arbejdshukommelse hos thailandske skolebørn, del 1

Abstrakt:

Mens kostfibre har vist sig at påvirke sammensætningen af ​​tarmmikrobiota og kognitiv funktion hos voksne, er meget mindre kendt om fiber-mikrobiom-kognition-associationen hos børn.

Det er velkendt, at kostfibre er godt for kardiovaskulær, fordøjelses- og metabolisk sundhed, men hvad du måske ikke ved er, at det også kan hjælpe din hjerne og hukommelse.

For det første fremmer kostfibre væksten af ​​probiotiske bakterier i kroppen. Disse mikroorganismer hjælper med at opretholde florabalancen i kroppen og forbedrer kroppens modstand. Derudover viser forskning, at mikrobiombalance er forbundet med hjernens sundhed og kognitive evner. Ved at spise fødevarer med højt fiberindhold, såsom fuldkornsbrød, fuldkornsris, bønner og nødder, kan du være med til at øge antallet af probiotika i din krop og fremme hjernens sundhed.

For det andet kan kostfibre reducere den inflammatoriske reaktion i kroppen. Betændelse er en autoimmun systemrespons, men kan have negative virkninger på kroppen, når den er overdreven eller langvarig. Inflammation er også blevet forbundet med kognitiv tilbagegang. Forskning viser, at at spise nok kostfibre kan hjælpe hukommelsen og kognitive evner ved at reducere betændelse i kroppen.

For det tredje kan kostfibre forbedre blodsukkerkontrollen. Højt blodsukker kan forårsage skade på neuroner i hjernen, hvilket påvirker hukommelsen og kognitive evner negativt. Kostfibre kan bremse stigningen i blodsukkeret og derved mindske den negative påvirkning af kroppen og gavne kroppens og hjernens sundhed.

Kort sagt er det godt for din krop og hjerne at spise mad med højt fiberindhold. Der er let tilgængelige fødevarer med højt fiberindhold såsom fuldkorn, grøntsager og frugter, og vi kan øge vores kostfiberindtag gennem vores daglige kost. Når en intellektuel storm rammer, kan vi hjælpe vores hukommelse til at fungere bedre ved at spise noget rugbrød, nødder eller fuldkornsnudler. Det kan ses, at vi alle har brug for at forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche deserticola er et traditionelt kinesisk medicinsk materiale, der har mange unikke effekter, hvoraf den ene er at forbedre hukommelsen. Effektiviteten af ​​hakket kød kommer fra de forskellige aktive ingredienser, det indeholder, herunder syre, polysaccharider, flavonoider osv. Disse ingredienser kan fremme hjernens sundhed på en række forskellige måder.

Klik på Kend korttidshukommelse, hvordan du forbedrer

Vi profilerede tarmmikrobiota ved hjælp af kvantitativ PCR (qPCR) og evaluerede kognitiv funktion ved hjælp af Corsi blok-tapping-testen (CBT) og den psykomotoriske årvågenhedstest (PVT) før, under og efter diætinterventionen af ​​127 børn i skolealderen i det nordlige Thailand. Selvom vi fandt ud af, at forbruget af Sinlek-ris (SLR) ikke signifikant ændrede mængden af ​​tarmmikrobiota eller den kognitive ydeevne hos børn i skolealderen, fandt vi, at alder var forbundet med variationer i både tarmmikrobiotaprofilerne og kognitive resultater.

Gammaproteobakterier var signifikant lavere i kontrol- og SLR-grupperne i de midterste tidspunkter af begge faser (uge 4 og 61), og dens overflod var forbundet med alder. Kognitiv præstation ved brug af CBT og PVT blev også fundet at være aldersfølsom, da ældre børn klarede sig bedre end yngre børn på begge disse kognitive vurderinger.

Endelig afslørede en multiple-faktor analyse (MFA), at alder og kognitiv præstation bedst forklarer individuel variation i denne undersøgelse. Samlet beskriver disse resultater yderligere indflydelsen af ​​værtsvariabler på de mikrobielle profiler og kognitive resultater af skolebørn, der indtager Sinlek-ris i Thailand.

Nøgleord:

tarmmikrobiota; brune ris; kognitiv præstation; børn i skolealderen.

1. Introduktion

Menneskets tarmmikrobiota er meget forskelligartet, og deres sammensætning kan svinge gennem hele livet afhængigt af forskellige faktorer såsom genetisk baggrund, kost og alder [1,2]. Tidligere undersøgelser har rapporteret en forskel mellem tarmmikrobiotaprofilerne hos børn og voksne [3,4], hvor variationsgraden er højere blandt børn end blandt voksne [5].

Efterhånden som børn udvikler sig, modnes deres tarmmikrobielle samfund til en voksenlignende konfiguration. I denne udviklingsperiode kan ændringer i miljøet, især kosten, have en betydelig indvirkning på et barns tarmmikrobiota, hvilket tyder på, at deres tarmmikrobiom er mere formbart end en voksens [6].

Det er velkendt, at diætkomponenter, herunder protein, fedt og kulhydrater, har dybtgående virkninger på tarmens mikrobiotasammensætning [7].

En meta-analyse undersøgelse har vist, at kostfiberintervention signifikant ændrede mængden af ​​nogle gavnlige bakterier (Bifidobacterium og Lactobacillus) og metabolitter (butyrat) [8].

Ris er en rig kilde til kulhydrater [9] og en vigtig basisfødevare i asiatiske lande, herunder Thailand.

Sinek er en thailandsk rissort (Oryza sativa L.), der dyrkes i lavlandet og har et brunt og kornet udseende. Brune ris tilbyder adskillige fordele i forhold til hvide ris, herunder at de er rig på fytokemiske forbindelser og kostfibre [10].

Indtagelse af brune ris har vist sig at fremme væksten af ​​butyratproducerende bakterier hos voksne japanske sammenlignet med hvide ris [11].
Akkumuleret bevis har fremhævet den vigtige rolle, som tarm-hjerne-aksen spiller for at påvirke kognition og adfærd [12]. Kognition refererer til en proces med at erhverve viden og bearbejde information, herunder opmærksomhed, læring, hukommelse, problemløsning og beslutningstagning [13].

Indlæring og hukommelse påvirkes af cirkulerende hormoner og neurokemi [14-16], som kan påvirkes af mad [17]. Tarm-hjerne-aksen tilbyder flere mekanismer for mad til at påvirke hjernens homeostase [12]. Tarmmikrober producerer aktive metaboliske forbindelser, der letter kommunikationen mellem kommensale tarmbakterier og hjernen [18,19].

For eksempel producerer den mikrobielle fordøjelse af kostfibre kortkædede fedtsyrer (SCFA'er), der er i stand til indirekte at stimulere frigivelsen af ​​specifikke tarmhormoner fra de enteroendokrine L-celler, hvilket kan påvirke indlæring, hukommelse og humør. Fiberrige brune ris har vist sig at forbedre den kognitive funktion hos ældre populationer, der modtager interventioner i 6-måned [20] og 24-måned [21].

Kognitive funktionspåvirkninger er blevet fundet som et resultat af mikrobiotatransplantationer i dyremodeller [22-24] såvel som med nogle interventionsstudier af probiotika/præbiotika [25].

Imidlertid er en sammenhæng mellem diætintervention, tarmmikrobiota og kognitiv funktion kun blevet belyst hos ældre voksne [26,27]. Så vidt vi ved, har ingen undersøgelse undersøgt et sådant forhold hos børn i skolealderen, herunder indvirkning på opmærksomhed og korttidshukommelse, som anses for at være afgørende kognitive evner hos børn i skolealderen [28].

I denne undersøgelse undersøgte vi effekten af ​​en fiberrig Sinlek-risintervention på både tarmmikrobiotaen ved hjælp af qPCR og kognitiv ydeevne ved hjælp af Corsi-bloktesten (CBT; korttidsarbejdshukommelse) og den psykomotoriske årvågenhedstest (PVT; opmærksomhed), af børn i skolealderen, der bruger et ikke-randomiseret klinisk forsøg udført over 71 uger. Forbindelserne mellem tarmmikrobiota, kognitiv ydeevne og demografiske variabler i hver fase af forsøget blev undersøgt i vores undersøgelse.

2. Materialer og metoder

2.1. Studiedeltagere

Denne undersøgelse var et ikke-randomiseret klinisk forsøg og omfattede 127 børn fra BanHuai Rai Samakee Elementary School i Chiang Rai, Thailand. Detaljer om rekruttering af deltagere, etisk godkendelse (Ethics Registry: REH-61204), metadataindsamling og BMI-kategorier er tidligere beskrevet [29]. Figur 1 beskriver et flowchart over undersøgelsens design og databehandling.

2.2. Studere design

Undersøgelsen var opdelt i to faser og udført på en folkeskole på landet i frokostperioder. I den første fase (15 uger) blev børn i klasse 1-3 (i alderen 6-8 år) tildelt 100 g traditionelle hvide ris, mens børn i klasse 4-6 (i alderen 9-12 år) fik Sinlek-ris (SLR) ) (Figur 1). Efter pandemi-relaterede skolelukninger (uge 16-55) begyndte anden fase (uge 56-71), hvor klasse 1-3 modtog SLR og klasse 4-6 modtog traditionel hvid ris (WR).

I løbet af de første fire uger af interventionen blev SLR (50 g) blandet med traditionel WR (50 g) i forholdet 1:1 til tilpasning. Traditionel hvid ris blev leveret af en lokal distributør i Chiang Rai, Thailand. Forsøgspersonerne havde ingen historie med akut eller kronisk inflammatorisk sygdom, ingen episoder med diarré havde ikke taget probiotikatilskud i måneden før prøvetagningen og var ikke blevet behandlet med antibiotika i de to måneder før prøvetagningen.

Sinlek ris (brune ris) blev hentet fra SOOKSATHARANA CO., LTD (Phuket, Thailand). De ernæringsmæssige komponenter af WR og SLR anvendt i denne undersøgelse er vist i tabel 1.

2.3. Kognitive vurderinger

Den kognitive præstation af børn i skolealderen blev målt ved hjælp af CBT og PVT før, under og efter intervention. Den computeriserede Let's Get Healthy!-platform [30] leverede kognitive test til børn på det thailandske sprog [31], med deres søgeteam, der støttede børns brug af touchpads under dataindsamlingssessioner.

Korttidsarbejdshukommelsen blev målt ved hjælp af en computeriseret version af CBT, som beskrevet af Kessels et al. [32], som præsenterede firkanter på en tabletskærm, der lyste én efter én i en sekvens (Amazon Fire HD 8 tablet, 8. generation, 2018).

Corsi-blokkene var strategisk tilpasset skærmstørrelsen, så deltagerne kunne se alle blokkene på én gang. Deltagerne blev præsenteret for instruktioner og givet gentagelige øvelser, før testfasen begyndte (deltagerinitieret). Deltagerne blev bedt om at gentage CBT-sekvensen ved at trykke på firkanterne i samme rækkefølge, som blev præsenteret, med to muligheder for at rydde hvert niveau.

Det maksimale blokspænd for hver deltager blev registreret, med større tal angiver længere arbejdshukommelsesspænd. Testen tog cirka 5-7 minutter at gennemføre.

Opmærksomhed blev vurderet ved hjælp af PVT [33]. Brugen af ​​PVT er blevet velbeskrevet for voksne [34] og unge [35], da den giver et objektivt mål for reaktionstid (RT), fejl ved kommission (dvs. falske starter; hvor deltagerne reagerer uden stimulus), andre fejl udeladelse (dvs. bortfalder; hvor deltagerne ikke reagerer i tide).

Grundskolebørnene i vores undersøgelse fik den korte 3-minut version af PVT(PVT-B), som beskrevet og valideret af Basner et al. [36].

For more information:1950477648nn@gmail.com