• 微生物组组成和多样性的变化[时间范围：目标1：在第1天，在干预期间的3天和高纤维或低纤维干预的第28天；目标2：在预定的结肠镜检查访问后的14天内，在干预期间的7天单独的时间内）
  在干预期间，在使用16RRNA技术进行微生物组分析的不同日期收集粪便样品
• 短链脂肪酸在血浆中的浓度[时间范围：在开始的开始和最后一天的目标1和2]
  使用气相色谱/质谱法（GC/MS）分析血浆SCFA
• 短链脂肪酸富集[时间范围：在第2天和高纤维干预的第21天，仅适用于AIM 2]
  受试者在短链脂肪酸，乙酸，丙酸酯和丁酸酯中注入稳定的同位素，然后通过饮食中未标记的纤维从饮食中稀释，以量化乙酸，丙酸，丙酸酯和丁酸酯的水平。

• 血液氧合水平的变化依赖（粗体）反应[时间范围：目标1：在高纤维或低纤维干预的第1天和第28天]
  Ubjects在fMRI机器中扫描食物（低卡路里和高卡路里）和非食品的图像。响应fMRI粮食反应性任务的大脑激活变化被测量为粗体反应
• 主观食欲[时间范围：目标1：在高纤维或低纤维干预的第1天和第28天。目标2：在高纤维干预的第2天和第21天）
  在两个进餐测试访问中的每一个中，AIM 1中的8个不同时间点和AIM 2中的12个不​​同时间点的受试者在8个不同的时间点上对受试者进行速率。 VAS是100毫米量表，可确定主观的食欲量度（饥饿，饱满，饮食和预期消费）。
• 葡萄糖和脂质和血压[时间框架：目标1：在高纤维或低纤维干预的第1天和第28天。目标2：在高纤维干预的第2天和第21天）
  在两个餐食测试访问中的每个AIM 1和AIM 2中，以8个不同的时间点进行AIM 1和12个不同时间点的血液样本，以评估葡萄糖反应和脂质（TG）浓度的AIM 2。在每个餐食测试日访问开始时，都要进行血压测量。
• 更改食欲激素（GLP-1和PYY）[时间范围：AIM 1：在高纤维或低纤维干预的第1天和第28天。目标2：在高纤维干预的第2天和第21天）
  在两次膳食测试访问中的每一个中，在目标1和2的不同时间点都抽血，以评估食欲激素

纤维含量高的饮食模式与心血管疾病发展的风险较低有关[1-3]，高血压[4]，2型糖尿病[5]和体重增加[4]。可能介导这些有益健康作用的潜在生物学机制包括减慢粉碳水化合物的吸收（CHO）[6-11]，血脂降低[8,12]和饱腹激素释放的增加[10,13 ]。 PI先前已经表明，与低纤维（低纤维粉）相比，高纤维（HIFI）餐会降低血糖浓度的量化11％[14]。另一个潜在的机制是通过生产短链脂肪酸（SCFA）醋酸酯，丙酸和丁酸酯[15-17]来改善健康的假设作用[15-17]。除了促进结肠健康外，丁酸酯的产生还可能刺激肠道激素的释放，胰高血糖素样肽-1 GLP-1和肽YY（PYY）[18] [18]可改善食欲的调节[19]。自2004年戈登（Gordon）开创性论文以来[20]，大量的研究发现了肠道微生物在健康中发挥的关键作用。重要的是，这些数据中的许多数据，包括支持SCFA的有益作用[21-23]的发现。现在需要人类研究来提高啮齿动物研究的翻译意义以及纤维对微生物代谢产物和心脏代谢健康，葡萄糖调节，食欲和饱腹感的潜在益处。当前的研究将确定饮食纤维摄入对食欲，肠道代谢和微生物组的影响。我们假设饮食纤维提供代谢益处的机制包括上胃肠道（GI）的直接物理作用，以减慢养分吸收和间接作用，以减少SCFA诱导的GI激素分泌介导的食物摄入，从而导致SAT的增加。为了检验这一假设，我们将在44名受试者中进行4周的HIFI或LOWFI饮食的随机对照试验（特定的AIM 1，SA1），并利用筛查结肠镜检查以标准化基线微生物群体，以进行为期3周的，预先和预先的群体。 HIFI后干预研究对26名患者（SA2）患有代谢综合征。我们将评估饮食对食欲和饱腹感，心脏代谢风险和肠道新陈代谢的影响，并在喂养干预措施的结尾。所选择的纤维源自豌豆，因为最近的数据表明豆类显着改善了血糖[6,24-27]，糖尿病[28,29]，心脏病风险[30]和肥胖风险[31]。这些方法将采用两个具体目标。

SA1A：测试HIFI饮食对食欲和饱腹感的影响，以及SCFA生产是否介导了HIFI喂养中的饱腹感。假设（H）1A：在成年男性和女性中，与低Fi（n = 22）饮食相比，HIFI（n = 22）将显着改善饱腹感（GLP-1，PYY，主观的食欲等级）和较低的激活。控制食物摄入/奖励/食欲的大脑区域，同时在功能磁共振成像（fMRI）视觉食品提示期间增加执行控制区域的激活。这些变化将与较高的餐后SCFA浓度和微生物种群改变有关，这是由较高的双歧杆菌水平和较低的企业与细菌植物比率所证明的。

SA1B：确定HIFI饮食是否改善心脏代谢健康。 H1B：与低饮食相比，HIFI饮食将导致较低的血糖，血脂，血压和腰围。

SA2：量化微生物组成和结肠SCFA生产率的变化（使用稳定的同位素输注技术）在HIFI饮食喂养（n = 26）上以及是否有任何变化是对饱腹感和心脏代谢危险因素的潜在介体。 H2：重大的微生物降低将遵循结肠镜检查的预备，而HIFI后的重生将以较大的双歧杆菌和低致分子/杆菌的比例来表征。 HIFI后SCFA通量的增加将与微生物组成和餐后标记和血液甘油三酸酯和葡萄糖偏移的改善有关。

样本量基于我们自己已发布的[14]和未发表的数据，并且从其他数据[32-35]中，功率分析表明，需要在10到20个受试者/组之间进行样本量来检测关键变量的显着差异（ alpha 0.05），功率为90％（15至18个受试者/组为80％功率）。对于特定的目标1，我们将添加2个主题/组以占10％的辍学，对于特定的AIM 2，我们将增加6个主题，以占30％的辍学。因此，对于特定目标1 44名受试者（22/组）和特定目标2，在重复测量设计中分析了26名受试者。我们认为，任何比过去都要小的饮食纤维效应，结肠镜检查后结肠的相对“清洁”起点（特定的目标2）以及我们正在提供所有研究餐，因此可以完全控制了结肠镜检查的相对“清洁”起点（特定的目标2），从而平衡了任何饮食纤维的作用，因此受试者的摄入量

数据分析：

统计分析将使用SPSS软件（版本25）进行。图形方法用于评估假设线性关系和直方图以及用于评估残差正态性的概率图的适当性。根据需要使用转换或非参数方法。禁食葡萄糖和激素的浓度将是在饮食前后急性敏感的，均为急性。随着时间的流逝的变化（被视为标称因素，以不假定线性趋势），并且通过将微生物组组成的饮食进行分组，将其分组为主要的细菌门（IE肌动杆菌，细菌，企业，企业，蛋白酶，蛋白质杆菌和远处和远处），以及属。对于SA1，每个结果都将使用两因素ANOVA，而这些因素是小组，时间和按时间相互作用。这些组是通过匹配的样本随机化构建的，因此我们希望基线时可比性。对于SA2，将使用配对的样品t检验来比较感兴趣的结果。结果将报告为小组平均值或中位数，最适合数据以及汇总统计数据的95％置信区间。使用统计参数映射12软件（www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm）对视觉刺激过程中的fMRI数据进行分析。数据是预处理的，首先是将图像的切片定时和对平均图像的重新调整。解剖学T1加权图像共同注册到平均功能图像。然后对蒙特利尔神经学研究所（MNI）空间进行归一化，然后进行高斯空间平滑。对于每个参与者（第一级分析），将一般线性模型用于高热量和低热量食品和非食品图像条件。对于每种条件，通过使用包含时间衍生物的规范血流动力响应函数来建模单独的回归器。运动参数是建模为混杂因素的。为了进行第二层分析，使用了混合模型方差分析，并具有因素内，图像条件（高卡路里食物，低卡路里食品，非食品|）和因子间组（HIFI vs Lowfi）。检查了先验区域（ROI），例如，岛，眶额皮层，杏仁核和前额叶皮层，以进行潜在的逐件图像相互作用（最感兴趣的效果）。还进行了全脑分析（对多个比较进行了校正），以识别其他潜在的ROI。

• 其他：饮食纤维：10-25g
  10-25 g/天的纤维
• 其他：饮食纤维：5G
  5克/天纤维

• 实验：高纤维饮食
  接受高纤维饮食的小组
  干预：其他：饮食纤维：10-25g
• 低纤维饮食
  对照组接受低纤维饮食
  干预：其他：饮食纤维：5G

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纳入标准：

• 男人和女人（仅绝经前）
• 年龄20-55岁（AIM 1）； 45-55y（AIM 2）
• BMI≥25或≤35kg/m2（AIM 1）; ≥25或≤40（AIM 2）
• 重量稳定（过去3个月内体重的波动大于4千克）
• 愿意食用研究饮食
• 愿意提供血液和粪便样本

• 至少一种代谢综合征的特征（但没有糖尿病）

  1.大腰围：男性40英寸或更多的女性35英寸或更多。2。高甘油三酸酯：150 mg/dl或更高3.低HDLC水平：女性<50 mg/dl，男性<40 mg/dl <40 mg/dl 。高血压≥130/85 mmHg 5.空腹血糖≥100mg/dl

• 糖尿病前可接受（葡萄糖<125 mg/dl或HBA1C <6.5％）
• 稳定地用他汀类药物，抗亚型和抗抑郁药治疗。只要药物类别不改变食欲，体重或微生物组（如果已知），这些都是可以接受的

排除标准：

• 怀孕或哺乳
• 绝经后（证据表明肠道微生物组之间存在相互作用）
• BMI <25或> 35 kg/m2（AIM 1）; <25或> 40 kg/m2（目标2）
• 使用影响肠道微生物组的药物（例如抗生素）
• 服用已知会影响食欲的药物（例如，苯胺）或胃肠道功能（例如，二甲双胍）
• 特殊饮食或减肥，素食或其他受限饮食模式
• 纤维的随意摄入量高于25g/天（美国人口的平均摄入量为17克/天），<10g/d
• 女性的自发酒精摄入量超过1饮料，男性2饮料/d
• 疾病史（例如结肠癌，艾滋病毒，心血管疾病，精神疾病等）
• 使用烟草产品
• 在体内具有不兼容的金属或植入物（仅目标1）

• 微生物组组成和多样性的变化[时间范围：目标1：在第1天，在干预期间的3天和高纤维或低纤维干预的第28天；目标2：在预定的结肠镜检查访问后的14天内，在干预期间的7天单独的时间内）
  在干预期间，在使用16RRNA技术进行微生物组分析的不同日期收集粪便样品
• 短链脂肪酸在血浆中的浓度[时间范围：在开始的开始和最后一天的目标1和2]
  使用气相色谱/质谱法（GC/MS）分析血浆SCFA
• 短链脂肪酸富集[时间范围：在第2天和高纤维干预的第21天，仅适用于AIM 2]
  受试者在短链脂肪酸，乙酸，丙酸酯和丁酸酯中注入稳定的同位素，然后通过饮食中未标记的纤维从饮食中稀释，以量化乙酸，丙酸，丙酸酯和丁酸酯的水平。

• 血液氧合水平的变化依赖（粗体）反应[时间范围：目标1：在高纤维或低纤维干预的第1天和第28天]
  Ubjects在fMRI机器中扫描食物（低卡路里和高卡路里）和非食品的图像。响应fMRI粮食反应性任务的大脑激活变化被测量为粗体反应
• 主观食欲[时间范围：目标1：在高纤维或低纤维干预的第1天和第28天。目标2：在高纤维干预的第2天和第21天）
  在两个进餐测试访问中的每一个中，AIM 1中的8个不同时间点和AIM 2中的12个不​​同时间点的受试者在8个不同的时间点上对受试者进行速率。 VAS是100毫米量表，可确定主观的食欲量度（饥饿，饱满，饮食和预期消费）。
• 葡萄糖和脂质和血压[时间框架：目标1：在高纤维或低纤维干预的第1天和第28天。目标2：在高纤维干预的第2天和第21天）
  在两个餐食测试访问中的每个AIM 1和AIM 2中，以8个不同的时间点进行AIM 1和12个不同时间点的血液样本，以评估葡萄糖反应和脂质（TG）浓度的AIM 2。在每个餐食测试日访问开始时，都要进行血压测量。
• 更改食欲激素（GLP-1和PYY）[时间范围：AIM 1：在高纤维或低纤维干预的第1天和第28天。目标2：在高纤维干预的第2天和第21天）
  在两次膳食测试访问中的每一个中，在目标1和2的不同时间点都抽血，以评估食欲激素

纤维含量高的饮食模式与心血管疾病发展的风险较低有关[1-3]，高血压[4]，2型糖尿病[5]和体重增加[4]。可能介导这些有益健康作用的潜在生物学机制包括减慢粉碳水化合物的吸收（CHO）[6-11]，血脂降低[8,12]和饱腹激素释放的增加[10,13 ]。 PI先前已经表明，与低纤维（低纤维粉）相比，高纤维（HIFI）餐会降低血糖浓度的量化11％[14]。另一个潜在的机制是通过生产短链脂肪酸（SCFA）醋酸酯，丙酸和丁酸酯[15-17]来改善健康的假设作用[15-17]。除了促进结肠健康外，丁酸酯的产生还可能刺激肠道激素的释放，胰高血糖素样肽-1 GLP-1和肽YY（PYY）[18] [18]可改善食欲的调节[19]。自2004年戈登（Gordon）开创性论文以来[20]，大量的研究发现了肠道微生物在健康中发挥的关键作用。重要的是，这些数据中的许多数据，包括支持SCFA的有益作用[21-23]的发现。现在需要人类研究来提高啮齿动物研究的翻译意义以及纤维对微生物代谢产物和心脏代谢健康，葡萄糖调节，食欲和饱腹感的潜在益处。当前的研究将确定饮食纤维摄入对食欲，肠道代谢和微生物组的影响。我们假设饮食纤维提供代谢益处的机制包括上胃肠道（GI）的直接物理作用，以减慢养分吸收和间接作用，以减少SCFA诱导的GI激素分泌介导的食物摄入，从而导致SAT的增加。为了检验这一假设，我们将在44名受试者中进行4周的HIFI或LOWFI饮食的随机对照试验（特定的AIM 1，SA1），并利用筛查结肠镜检查以标准化基线微生物群体，以进行为期3周的，预先和预先的群体。 HIFI后干预研究对26名患者（SA2）患有代谢综合征。我们将评估饮食对食欲和饱腹感，心脏代谢风险和肠道新陈代谢的影响，并在喂养干预措施的结尾。所选择的纤维源自豌豆，因为最近的数据表明豆类显着改善了血糖[6,24-27]，糖尿病[28,29]，心脏病风险[30]和肥胖风险[31]。这些方法将采用两个具体目标。

SA1A：测试HIFI饮食对食欲和饱腹感的影响，以及SCFA生产是否介导了HIFI喂养中的饱腹感。假设（H）1A：在成年男性和女性中，与低Fi（n = 22）饮食相比，HIFI（n = 22）将显着改善饱腹感（GLP-1，PYY，主观的食欲等级）和较低的激活。控制食物摄入/奖励/食欲的大脑区域，同时在功能磁共振成像（fMRI）视觉食品提示期间增加执行控制区域的激活。这些变化将与较高的餐后SCFA浓度和微生物种群改变有关，这是由较高的双歧杆菌水平和较低的企业与细菌植物比率所证明的。

SA1B：确定HIFI饮食是否改善心脏代谢健康。 H1B：与低饮食相比，HIFI饮食将导致较低的血糖，血脂，血压和腰围。

SA2：量化微生物组成和结肠SCFA生产率的变化（使用稳定的同位素输注技术）在HIFI饮食喂养（n = 26）上以及是否有任何变化是对饱腹感和心脏代谢危险因素的潜在介体。 H2：重大的微生物降低将遵循结肠镜检查的预备，而HIFI后的重生将以较大的双歧杆菌和低致分子/杆菌的比例来表征。 HIFI后SCFA通量的增加将与微生物组成和餐后标记和血液甘油三酸酯和葡萄糖偏移的改善有关。

样本量基于我们自己已发布的[14]和未发表的数据，并且从其他数据[32-35]中，功率分析表明，需要在10到20个受试者/组之间进行样本量来检测关键变量的显着差异（ alpha 0.05），功率为90％（15至18个受试者/组为80％功率）。对于特定的目标1，我们将添加2个主题/组以占10％的辍学，对于特定的AIM 2，我们将增加6个主题，以占30％的辍学。因此，对于特定目标1 44名受试者（22/组）和特定目标2，在重复测量设计中分析了26名受试者。我们认为，任何比过去都要小的饮食纤维效应，结肠镜检查后结肠的相对“清洁”起点（特定的目标2）以及我们正在提供所有研究餐，因此可以完全控制了结肠镜检查的相对“清洁”起点（特定的目标2），从而平衡了任何饮食纤维的作用，因此受试者的摄入量

数据分析：

统计分析将使用SPSS软件（版本25）进行。图形方法用于评估假设线性关系和直方图以及用于评估残差正态性的概率图的适当性。根据需要使用转换或非参数方法。禁食葡萄糖和激素的浓度将是在饮食前后急性敏感的，均为急性。随着时间的流逝的变化（被视为标称因素，以不假定线性趋势），并且通过将微生物组组成的饮食进行分组，将其分组为主要的细菌门（IE肌动杆菌，细菌，企业，企业，蛋白酶，蛋白质杆菌和远处和远处），以及属。对于SA1，每个结果都将使用两因素ANOVA，而这些因素是小组，时间和按时间相互作用。这些组是通过匹配的样本随机化构建的，因此我们希望基线时可比性。对于SA2，将使用配对的样品t检验来比较感兴趣的结果。结果将报告为小组平均值或中位数，最适合数据以及汇总统计数据的95％置信区间。使用统计参数映射12软件（www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm）对视觉刺激过程中的fMRI数据进行分析。数据是预处理的，首先是将图像的切片定时和对平均图像的重新调整。解剖学T1加权图像共同注册到平均功能图像。然后对蒙特利尔神经学研究所（MNI）空间进行归一化，然后进行高斯空间平滑。对于每个参与者（第一级分析），将一般线性模型用于高热量和低热量食品和非食品图像条件。对于每种条件，通过使用包含时间衍生物的规范血流动力响应函数来建模单独的回归器。运动参数是建模为混杂因素的。为了进行第二层分析，使用了混合模型方差分析，并具有因素内，图像条件（高卡路里食物，低卡路里食品，非食品|）和因子间组（HIFI vs Lowfi）。检查了先验区域（ROI），例如，岛，眶额皮层，杏仁核和前额叶皮层，以进行潜在的逐件图像相互作用（最感兴趣的效果）。还进行了全脑分析（对多个比较进行了校正），以识别其他潜在的ROI。

• 其他：饮食纤维：10-25g
  10-25 g/天的纤维
• 其他：饮食纤维：5G
  5克/天纤维

• 实验：高纤维饮食
  接受高纤维饮食的小组
  干预：其他：饮食纤维：10-25g
• 低纤维饮食
  对照组接受低纤维饮食
  干预：其他：饮食纤维：5G

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纳入标准：

• 男人和女人（仅绝经前）
• 年龄20-55岁（AIM 1）； 45-55y（AIM 2）
• BMI≥25或≤35kg/m2（AIM 1）; ≥25或≤40（AIM 2）
• 重量稳定（过去3个月内体重的波动大于4千克）
• 愿意食用研究饮食
• 愿意提供血液和粪便样本

• 至少一种代谢综合征的特征（但没有糖尿病）

  1.大腰围：男性40英寸或更多的女性35英寸或更多。2。高甘油三酸酯：150 mg/dl或更高3.低HDLC水平：女性<50 mg/dl，男性<40 mg/dl <40 mg/dl 。高血压≥130/85 mmHg 5.空腹血糖≥100mg/dl

• 糖尿病前可接受（葡萄糖<125 mg/dl或HBA1C <6.5％）
• 稳定地用他汀类药物，抗亚型和抗抑郁药治疗。只要药物类别不改变食欲，体重或微生物组（如果已知），这些都是可以接受的

排除标准：

• 怀孕或哺乳
• 绝经后（证据表明肠道微生物组之间存在相互作用）
• BMI <25或> 35 kg/m2（AIM 1）; <25或> 40 kg/m2（目标2）
• 使用影响肠道微生物组的药物（例如抗生素）
• 服用已知会影响食欲的药物（例如，苯胺）或胃肠道功能（例如，二甲双胍）
• 特殊饮食或减肥，素食或其他受限饮食模式
• 纤维的随意摄入量高于25g/天（美国人口的平均摄入量为17克/天），<10g/d
• 女性的自发酒精摄入量超过1饮料，男性2饮料/d
• 疾病史（例如结肠癌，艾滋病毒，心血管疾病，精神疾病等）
• 使用烟草产品
• 在体内具有不兼容的金属或植入物（仅目标1）