Udvikling af et biomarkørpanel til at vurdere cholin ernæringsstatus

Cholin (Cho) er et essentielt næringsstof, og de fleste amerikaners diæter opnår ikke det anbefalede indtag. Diæter med lavt indhold af Cho er forbundet med lever- og muskelsygdomme og med suboptimal fosterudvikling, mens diæter med for højt indhold af cholin kan være forbundet med øget risiko for hjertesygdomme. Cho er et påkrævet næringsstof, og i 1998 blev der etableret et tilstrækkeligt indtag (AI) og en tolerabel øvre grænse (UL) for Cho. I 2016 fastsatte US Food and Drug Administration (FDA) et anbefalet dagligt indtag (RDI) for Cho-baseret på AI'erne som en del af det nye Nutrition Facts-mærke for emballerede fødevarer (offentliggjort i Federal Register den 27. maj 2016; FDA-2012-N-1210-0875, Federal Register Number:2016-11867). AI/RDI varierer efter alder og køn, men er 550 mg/d hos unge og voksne mænd og 425 mg/d hos voksne kvinder (mere hos gravide og ammende kvinder) og 400 mg/dag for unge kvinder.

Der er ingen valideret biomarkør for cholinstatus (tilgængeligheden af ​​de forskellige former for Cho, der er nødvendige for at opretholde optimal cellulær funktion). Måling af plasma Cho-koncentrationer er ikke tilstrækkelig, da plasmacholin er homøostatisk reguleret. Baseret på omfattende foreløbige og offentliggjorte data identificerede denne gruppe et panel af potentielle biomarkører, der kunne bruges til at vurdere Cho-status, og nu foreslår de undersøgelser for at validere dette biomarkørpanel mod mål for Cho-poolstørrelse ved hjælp af isotopfortynding. De største lagre af Cho er placeret i leveren, og masseresonansspektroskopi (MRS) af leveren er tidligere blevet brugt til at vurdere Cho-status hos mennesker. Denne metode er ikke praktisk til brug som en biomarkør i klinisk eller offentlig sundhedspraksis, da den er dyr, og tilgængeligheden af ​​instrumenteringen er begrænset. Leverbiopsi er risikabelt og ikke praktisk, hvilket gør måling af koncentrationer af Cho- og Cho-metabolitter i leveren til et dårligt valg til at vurdere Cho-status.

Måske er der et panel af biomarkører, der tilsammen vil afspejle Cho-status mere præcist og pålideligt. Ved at foretage målinger hos mennesker, der er blevet fodret med 3 forskellige diætmængder af Cho i to uger ad gangen, og sammenligne biomarkørmålene med den samlede Cho-puljestørrelse vurderet ved hjælp af isotopfortynding (en proxy for tilgængeligheden af ​​de forskellige former for Cho), vil efterforskerne være i stand til at identificere kombinationen af ​​biomarkører og algoritme til beregning af en Cho-statusscore, der bedst forudsiger den samlede Cho-puljestørrelse, og derfor forudsiger cholin-ernæringsstatus (tilgængeligheden af ​​de forskellige former for Cho, der er nødvendige for at opretholde cellulær funktion). I denne pilotundersøgelse søger de at teste en metode til at bruge stabil isotopfortynding til at måle kroppens cholinlagre og derefter spørge, hvordan dette mål korrelerer med et panel af biomarkører i plasma og med leverfedt målt ved hjælp af Fibroscan®. Brug af isotopfortynding kan give et estimat af størrelsen af ​​kropspuljen af ​​Cho. Vores foreslåede metode ligner konceptuelt metoden til at måle total kropsvand fra en bolusdosis mærket vand. Lignende metode blev brugt for nylig i undersøgelser af metabolisk flux af Cho hos gravide kvinder. Isotopfortynding er en veletableret metode, der bruges til at estimere poolstørrelsen for andre næringsstoffer, såsom vitamin A. Ligesom vitamin A er de største lagerpuljer for Cho i leveren, og indtaget Cho absorberes hurtigt og akkumuleres af leveren. Denne pilotundersøgelse tester en metode til at bruge stabil isotopfortynding til at måle kroppens cholinlagre, og den korrelerer denne måling med et panel af biomarkører i plasma og med leverfedt målt med Fibroscan®. Folk, der spiser diæter med lavt indhold af cholin, bør udtømme deres cholin (Cho) lagre, og måling af Cho pool størrelse ved hjælp af isotopfortynding bør afspejle denne udtømning. Efterforskeren vil identificere et biomarkørpanel, der korrelerer godt med målt Cho-poolstørrelse på tværs af intervallet af forskellige grader af udtømning. MRS/MRI-scanninger vil også blive udført for at undersøge sammenhængen mellem disse "guldstandard"-mål og de andre metoder beskrevet ovenfor.

Deltagerne vil indtage måltider, vi giver i to ugers diætintervaller med 3 forskellige niveauer af cholin med 2 ugers udvaskningsperioder mellem disse diætintervaller. Deltagerne vil modtage 100 % af det anbefalede indtag (RDI) af Cho (550 mg Cho/dag); 50 % af RDI for Cho (275 mg/dag); og 25 % af RDI for Cho (137,5 mg/dag). Måltidsrækkefølgen vil blive tilfældigt tildelt, og alle deltagere vil modtage alle diæter på et tidspunkt i undersøgelsen. Der vil være minimum to ugers udvaskning mellem diætintervallerne. Både deltagere og forskere vil blive blindet for diætrækkefølgen.

Deltagerne vil have korte træningsudfordringer (Biodex) for at vurdere muskelfunktion som en yderligere forudsigelse for cholinstatus.

For at validere vores isotopfortynding og Fibroscan-mål vil deltagerne også gennemføre MRI/MRS-scanninger.

Spytprøver, urin- og afføringsprøver vil blive indsamlet.