En dosisresponsundersøgelse af docosahexaensyre (DHA) (DRI-DHA)

Docosahexaensyre (DHA) er vital for strukturen af ​​cellemembraner, essentiel for hjerne- og øjenudvikling, findes i høje niveauer i hele hjernen og nervesystemet og er vigtig for optimal kognitiv udvikling hos børn, fostrets vækst under graviditet og sund modermælk under amning. DHA har også vist sig at hjælpe med at beskytte mod primære og sekundære symptomer på hjerte-kar-sygdomme samt makuladegeneration. Om DHA anses for at være essentiel i kosten er dog stadig kontroversielt. I mellemtiden satte Institute of Medicine (nu National Academy of Medicine) et tilstrækkeligt indtag af DHAs forløber, alfa-linolensyre (ALA), til henholdsvis 1,6 g/d og 1,1 g/d for raske mænd og kvinder. Efterforskerne mener, at forvirringen opstår fra tilgangen til at studere omega-3-fedtsyrer, især DHA-kravene. Til disse undersøgelser suppleres DHA, og ofte bruges komplekse, multifaktorielle sygdomsudfald som endepunkter. Doserne af DHA, der anvendes i disse undersøgelser, er ofte subjektive, og deltagere, inklusive kontroller, har varierende DHA-indtag og -niveauer. Det ville være nyttigt at supplere en befolkning, som vegetarer eller veganere, hvis niveauer er tilsvarende lave. Klassisk mente man, at når DHA indtages, omdannes en del "baglæns" til eicosapentaensyre (EPA), som derefter akkumuleres i en proces kaldet "retrokonversion". Ved at bruge en ny tilgang kaldet forbindelsesspecifik isotopanalyse (CSIA) observerede efterforskerne, at stigningen i EPA ikke primært skyldes retrokonvertering, men snarere fra et efterslæb af EPA, der primært stammer fra ALA. Oprindeligt demonstreret i gnavermodeller af CSIA, bekræftede holdet ved lignende modellering, at DHA-forbrug hos mennesker resulterer i den samme efterslæb af EPA. Kritisk set inducerer DHA et efterslæb i metabolismen af ​​EPA, og diæt ALA ser ud til at være afgørende for dette efterslæb. Således repræsenterer stigningen i EPA en biokemisk feedback-vej, der forsinker DHA-syntese som reaktion på tilstrækkeligt med DHA.

Betydning: Ved præcist at bestemme den laveste mængde DHA, der kræves for at aktivere denne feedback-mekanisme, kan det være nyttigt til fremtidig estimering af DHA-krav. Desuden er problemet med de foreslåede mængder for de uofficielle anbefalinger, at hvis den globale befolkning skulle indtage disse mængder, ville det være miljømæssigt bekymrende, da dette næringsstof er økologisk følsomt, og dets hovedkilde kommer fra allerede stressede havfiskebestande, hvilket tilskynder til ubæredygtige fiskerimetoder. , noget miljøforkæmpere og forskere har sagt skaber legitime klima- og sundhedsproblemer.

Hypotese: Den dosis, hvormed EPA stiger med øget DHA, er det punkt, hvor forlængelsen aftager, hvilket indikerer, at en signifikant tilbagekoblingsvej er til stede.

Mål: 1. For at bestemme dosis-responsen for DHA for at øge EPA. 2. Undersøg DHA-dosis og -tid, der øger EPA ved hjælp af CSIA. 3. At måle EPA, DPAn-3 og DHA omsætning og tab. 4. Giv data til eksplorativ analyse relateret til PUFA-metabolisme, ALA-forbrug og dets effekt på EPA- og DHA-niveauer og DHA's virkninger på sygdomsrelaterede biomarkører, C-Reactive Protein (CRP) og blodkoagulation.

Forsøgsdesign: Co-princip investigators Dr. Richard Bazinet og Dr. John Sievenpiper og medforskere, Dr. David Jenkins og Adam Metherel vil sammen med ph.d.-studerende Amy Symington udføre et dobbeltblindet, placebokontrolleret, dosis-respons tilskudsforsøg. Tooghalvfjerds sunde veganere eller vegetarer, der er 18-50 år gamle, vil blive tilfældigt tildelt 1 ud af 6 grupper. Forud for randomisering vil deltagerne gennemgå en 2-ugers indkøringsfase for at indsamle deres spørgeskemadata. Når de er randomiseret, vil hver gruppe tage DHA-tilskud på enten 0mg (placebo), 100mg, 200mg, 400mg, 800mg og 1000mg om dagen i løbet af 8 uger. Disse doser repræsenterer intervallet af DHA-indtagsniveauer, der spænder over gennemsnitlige befolkningsindtag (<100 mg/d), hyppigt anbefalede indtag (250 - 500 mg/d) og DHA-indtagsniveauer, der vides at øge plasma-EPA-niveauer (1000 mg/d). Et spørgeskema vil blive administreret for at indhente information i forhold til omtrentligt ALA, EPA og DHA indtag før og efter tilskudsperioden. En 3-dages vejet kostdagbog vil blive leveret for at opnå fødeindtagelse i løbet af tilskudsperioden for at måle ALA-forbruget. Deltagerne vil blive bedt om at afstå fra DHA-rige fødevarer i tilskudsperioden. Dette vil ikke være et problem, da denne befolkning generelt ikke indtager DHA-rige fødevarer. Baseline-indtaget af den essentielle fedtsyre ALA vil blive vurderet via spørgeskema og verificeret med blodprøver.

Deltagere: Undersøgelsen vil rekruttere 72 sunde vegetarer og veganere for at tillade de lavest mulige baseline EPA- og DHA-niveauer. Eksklusionskriterierne er som følger: indtagelse af EPA og/eller DHA-tilskud inden for de seneste seks måneder, har 3 % eller højere af DHA i deres totale plasmalipider, BMI <18 kg/m2 eller >30 kg/m2, er overgangsalderen eller post- - overgangsalderen, gravide eller ammende, kroniske eller overførbare sygdomme (som multipel sklerose, nyre- og inflammatorisk tarmsygdom, type 2-diabetes, kræft eller hjertesygdom), brug af kronisk anti-inflammatorisk medicin, brug af lipid-kontrollerende medicin, hypertriglyceridæmi (> 4 mmol/l) eller hyperkolesterolæmi (LDL-C >5 mmol/l), forudser store ændringer i livsstil, ryger, stor alkoholbruger (>3 drinks/dag) og større operationer eller har deltaget i et interventionsforsøg i de sidste seks måneder. Disse eksklusionsdata er i overensstemmelse med tidligere metaanalyser og n-3 tilskudsforsøg, der har brugt ovenstående eksklusionskriterier, da de påvirker n-3 PUFA-metabolismen. Deltagere, der underskriver samtykkeformularen, som senere anses for at være udelukket på grund af BMI eller % af DHA-niveauer, vil blive informeret via e-mail og/eller telefon. Dette er forklaret i samtykkeerklæringen.

Fedtsyreanalyser: Blodprøver til baseline- og opfølgningsmøder vil blive indhentet efter en 12-timers faste natten over. Blodprøver vil blive indsamlet på dag 0, 3, 7, 14, 28 og 56. Prøverne vil blive indsamlet af en sygeplejerske. Fuldblodsprøver vil blive gemt og opbevaret fra hver deltager. Derefter vil de resterende fuldblodsprøver fra hver deltager blive centrifugeret, og plasma og røde blodlegemer (RBC'er) isoleres fra hver prøve. De vil blive opbevaret ved -80°C i en lufttæt beholder, indtil de skal bruges til analyse. Plasma- og RBC-prøver vil blive analyseret for fedtsyrekoncentrationer ved hjælp af gaskromatografi (GC)-flammeioniseringsdetektion, og delta carbon-13 (δ13C) vil blive vurderet ved hjælp af GC-isotopforhold massespektrometri. Plasma og RBC'er vil blive analyseret med ændringer i plasma EPA-niveauer som det primære resultat og plasma δ13C EPA-signatur, målt ved forbindelsesspecifik isotopanalyse (CSIA), som det sekundære resultat. δ13C-signaturen af ​​EPA vil også blive målt for at se, at den stemmer overens med δ13C-signaturen af ​​plasma ALA og ikke DHA-supplementet.

Prøvestørrelse: Effekten blev beregnet baseret på resultater fra litteraturen, som konsekvent har rapporteret ændringer i plasma-EPA efter DHA-tilskud i 6 uger med 12 forsøgspersoner, og er i overensstemmelse med vores resultater. Ved at bruge midler, standardafvigelser og stikprøvestørrelser fra Metherel et al undersøgelsen i 2019 og disse to tidligere undersøgelser, en alfa = 0,05 og ønsket styrke på 0,8, bestemte vi stikprøvestørrelser på lidt over 9 som tilstrækkelige til at give en statistisk signifikant effekt. Som sådan vil vi for at tage højde for en forventet frafaldsrate på 20-25 % rekruttere 12 deltagere for at sikre, at vi har den rette strøm til vores primære resultat.

Sekundær analyse: Afhængigt af rekruttering vil efterforskerne undersøge, om mænd og kvinder reagerer forskelligt i en eksplorativ analyse, idet de erkender, at de muligvis ikke har magt til at opdage potentielt reelle, men små kønsrelaterede forskelle. Efterforskerne vil bruge fuldblodsprøver indsamlet til at bestemme FADS1, FADS2, ELOVL2 og ELOVL5 isoformer, som har vist sig at påvirke blodniveauerne af EPA og DHA som en delanalyse.

Efterforskerne vil også levere data til at lave yderligere analyser relateret til n-3 PUFA omsætning og tabsrater, deltagernes ALA forbrug og dets effekt på n-3 PUFA metabolisme. Derudover vil nogle af de gavnlige resultater, der kan opstå med DHA-tilskud ifølge nuværende forskning, blive bestemt, herunder blodtryk, hjertefrekvens, triglycerider og LDL, HDL og total kolesterol.

Rekruttering: Deltagerne vil blive rekrutteret via e-mail og sociale medier til forskellige vegetariske/veganske fokuserede grupper og organisationer.

Antropometriske analyser: Højden vil blive målt med et vægmonteret stadiometer.

Kropsvægten vil blive vurderet ved stråleskala. Taljeomkredsen vil blive vurderet ved hjælp af Heart and Stroke Foundation-metoden. Blodtryk (BP) og hvilepuls vil blive målt. For at indsamle dette mål vil deltagerne blive siddende i et stille, temperaturkontrolleret rum i mindst 5 minutter for at opnå hvilepuls og BP. Efterfølgende vil BP blive målt oscillometrisk ved hjælp af OMRON Intellisense HEM-907 i henhold til JNC VII kriterier. BP vil blive målt i tre eksemplarer, med hver måling adskilt med et minut, og gennemsnittet af de tre mål vil blive taget.

Biokemiske analyser: Plasma- og RBC-prøver for EPA og DHA vil blive adskilt ved centrifugering og straks frosset ved -80 C ved University of Toronto til senere analyse. Selvom plasma er det primære fokus for resultatet, vil både plasma- og RBC-prøver blive analyseret til sammenligning ved hjælp af GC-FID for at bestemme EPA- og DHA-niveauer, og δ13C vil blive analyseret ved hjælp af GC-IRMS.

Baseline og opfølgende spørgeskema: For at opnå et omtrentligt ALA-, EPA- og DHA-indtag både før og efter tilskudsperioden, vil et spørgeskema blive udleveret til deltagerne via e-mail, som skal udfyldes efter det første telefon-/zoommøde og ved det sidste besøg på dagen 56.

Statistisk analyse

Primære resultater. Plasma- og røde blodlegemer (RBC) prøver vil blive analyseret ved hjælp af GC-FID for at bestemme n-3 PUFA-koncentrationer inden for hver gruppe. Statistisk analyse vil blive udført ved en tovejs ANOVA (dosis x tid) med gentagne målinger på tid for at bestemme interaktion og/eller hovedeffekter. Derudover vil stigningen i EPA-niveauer blive analyseret ved segmenteret regression (eller breakpoint-analyse), som det gøres med indikator-aminosyreoxidationsteknikken mellem doser og inden for hvert tidspunkt for at identificere den dosis af DHA-tilskud, der resulterer i en pludselig stigning i EPA-niveauer, DHA-dosis, der initierer feedbackhæmning. Gentagne målinger post hoc Tukey test vil blive brugt til at bestemme signifikante forskelle i DHA% og EPA% mellem besøg såvel som mellem grupper. En Games-Howell-test vil blive administreret under Tukey-testen, hvis en gruppe tilfældigvis har ujævne deltagerantal på grund af frafald.

Sekundære resultater. δ13C vil blive analyseret ved hjælp af GC-IRMS. δ13C-signaturen af ​​EPA vil blive målt for at se, at den stemmer overens med δ13C-signaturen af ​​plasma ALA og ikke DHA-supplementet. Omsætningshastigheder og halveringstider for EPA, DPAn-3 og DHA vil blive beregnet af GraphPad Prism version 10.0, og hastigheden for tab af EPA, DPAn-3 og DHA i nmol/ml/dag fra plasmaet vil blive beregnet ved hjælp af følgende formel: Jout = 0,693CFA/t1/2.

Udforskende og overholdelsesresultater. Blandede effektmodeller med gentagne mål vil blive brugt til at vurdere ændringer i alle eksplorative resultater uden at kontrollere for falsk opdagelsesrate. Parvise sammenligninger mellem grupper vil blive udført ved hjælp af Tukey-Kramer-justering eller anden passende statistik. Effektmodifikation ved ALA-forbrug, køn og genetik vil blive undersøgt, og blodprøver vil blive analyseret for overholdelse.

Undergruppe Analyse. A priori-analyse vil blive udført efter alder, køn, etnicitet, baseline BMI, baseline taljeomkreds, genetiske varianter og ALA-forbrug.