La influencia del sistema de suministro de matriz alimentaria en la biodisponibilidad de la vitamina D3 (DFORT)

ANTECEDENTES El proyecto actual es parte del programa de estudio de enriquecimiento con vitamina D con biodisponibilidad mejorada (acrónimo: DFORT), que es un proyecto interdisciplinario que incluye grupos de investigación de Dinamarca, España y los Países Bajos respaldado por la Danish Innovation Foundation. El objetivo general de DFORT es desarrollar estrategias más eficientes para la fortificación con vitamina D mediante el estudio de la influencia de la matriz de administración en la biodisponibilidad de la vitamina D. DFORT está organizado en cuatro paquetes de trabajo científicos (WP).

Los dos primeros WP tenían como objetivo estudiar si la formación de complejos (nanoencapsulación) de vitamina D con diferentes proteínas puede mejorar la estabilidad de la vitamina D (WP 1 dirigido por el prof. Daniel Otzen, AU-iNANO) y el efecto de la formación de complejos en sistemas alimentarios reales, incluidas las investigaciones sobre la estabilidad durante el almacenamiento, la exposición a la luz y al calor (WP 2 dirigido por la profesora asociada Trine Kastrup Dalsgaard, AU-FOOD). WP 1+2 ha demostrado que la vitamina D se puede estabilizar mediante la formación de complejos con proteína de suero y que la encapsulación puede causar una menor degradación oxidativa, mejorando así la estabilidad de la vitamina D en diferentes sistemas alimentarios.

En el estudio actual (WP 3 dirigido por el prof. Lars Rejnmark, AU-Health), se estudiará en humanos la biodisponibilidad de la vitamina D en diferentes matrices alimentarias (incluida la formación de complejos con proteína de suero). Las muestras biológicas se recolectarán en el WP 3, lo que permitirá estudios de metabolómica sobre posibles asociaciones entre la suplementación con vitamina D a través de diferentes matrices alimentarias y el fenotipo metabólico (WP 4 dirigido por el prof. Hanne C. Bertram, AU-FOOD).

Aunque la mayor parte de la vitamina D total del cuerpo se sintetiza en la piel después de la exposición a la luz ultravioleta (longitud de onda de 290-315 nm), la mayoría de las personas requieren al menos algo de vitamina D en la dieta para mantener un estado completo de vitamina D. Esto es especialmente cierto durante el invierno. Con una latitud de 56°N en Dinamarca, no hay síntesis endógena de vitamina D en los meses que van de octubre a abril, lo que significa que los habitantes tienen que depender de las fuentes de alimentos para mantener un estado repleto de vitamina D. El colecalciferol (vitamina D3 [D3]) es la principal fuente dietética de vitamina D, pero solo está presente en un número limitado de alimentos (como el pescado graso), lo que dificulta alcanzar la ingesta recomendada de 10 µg D3 por día.

El estado de la vitamina D puede mejorar en respuesta a una mayor ingesta de vitamina D en términos de suplementos con tabletas o fortificación de alimentos. Numerosos estudios han demostrado un aumento de los niveles de 25-hidroxi vitamina D (25OHD) en respuesta a una mayor ingesta de vitamina D. En general, se supone que las concentraciones medias de 25OHD aumentan en 0,7 nmol/L en respuesta a una mayor ingesta a largo plazo de 1 µg vitamina D por día, aunque el aumento relativo por microgramo suplementado puede ser mayor si los niveles basales son bajos. A pesar de esta conocida relación dosis-respuesta en grupos de personas, varios estudios han documentado que el cambio en los niveles séricos de 25OHD en respuesta a la suplementación con vitamina D varía ampliamente.

Varias razones pueden explicar la variación interindividual en la respuesta a la suplementación con vitamina D. En términos generales, la variación puede deberse a inexactitudes en la dosificación (inconsistencias entre los valores declarados y reales de vitamina D) y la variación en la biodisponibilidad de la vitamina D.

Las inconsistencias entre los valores declarados y medidos del contenido de vitamina D en tabletas de vitamina D y productos enriquecidos con alimentos pueden deberse a inconsistencias en la dosis utilizada para la fortificación o a la inestabilidad de la vitamina en sí. Se han informado resultados discrepantes sobre la estabilidad de la vitamina D en diferentes matrices alimentarias y cuando se exponen a diferentes peligros fisicoquímicos. Algunos investigadores han informado que la vitamina D es inestable, mientras que otros han descubierto que es notablemente estable cuando se expone a la oxidación, la luz y los ácidos y álcalis.

Solo unos pocos estudios han buscado los factores responsables de la variación interindividual en los niveles de 25OHD en respuesta a la suplementación con vitamina D. Estos estudios han sugerido que la composición corporal (incluido el contenido de masa grasa), las variantes genéticas de la proteína transportadora de vitamina D (VDBP) y la proporción de 24,25-dihidroxivitamina D (24,25(OH)2D) sérica a 25OHD pueden contribuyen a la variación en los niveles séricos de 25OHD. Sin embargo, en un estudio reciente, solo el 47 % de las variaciones en la respuesta a la suplementación con vitamina D podría explicarse teniendo en cuenta factores de importancia conocida para los cambios en los niveles de 25OHD.

Además de los índices mencionados anteriormente, los factores de importancia para la absorción intestinal de vitamina D, así como la matriz alimentaria mediante la cual se proporciona la suplementación con vitamina D, pueden contribuir a las variaciones interindividuales en las respuestas de 25OHD. Sin embargo, solo se dispone de pocos estudios sobre la biodisponibilidad de la vitamina D a partir de diferentes matrices alimentarias y la absorción intestinal de la vitamina D, incluido el destino intraluminal, y los mecanismos moleculares que facilitan la absorción aún se conocen solo parcialmente.

Como la vitamina D es una molécula soluble en grasa, generalmente se ha asumido que la vitamina D se absorbe en el intestino delgado por difusión pasiva simple con la vitamina D incorporada en la micela y transportada por los quilomicrones a través de las venas linfáticas al hígado. Esto está alineado con los estudios que muestran un mayor riesgo de niveles bajos de 25OHD en pacientes con malabsorción de grasas. En consecuencia, se ha sugerido que la ingestión de vitamina D con una comida rica en grasas puede aumentar la liberación de bilis, lo que permite una mayor incorporación de vitamina D en la micela de sales biliares, mejorando así la biodisponibilidad de la vitamina D. Sin embargo, se han obtenido resultados discrepantes. informaron, sobre si la composición de las matrices alimentarias (y su contenido en grasas) por las que se ingiere la vitamina D influyen en su biodisponibilidad.

En un ensayo aleatorizado y controlado realizado por Raimundo et al., el cambio medio en los niveles de 25OHD dos semanas después del tratamiento con una sola dosis oral grande de 50 000 UI D3 fue mayor cuando la comida tenía al menos 15 g de grasa en comparación con una comida rica en grasa. -Comida gratis. Por el contrario, no se encontró que el contenido de grasa de las matrices alimentarias influyera en el perfil de tiempo-concentración medido por los niveles de vitamina D2 en plasma 2, 4, 8, 12, 48 y 72 h después de la ingestión de una dosis única de 25 000 UI. D2 agregado a leche entera, leche descremada o disuelto en 0.1 mL de aceite de maíz y aplicado a tostadas. Sin embargo, ambos estudios están limitados por el uso de dosis muy altas (farmacológicas) de vitamina D, que pueden anular cualquier efecto fisiológico de la composición de las matrices alimentarias.

La falta de un efecto del contenido de grasa de los alimentos por los cuales se ingiere la vitamina D también está respaldada por estudios sobre la fortificación con vitamina D del jugo de naranja. La comparación de la biodisponibilidad de la vitamina D agregada al jugo de naranja o suplementada en forma de cápsulas mostró un aumento similar en las concentraciones de 25OHD en respuesta a 11 semanas de suplementación con 1000 UI de vitamina D por día y el aumento fue significativo en comparación con el placebo. El hecho de que la vitamina D pueda absorberse lo suficiente después de una comida sin grasa (como el jugo de naranja) puede explicarse por los hallazgos recientes sobre el mecanismo por el cual se absorbe la vitamina D. Parece que la vitamina D no solo se absorbe por difusión pasiva simple (por incorporación a la micela), ya que se ha demostrado que los transportadores de membrana de colesterol, como SR-BI, CD36 o NPC1L1, están involucrados en la absorción. Las diferencias en los niveles de expresión y la existencia de polimorfismos funcionales en los genes que codifican estas proteínas también pueden contribuir a la gran variación interindividual en las respuestas posprandiales a la vitamina D.

Solo hay muy pocos estudios disponibles sobre el perfil de concentración plasmática de vitamina D después de la ingesta de una dosis oral. Denker et al. estudió el perfil farmacocinético de la vitamina D3 después de la administración de una dosis única de D3 de 2800 o 5600 UI, y mostró que los niveles plasmáticos de D3 aumentaron de manera constante después de la ingesta y alcanzaron su punto máximo a las 9±2,3 h con concentraciones que regresaron a los valores iniciales a las 72 h. Se desconoce si la matriz alimentaria (incluida la formación de complejos de vitamina D por encapsulación con proteínas de suero) afecta la biodisponibilidad de la vitamina D evaluada por los perfiles de concentración plasmática-tiempo y si esto puede influir en la variabilidad interindividual en respuesta a la vitamina D. suplementación

La importancia de la ingesta de calcio, y especialmente la ingesta de calcio de productos lácteos y tabletas (suplementos), ha sido investigada en varios estudios, mostrando resultados discrepantes. Un metanálisis de Cochrane ha sugerido un efecto beneficioso general del aumento de la ingesta de calcio de los productos lácteos y los suplementos de calcio. Sin embargo, un ensayo reciente ha sugerido un aumento de la presión arterial en las horas posteriores a la ingesta de 1000 mg de citrato de calcio en comparación con el placebo. Hasta el momento no se ha investigado si la ingesta de leche provoca efectos similares en los índices de salud cardiovascular, incluida la presión arterial y la rigidez arterial.

OBJETIVO El objetivo general del estudio es investigar la influencia de diferentes matrices alimentarias (incluida la formación de complejos con proteínas de suero de leche) sobre la biodisponibilidad de la vitamina D, según lo evaluado por los perfiles de concentración máxima (Cmax) y la curva de tiempo-concentración de D3 en plasma y, por lo tanto, si la variación interindividual en la absorción de vitamina D puede depender del sistema de administración.

Hipótesis coprimaria (nula):

• La matriz alimentaria por la que se administra D3 no afecta a la Cmax de D3 según se determina 10 h después de la dosificación.
• El perfil de absorción (curva de tiempo-concentración en términos de Área bajo la curva de 0h a 12h [AUC0-12h]) no difiere según la matriz alimentaria por la que se administra D3.

Hipótesis secundarias (nulas)

• En comparación con la vitamina D proporcionada en forma de gotitas, la absorción de D3 no mejora con la administración a través de cada una de las matrices alimentarias analizadas (es decir, aumenta la Cmax).
• En comparación con la vitamina D añadida al jugo, la absorción de D3 no mejora con la D3 unida al complejo de proteína de suero (es decir, aumenta la Cmax).
• Los tratamientos no afectan los niveles plasmáticos de hormona paratiroidea (PTH) y calcio ionizado.
• La variabilidad de la suplementación con vitamina D en términos de Cmax es menor si la vitamina D está unida a un complejo de proteínas de suero en comparación con los otros métodos de suplementación probados.
• La rigidez arterial evaluada por tonometría no se ve afectada por la ingesta de leche.

Hipótesis explicativas Con el fin de permitir futuras investigaciones sobre los índices de importancia para las respuestas a la suplementación con vitamina D, se recopilarán datos sobre la composición corporal, los polimorfismos genéticos, el estado del colesterol y los hábitos dietéticos habituales.

MATERIALES Y MÉTODOS

DISEÑO DEL ESTUDIO El estudio se realiza como un estudio cruzado múltiple usando un diseño de cuadrado latino balanceado. Este diseño permite que cada participante funcione como su propio control, contrarrestando así el riesgo de una influencia adversa en los resultados del orden del tratamiento u otros factores como el efecto del período, así como las variaciones interindividuales atribuibles, por ejemplo, a variaciones genéticas, corporales. peso etc Mediante aleatorización, se asignará a cada participante para recibir los cinco regímenes de tratamiento en un orden preespecificado con un período de lavado de 10 a 21 días entre cada uno de los brazos de tratamiento.

Las secuencias de tratamiento son:

Secuencia de tratamiento 1: A B E C D

Secuencia de tratamiento 2: B C A D E

Secuencia de tratamiento 3: C D B E A

Secuencia de tratamiento 4: D E C A B

Secuencia de tratamiento 5: E A D B C

Secuencia de tratamiento 6: D C E B A

Secuencia de tratamiento 7: E D A C B

Secuencia de tratamiento 8: A E B D C

Secuencia de tratamiento 9: B A C E D

Secuencia de tratamiento 10: C B D A E

PROCEDIMIENTOS PARA LA MANIPULACIÓN DE SUPLEMENTOS DE VITAMINA D El suplemento se adquirirá comercialmente y se almacenará en la Clínica de Osteoporosis del Hospital Universitario de Aarhus y se mantendrá alejado de otros medicamentos y suplementos. El subinvestigador es responsable de la correcta manipulación y dispensación del suplemento de vitamina D, así como de asegurarse de que el suplemento solo se utilice como se describe en el protocolo y de que se instruya a los participantes para que lo tomen correctamente.

PROCEDIMIENTOS PARA LA ALEATORIZACIÓN La aleatorización se realizará utilizando una lista generada por computadora. Los tratamientos no serán cegados para el investigador. En términos de comparar jugo con o sin complejos ligados a proteínas de suero, se aplicará un diseño simple ciego, ya que a los participantes no se les informará cuál de los tratamientos están recibiendo. Cada secuencia de tratamiento se asignará al mismo número de pacientes, p. 3 participantes estarán en la secuencia de tratamiento 1, 3 en la secuencia de tratamiento 2, etc.

POBLACIÓN Treinta participantes serán reclutados de la población general de fondo por correo directo utilizando una lista de individuos seleccionados al azar que viven en el área de Aarhus generada por "Servicios de investigación" en Statens Serum Institut. El estudio se realizará durante el invierno (noviembre-abril).

RETIRO Y ABANDONO Cualquier participante puede abandonar el estudio en cualquier momento sin ninguna explicación y no tendrá que pasar por un examen final. El investigador puede retirar a un participante si esto parece necesario para la seguridad del participante. Los abandonos y retiros se anotarán y explicarán en el CRF.

El retiro ocurrirá en caso de que se cumpla uno de los siguientes criterios:

• Cambio en la suplementación con vitamina D
• Calcio ionizado ≥1,40 mmol/L
• Enfermedad o nueva medicación que influirá en el estudio.
• Efectos/síntomas adversos graves que se espera que sean causados ​​por la suplementación con vitamina D Las enfermedades que ocurren dentro de los 7 días posteriores a los tratamientos pueden ser una posible causa de participación en el estudio. Se puede contactar al subinvestigador en este período de tiempo para investigar si es una causa de la suplementación con vitamina D. En caso de que así sea, se seguirán los síntomas o la enfermedad hasta que se cure o se haya cronificado.

EXÁMENES Los participantes serán examinados 5 veces durante un período de 6 a 12 semanas. En cada visita, los participantes llegarán en ayunas antes de las 9 am y permanecerán en el departamento hasta que se tome la muestra de sangre a las 12 horas. De ahora en adelante, los participantes son libres de irse a casa y regresar al día siguiente para tomar muestras de sangre las 24 horas y entregar las muestras de orina o pasar la noche en el hospital. Durante las 12 horas en el departamento, los participantes recibirán alimentación estandarizada.

Información básica de salud y cuestionarios:

Los participantes responderán cuestionarios sobre su estado de salud general, así como sobre hábitos alimentarios y exposición solar.

Bioquímica:

Las muestras de sangre se recogerán en diferentes momentos (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 y 24 horas).

Todas las mediciones se realizarán cuando se haya recopilado todo el material de los 30 participantes para evitar variaciones en los resultados. Las muestras de sangre se conservarán en un biobanco durante un máximo de 15 años tras la finalización del estudio.

Muestras de orina:

La orina se recogerá en 3 lotes el primer día de cada dosificación, es decir, de 0 a 4 horas, de 4 a 8 horas y de 8 a 24 horas.

Todas las mediciones se realizarán cuando se haya recopilado todo el material de los 30 participantes.

Escáneres óseos:

Absorciometría de rayos X de energía dual (DXA) y tomografía computarizada cuantitativa periférica de alta resolución (HRpQCT):

Exploración DXA con el escáner Hologic QDR Discovery. La densidad mineral ósea (DMO) se medirá en la columna lumbar (L1-L4), el cuello femoral y el antebrazo distal. Además, se determinará la composición corporal total, incluida la masa de tejido graso y magro.

Se realizará una exploración ósea HRpQCT del radio distal y la tibia utilizando un escáner Xtreme CT (SCANCO Medical AG, Suiza). Esto permitirá la evaluación de la DMO volumétrica para el hueso cortical y trabecular, la estructura y la geometría del hueso (incluido el grosor cortical y trabecular, la separación trabecular, etc.) y la resistencia ósea.

Mediciones de presión arterial y tonometría:

La presión arterial y las mediciones de la rigidez arterial (tonometría) se realizan dos veces en cada participante en relación con los regímenes de tratamiento "C" y "D".

En ambas ocasiones, las mediciones se realizan por la mañana con el participante en ayunas. Después de realizar las mediciones, al participante se le proporcionará la intervención junto con un desayuno. Después de esto, el participante estará en ayunas hasta que se realice la próxima medición cuatro horas después.

La presión arterial (PA) en el consultorio se mide en una posición sentada después de 5 minutos de descanso en la parte superior del brazo derecho usando un monitor de PA automático digital. Se realizarán tres lecturas de PA con 2 minutos de descanso entre ellas. Se registra el promedio de las dos últimas mediciones.

La rigidez arterial y la velocidad de la onda del pulso (PWV) se evaluarán mediante tonometría utilizando el sistema SphygmoCor (Xcel; AtCor Medical, Sydney, NSW, Australia). Para mediciones de PWV de carótida a femoral, se utilizará un manguito femoral inflado colocado en la parte superior del muslo derecho combinado con tonometría de aplanación carotídea. Las mediciones se realizan en una habitación tranquila. El participante descansará durante 10 minutos en posición supina antes del inicio de la prueba. La PA braquial se mide en la parte superior del brazo derecho y se realizan dos lecturas de PA consecutivas. Si las lecturas de PA no difieren en > 5 mmHg, se registra la última. Si las lecturas de PA difieren en > 5 mmHg, se obtienen cuatro lecturas de PA. Se registra el promedio de las dos últimas mediciones. AIx se evalúa como la relación entre la amplitud de reflexión de la onda y la presión del pulso central. En los análisis se utiliza la media de dos mediciones. La VOP carótido-femoral se evalúa como la distancia recorrida dividida por el tiempo de tránsito utilizando la distancia directa entre la carótida y el manguito medida con una cinta no estirable (infantómetro). Se realizan un mínimo de dos mediciones. Si las mediciones difieren < 0,5 m/s, se utiliza el promedio de las dos mediciones para los análisis. Si PWV difiere en > 0,5 m/s, se obtiene una tercera medición y se utiliza el valor de la mediana para los análisis. De acuerdo con las recomendaciones generales, la PWV media de la distancia directa entre la carótida y el manguito es múltiplo de 0,8.

PERSPECTIVAS El estudio proporcionará información sobre la biodisponibilidad de la suplementación con vitamina D3, incluidas las fuentes de variación. Dado que Dinamarca es un país con baja latitud y alta prevalencia de insuficiencia de vitamina D y la fortificación de los alimentos no es común ni está legislada, este estudio puede conducir a la fortificación de los alimentos en Dinamarca.