Välimeren ruokavalion ja vähäproteiinisen ruokavalion ja ketohappojen vaikutukset munuaisiin fysiologiseen suoliston mikrobiotiin kroonisessa taudissa (MEDIKA)

Tausta: CKD:ssä maha-suolikanavan (GI) biokemiallinen miljöö muuttuu useiden mekanismien vaikutuksesta, mikä vaikuttaa suoliston mikrobiotan koostumukseen ja toimintaan. Aineenvaihduntatoimintojen lisäksi mikrobiota vaikuttaa yleiseen terveyteen. Se sulattaa ruokaa pääasiassa sakkarolyyttisen tai proteolyyttisen katabolian kautta, ja edellisen esiintyvyys on terve. Päinvastoin CKD:ssä havaitaan dysbioosia jälkimmäisen esiintyvyyden kanssa.

Tässä tilanteessa glomerulusten suodatusnopeuden hidastuminen ja ureapitoisuuden nousu johtavat sen voimakkaaseen virtaamiseen maha-suolikanavaan. Tässä urea hydrolysoituu spontaanisti ja/tai mikrobien ureaasin vaikutuksesta vapauttaen ammoniakkia, joka muuttuu helposti ammoniumhydroksidiksi. Jälkimmäinen nostaa GI pH:ta aiheuttaen limakalvon ärsytystä, enterokoliittia ja muutoksia mikrobiston koostumuksessa. Tämä edistää tulehduksen pahenemista ja taudin etenemistä: mikrobiota on todellakin tunnistettu useiden hyvin tunnettujen ja vielä tunnistamattomien haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) ensisijaiseksi lähteeksi, mukaan lukien eräät tärkeimmistä ureemisista toksiineista.

Joitakin edullisia vaikutuksia, jotka on havaittu tutkimuksissa vähäproteiinisella ruokavaliolla, jota on täydennetty ketohapoilla kroonisessa taudissa, ei voida selittää pelkästään proteiinin vähenemisellä. Tutkijoiden hypoteesi on, että ketohapoilla voi olla suoria suojaavia vaikutuksia munuaisvaurion etenemiseen indusoituneiden muutosten kautta suolen biokemiallisessa ympäristössä ja mikrobiotan koostumuksessa.

Samoin Välimeren ruokavalio kuituvaroineen voi auttaa palauttamaan suoliston mikrobiottasapainon.

Hypoteesi:

Ensimmäinen hypoteesi ennakoi KD:n suotuisan vaikutuksen mikrobiotan tasapainottamiseen ja mikrobiperäisten ureemisten toksiinien vähenemiseen CKD-potilailla KD:n aiheuttaman urean vähenemisen kautta. Toinen kaavailee MD:n suoria vaikutuksia suoliston mikrobiston koostumukseen lisäämällä suojaavia lajeja ja vähentämällä ureemisten toksiinien tuotantoa.

Tutkimuksessa arvioidaan kolmen erilaisen ruokavalion vaikutuksia, jotka koostuvat seuraavasti:

FD sisältää proteiinia 1 g/bw/vrk, kasviproteiinia 15-20 g/vrk;

• MD sisältää 0,7-0,8 g/bw/päivä proteiinia, kasviproteiinia 40-50 g/päivä;
• KD sisältää proteiinia 0,3-0,5 g/bw/vrk, eläinproteiinia 0 g/vrk, kasviproteiinia 30-40 g/vrk sekä ketohappoja 0,05 g/bw/vrk.

Erityinen tavoite:

1. Arvioida Välimeren ruokavalion (MD) ja vähäproteiinisen, ketohapoilla (KD) täydennetyn ruokavalion vaikutuksia mikrobiotan koostumukseen
2. Arvioida KD:n ja MD:n vaikutuksia mikrobiperäisiin VOC-tasoihin (jo tunnistetut ja vielä tunnistamattomat ureemiset toksiinit) metabolomiikan avulla
3. Arvioida KD:n tai MD:n vaikutuksia munuaisten toimintaparametreihin, uremiaan, tulehdus- ja ravitsemustilaan

Kokeellinen suunnittelu Tavoite 1:

Suunniteltu tutkimus on kokeellinen, satunnaistettu, cross-over. Se toteutetaan Helsingin julistuksen (IV-mukautus) mukaisesti ja toimitetaan paikallisen eettisen toimikunnan hyväksyttäväksi; kirjallinen suostumus hankitaan kaikilta aiheilta. Mukaan otetaan 60 potilasta, joilla on CKD-vaiheet 3b-4 (MDRD-kaava), mukaanlukien ja poissulkemiskriteerien mukaisesti (katso alla).

Kokeellinen suunnittelu Tavoite 2:

Kohdistamaton metabolominen analyysi suoritetaan uloste- ja virtsanäytteille, jotka on kerätty samaan aikaan, joka on kuvattu kokeen suunnittelutavoitteessa 1 VOC- (GC-MS/MS) ja ei-VOC-profiloinnin (LC-MS/MS) osalta. Samaan aikaan kerätyt seerumit analysoidaan myös ei-kohde-metabolomiikalla ei-VOC-profilointia varten ja kohdemetabolomiikalla jo tunnettujen ureemisten toksiinien eli indoksyylisulfaatin ja p-kresyylisulfaatin sekä epäkohdekokeessa löydettyjen potentiaalisten metaboliittien biomarkkerien kvantifioimiseksi.

Kokeellinen suunnittelu Tavoite 3:

Lisäksi jokainen potilas käy kolmen kuukauden välein lääkärintarkastuksessa, jossa arvioidaan verenpainetta ja ravitsemustilaa. Lisäksi samaan aikaan tavoite 1 (T0, T3, T9, T12 ja T18 kuukautta tutkimuksen alusta) kukin potilas toimittaa veri- ja virtsanäytteet sekä rutiini- että kokeellista analyysiä varten.