Epäorgaanisten nitraattien vaikutuksen tutkiminen ihmisen mikrovaskulaariseen fysiologiaan - pilottitutkimus. (ENIH-MPS)
Tutkimuksen yleiskatsaus
Yksityiskohtainen kuvaus
Sydän- ja verisuonisairaus (CVD) on suurin maailmanlaajuisen kuolleisuuden syy, ja se muodostaa yli 29 prosenttia kaikista sepelvaltimotautiin ja aivohalvaukseen liittyvistä kuolemista, joiden ennustetaan olevan maailmanlaajuisesti johtava kuolinsyy vuoteen 2020 mennessä. Lisääntynyt kuolleisuus on vain yksi puoli ongelmasta, koska sydän- ja verisuonitautien kliininen hoito on kallista ja pitkäkestoista ja saattaa ohjata perheen ja yhteiskunnan resursseja henkeä pelastaviin intensiivisiin lääkehoitoihin. Siksi on ratkaisevan tärkeää kehittää ehkäiseviä ja terapeuttisia strategioita, jotka vähentävät sydän- ja verisuonitautien taloudellista ja sosiaalista taakkaa.
Ikääntyminen on kroonisten sairauksien, kuten syövän, diabeteksen hermoston rappeutumisen ja sydän- ja verisuonisairauksien, merkittävä riskitekijä. Esimerkiksi kroonisen laskimoiden vajaatoiminnan (CVI) esiintyvyys ja ilmaantuvuus liittyvät läheisesti ikääntymiseen liittyvään mikroverenkierron hallinnan toimintahäiriöön. Samoin ikääntyminen liittyy lisääntyneeseen ateroskleroosiriskiin ja makroskooppisten leesioiden muodostumiseen suurissa valtimoissa, mikä johtaa verenvirtauksen tukkeutumiseen ja iskeemisten tapahtumien alkamiseen. Maailmanlaajuiset ikädemografisten trendien nopeat muutokset korreloivat siten läheisesti sydän- ja verisuonitautien lisääntyvän taakan kanssa.
Hypertensio on tärkeä sydän- ja verisuonitautien riskitekijä. Kohonnut verenpaine (BP) johtuu ensisijaisesti kohonneesta verisuonivastuksesta, mikä johtuu pääasiassa valtimon seinämän paksuuntumisesta, autonomisesta säätelyhäiriöstä ja endoteelin toimintahäiriöstä. Endoteelista johdettu typpioksidi (NO) on voimakas verisuonia laajentava aine, jolla on keskeinen rooli verisuonten sävyn hetkessä säätelyssä. Siksi ei ole yllättävää, että endoteelin toimintahäiriön avainnäkökohta on vähentynyt NO-tuotanto L-arginiinista riippuvaisen entsymaattisen reitin kautta. NO vähentää myös verihiutaleiden aggregaatiota, parantaa mitokondrioiden toimintaa ja vähentää solujen verisuonten adheesiota. Näin ollen NO:n biologisen hyötyosuuden väheneminen liittyy syy-yhteydessä verenpaineen ja ateroskleroottisen riskin lisääntymiseen.
Viime aikoihin asti uskottiin, että ravinnon nitraatit (NO3-) ja nitriitit (NO2-) tarjosivat rajallisia fysiologisia etuja, vaikka niitä tuotetaan endogeenisesti osana NO-aineenvaihduntareittiä. Enterosylkikierron ja NO3- ei-entsymaattisen pelkistyksen löytäminen NO2- ja NO:ksi tarjoaa tärkeän vaihtoehtoisen NO:n lähteen, erityisesti ympäristössä, jossa pH ja happipaine ovat alentuneet. Tärkeimmät ravinnon NO3-lähteet ovat vihreät lehtivihannekset, kuten rukola tai pinaatti, tai mukulatuotteet, kuten punajuuri. Tyypillinen länsimaisen ruokavalion nitraattien saanti tarjoaa 50-100 mg/NO3-/vrk, kun taas hedelmä- ja vihannespitoiset ruokavaliot, kuten Välimeren tai japanilainen ruokavalio, voivat tarjota jopa 1000 mg/NO3-/vrk. Yhä useammat todisteet näyttävät tukevan yhteyttä näiden ruokavaliomallien korkean NO3-pitoisuuden ja suojaavien sydän- ja verisuonivaikutusten välillä.
NO3-:n kardiovaskulaaristen hyötyjen uskotaan johtuvan endoteelin toiminnan paranemisesta, joka saavutetaan parantuneen NO:n biologisen hyötyosuuden ansiosta. Muita mekanismeja voivat sisältää NO2-:n suora vaikutus kalsiumkanaviin verisuonten sileissä lihassoluissa (SMVC) resistenssisuonissa. NO3-:n muuntaminen NO2-:ksi suun mikroympäristön toimesta on keskeinen mekanismi entero-syljen NO3-kierrossa ja NO:n ei-entsymaattisessa synteesissä. Suun mikrobiootti on kriittisesti mukana ensimmäisessä pelkistysvaiheessa (NO3- NO2-) ja suun mikrobiston pelkistyskapasiteetin muutos (eli sylkeminen, antiseptinen suuvesi) keskeyttää epäorgaanisen NO3- suotuisat vaikutukset verisuonten toimintaan. Siervo ym. ovat äskettäin osoittaneet tiivistetyn punajuurimehun lisäyksen vähentyneen tehon vanhemmilla ylipainoisilla ja lihavilla henkilöillä. Ikääntyminen näyttää olevan yhteydessä suun mikroympäristön muutoksiin sekä endoteelin ja SMVC:iden vähentyneeseen vasteeseen NO:lle.
Ikääntymisprosessin vaikutuksista NO3-konversioon vaikuttaviin tekijöihin on kuitenkin rajallisesti tietoa suun ympäristön NO3-pelkistyspotentiaalista alkaen. Siksi endoteelin toimintahäiriöön liittyvien ikään liittyvien mekanismien parempi ymmärtäminen voisi johtaa tehokkaiden ja kohdennettujen ruokavaliostrategioiden kehittämiseen verenpainetaudin, valtimoiden jäykkyyden ja sydän- ja verisuonitautien varhaisessa ehkäisyssä koko elämän ajan.
Opintotyyppi
Ilmoittautuminen (Todellinen)
Vaihe
- Ei sovellettavissa
Osallistumiskriteerit
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Sukupuolet, jotka voivat opiskella
Kuvaus
Sisällyttämiskriteerit:
- savuttomia,
- terve (määritelty kroonisten sairauksien puuttumisena, jotka voisivat vaikuttaa niiden mikro- ja makrovaskulaariseen toimintaan - esim. krooninen laskimoiden vajaatoiminta, systeeminen skleroosi, hyperkolesterolemia, diabetes, sydän- ja verisuonisairaudet - sairaushistoriakyselyn perusteella määritettynä),
- 18–35-vuotiaat (ryhmä A) ja 55–75-vuotiaat (ryhmä B) miehet tai naiset.
- normotensiivinen (systolinen verenpaine (SBP) 115–140 mmHg ja diastolinen verenpaine (DBP) 75–90 mmHg) painoindeksin (BMI) ollessa 18–30 kg/m2.
Poissulkemiskriteerit:
- tutkimustuloksia häiritsevien lääkkeiden ottaminen,
- olet laihtunut yli 3 kg tutkimusta edeltävän kuukauden aikana,
- täydellisten proteesien käyttö ja tulehduksellisten suusairauksien diagnosointi.
Opintosuunnitelma
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: Ennaltaehkäisy
- Jako: Satunnaistettu
- Inventiomalli: Crossover-tehtävä
- Naamiointi: Kolminkertaistaa
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / Arm |
Interventio / Hoito |
|---|---|
|
Kokeellinen: Punajuuri
Perustason mikroverenkierto- ja verenpainemittausten sekä virtsa- ja sylkinäytteiden keräämisen jälkeen "punajuuri"-ryhmän osallistujia pyydettiin nauttimaan 140 ml punajuurimehua (James White Drinks Company, Suffolk, UK).
140 ml punajuurimehua vastaa noin 8,4 mmol NO3-.
|
Juoman kulutusta seurasi säännölliset verenpainemittaukset ja sylkinäytteiden otto 30 minuutin välein neljän tunnin ajan. Sitten toistettiin mikroverenkiertomittaukset ja sylki- ja virtsanäytteet otettiin uudelleen. Viimeisen mittauksen jälkeen koehenkilöille annettiin standardoitu ateria, jonka nitraattien saanti oli erittäin alhainen 30 minuutin kuluessa. Osallistuja poistui sitten tutkimuskeskuksesta ja häntä pyydettiin ottamaan sylkinäyte kahden tunnin kuluttua aterian päättymisestä. Tämän jälkeen seurasi välittömästi annos merkittyä nitraattia (4 mg 100 ml:ssa tislattua vettä) juotavaksi minuutin kuluessa. Koehenkilöitä pyydettiin sitten ottamaan kuusi ylimääräistä sylkinäytettä seuraavaan aamuun asti (neljä ennen nukkumaanmenoa ja kaksi aamulla) sekä lepotilan verenpaineen mittauksia. Ristikkäisarvioinnit toistettiin sitten samassa järjestyksessä käynnillä 3, minkä jälkeen seurasi vähintään viikon pesujakso ennen tutkimuksen toiseen haaraan siirtymistä. |
|
Placebo Comparator: Plasebo
Perustason mikroverenkierto- ja verenpainemittausten sekä virtsa- ja sylkinäytteiden keräämisen jälkeen "plasebo"-ryhmän osallistujia pyydettiin nauttimaan 140 ml nitraattia sisältämätöntä punajuurimehua (James White Drinks Company, Suffolk, UK).
|
Juoman kulutusta seurasi säännölliset verenpainemittaukset ja sylkinäytteiden otto 30 minuutin välein neljän tunnin ajan. Sitten toistettiin mikroverenkiertomittaukset ja sylki- ja virtsanäytteet otettiin uudelleen. Viimeisen mittauksen jälkeen koehenkilöille annettiin standardoitu ateria, jonka nitraattien saanti oli erittäin alhainen 30 minuutin kuluessa. Osallistuja poistui sitten tutkimuskeskuksesta ja häntä pyydettiin ottamaan sylkinäyte kahden tunnin kuluttua aterian päättymisestä. Tämän jälkeen seurasi välittömästi annos merkittyä nitraattia (4 mg 100 ml:ssa tislattua vettä) juotavaksi minuutin kuluessa. Koehenkilöitä pyydettiin sitten ottamaan kuusi ylimääräistä sylkinäytettä seuraavaan aamuun asti (neljä ennen nukkumaanmenoa ja kaksi aamulla) sekä lepotilan verenpaineen mittauksia. Ristikkäisarvioinnit toistettiin sitten samassa järjestyksessä käynnillä 3, minkä jälkeen seurasi vähintään viikon pesujakso ennen tutkimuksen toiseen haaraan siirtymistä. |
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Mikroverenkierron toiminnan muutos lähtötilanteesta
Aikaikkuna: 3 tuntia
|
Non-invasiivisia laser-Doppler-virtausmittauksia (LDF) (Periflux 5000 System, Perimed, Ruotsi) käytetään ihon (mikroverenkierron) toiminnan ja punasolujen virtauksen indeksinä.
Mikroverenkierron, NO-riippuvaisen, endoteelitoiminnan (26) mittaamiseksi mittaukset tehdään kerran käynnillä 1 ja kahdesti (ennen ja 3 tuntia).
juoman nauttimisen jälkeen) käynneillä 2 ja 3 käyttämällä lämpöhyperemiaa.
Tätä varten neljä 7-pisteistä integroivaa anturia (malli 413, Perimed), jotka on sijoitettu paikallisiin lämmitysyksiköihin (malli 455, Perimed), sijoitetaan vasemman kyynärvarren ventraaliseen osaan.
Lämmitysyksiköt asetetaan aluksi 33 °C:seen.
10 minuutin perustason tallennuksen jälkeen lämmitysyksikön lämpötila nostetaan 42 °C:seen 1 °C:n nopeudella 10 sekunnin välein maksimaalisen ihon verenkierron saavuttamiseksi; tämä (eli vakaa tasanne ihon verenkierrossa) havaitaan yleensä noin
25 minuuttia paikallista lämmitystä.
|
3 tuntia
|
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Verenpaineen mittaukset
Aikaikkuna: Jopa 24 tuntia
|
Lepotilan verenpaine tallennetaan ajoittain koko testin ajan käyttämällä automatisoitua järjestelmää (Dinamap Dash 2500, GE Healthcare.
Kaksinkertaiset verenpainemittaukset tehdään piilossa ja ne näytetään osallistujalle vasta opintokäynnin lopussa.
Ennen jokaista mittausta osallistujat pyydetään lepäämään istuma-asennossa vähintään 15 minuuttia.
|
Jopa 24 tuntia
|
|
Suun kautta otettava nitraattireduktaasikapasiteetti
Aikaikkuna: Jopa 24 tuntia
|
Nitraattireduktaasiaktiivisuutta tutkitaan arvioimalla erot syljen nitriittipitoisuuksissa validoidun menetelmän mukaisesti.
Lyhyesti sanottuna kymmenen millilitraa kaliumnitraattiliuosta tislatussa vedessä pidetään suussa 5 minuutin ajan ja sitten kerätään.
Nitraattien vähenemisen taustatasot arvioitiin vähentämällä arvot, jotka saatiin pelkästään tislattua vettä suussa pitämisestä.
NO3- ja NO2-pitoisuudet mitataan kemiluminesenssilla.
|
Jopa 24 tuntia
|
|
Koko keho EI tuotantoa
Aikaikkuna: Jopa 24 tuntia
|
Koko kehon NO-tuotannon arvioimiseen käytetään ei-invasiivista stabiilia isotooppimenetelmää (ONT-menetelmä).
Koehenkilöt saavat suun kautta annoksen leimattua natriumnitraattia 100 ml:ssa tislattua vettä (4 mg Na15NO3), ja sylkinäytteissä olevan merkkiaineen isotooppihajoamista käytetään NO-tuotannon arvioiden johtamiseen.
Nitraattipitoisuudet mitataan kemiluminesenssilla.
Nitraattirikastukset mitataan käyttämällä kaasukromatografiamassaspektrometriaa (GCMS).
|
Jopa 24 tuntia
|
|
Virtsa-/sylkinäytteenotto
Aikaikkuna: Jopa 24 tuntia
|
Keskivirran virtsanäytteet kerätään steriileihin astioihin ja alikvoottiin, ja niitä säilytetään -80 ⁰C:ssa myöhempään analyysiin saakka.
Sylki kerätään steriileihin eppendorfeihin ja säilytetään -80 ⁰C:ssa myöhempään analyysiin saakka.
NO3- ja NO2-mittauksissa käytetään sekä sylki- että virtsanäytteitä.
Sylkinäytteitä käytetään myös leimatun NO3- isotooppisen rikastumisen arvioimiseen, kuten aiemmin on kuvattu.
Natriumhydroksidia lisätään virtsa- ja sylkinäytteisiin nitraattien hajoamisen välttämiseksi.
|
Jopa 24 tuntia
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Sponsori
Opintojen ennätyspäivät
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (Todellinen)
Ensisijainen valmistuminen (Todellinen)
Opintojen valmistuminen (Todellinen)
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeksi vahvistettu
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Avainsanat
Muut tutkimustunnusnumerot
- HWB-S&E-23
Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)
Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?
IPD-suunnitelman kuvaus
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .