Razziale/etnico nel metabolismo del calcio e del sodio

Disegno sperimentale: settantasei adulti di età compresa tra 18 e 50 anni (19 bianchi, 19 neri, 19 ispanici e 19 asiatici) saranno reclutati per completare 16 in ciascun gruppo e testati su due livelli di sale nella dieta (inferiore = 2300 mg/Na /d e superiore = 3700 mg Na/d) in ordine randomizzato. Le misure di esito primarie sono l'assorbimento frazionale di calcio e l'escrezione urinaria di calcio. Le misure di esito secondarie sono l'escrezione urinaria di sodio e le concentrazioni di calcio e magnesio ionizzati nel sangue intero.

I partecipanti saranno reclutati tramite poster o volantini distribuiti all'interno e nelle vicinanze del campus, attraverso presentazioni alle organizzazioni a cui partecipano i potenziali partecipanti (YMCA, confraternite, chiese, ecc.) e pubblicità tramite annunci sui giornali, social media e altri. Gli intervistati saranno invitati per una visita di screening presso il Dipartimento di Scienze dell'Esercizio e della Nutrizione per determinare l'idoneità e per firmare un modulo di consenso.

I partecipanti idonei avranno 3 nonni su 4 autoidentificati come gruppo razziale/etnico. Non avranno assunto farmaci vasoattivi o che alterano il metabolismo del calcio (statine, antipertensivi, aspirina, steroidi, bifosfonati, diuretici tiazidici, terapia ormonale sostitutiva e antidepressivi), hanno subito una frattura ossea negli ultimi 6 mesi, hanno avuto diabete, cancro, malattie del fegato, malattie gastrointestinali (ad esempio: morbo di Crohn, sindrome dell'intestino irritabile, sindrome da malassorbimento), ridotta funzionalità renale o ha fumato sigarette negli ultimi 12 mesi prima dello studio. I soggetti idonei inoltre non avranno consumato abitualmente > 1000 mg Ca/die da alimenti o integratori.

Dopo aver fornito il consenso scritto, i richiedenti compileranno un breve questionario sulla storia medica, l'attività fisica e l'uso di integratori e un registro della dieta di 4 giorni per valutare l'assunzione abituale di latticini e i nutrienti noti per influenzare il metabolismo del calcio e del sodio, ad esempio calcio, sodio, magnesio , proteine, fibre. La circonferenza della vita, l'altezza e il peso saranno misurati per determinare l'indice di massa corporea (BMI) e verrà raccolto un campione di sangue a digiuno per valutare la biochimica e la metabolomica del sangue. Verrà eseguita una DXA per determinare il calcio corporeo totale come covariata.

I soggetti arruolati verranno randomizzati a una sequenza di 2 trattamenti di una dieta ricca (3700 mg di sodio) o bassa (2300 mg di sodio) per 2 giorni ciascuno separati da un periodo di interruzione di 4 settimane durante il quale consumeranno diete autoselezionate. Verranno forniti tutti gli alimenti e le bevande per controllare i nutrienti noti per influenzare il metabolismo del calcio con il sale che rappresenta la principale differenza tra i periodi. I menu saranno ideati per controllare l'energia, il calcio, il sodio, i macronutrienti e le fibre. Le porzioni saranno adeguate al fabbisogno energetico del partecipante. Verrà chiesto loro di interrompere l'assunzione di qualsiasi integratore alimentare 30 giorni prima dello studio e di astenersi da caffeina, alcol e esercizio fisico intenso per 24 ore prima di ogni sessione di test. Ai partecipanti verrà chiesto di raccogliere l'urina per 48 ore per misurare l'escrezione di sodio, calcio e magnesio e un campione di feci per misurare la metabolomica fecale. Il giorno seguente. Ai partecipanti verrà chiesto di astenersi da tutti i cibi e le bevande non forniti fino all'ultimo prelievo di sangue.

Metodi analitici:

I campioni totali di calcio, sodio e magnesio, latte e urina saranno analizzati chimicamente. I rapporti isotopici nelle urine e nel plasma saranno misurati mediante spettrometria di massa ICP (Element2/XR, Thermo Fisher Scientific). L'assorbimento frazionale di calcio sarà calcolato secondo la seguente formula:

Assorbimento frazionario di Ca (%)=(Siero 〖arricchimento con 44〗_Ca)/〖Siero arricchimento con 43〗_(Ca ) ×(Dose 43_Ca)/(Dose 44_Ca )×100.

Per controllare i fattori che potrebbero influenzare l'assorbimento del calcio, la vitamina D sierica e l'ormone paratiroideo saranno misurati rispettivamente mediante cromatografia liquida-spettrometria di massa e kit ELISA disponibile in commercio.

Il calcio e il magnesio ionizzati nel sangue intero saranno analizzati da un analizzatore di elettroliti Nova 8. Abbiamo dimostrato che questo metodo era più sensibile del magnesio totale sierico o urinario al recente magnesio alimentare e, quindi, è stato proposto come biomarcatore dello stato del magnesio.

La metabolomica plasmatica e fecale sarà eseguita mediante spettrometria di massa.

Analisi statistica:

La misura dell'esito primario è l'assorbimento frazionario del calcio, espresso come percentuale del tracciante ingerito. L'analisi a due fattori (livello di sale e razza/etnia) sarà analizzata utilizzando un modello lineare misto che tiene conto della caratteristica di cross-over del disegno con due trattamenti somministrati in ordine casuale per ciascun soggetto. Le principali questioni di interesse, ovvero il confronto dell'assorbimento e dell'escrezione di calcio tra razza/etnia e risposta al sale nella dieta, saranno esaminate come contrasti all'interno di questo modello statistico. Gli investigatori cercheranno di pareggiare il numero di uomini e donne in ciascun gruppo per esplorare le differenze di sesso, sebbene non ci siano motivi a priori per presumere che ci saranno differenze di sesso. Non sono state riportate differenze razziali/etniche nell'assorbimento del calcio in risposta al sodio nella dieta. Pertanto, l'escrezione urinaria di calcio da studi precedenti verrà utilizzata per eseguire calcoli di potenza per determinare la dimensione del campione. Negli adolescenti sono state riportate differenze nero-bianco nell'escrezione urinaria di calcio in risposta al sodio alimentare utilizzando un disegno incrociato. Le medie e DS del calcio urinario (mg/d) nelle ragazze adolescenti erano 107±15 con una dieta ricca di sodio e 69±12 con una dieta povera di sodio per le ragazze bianche rispetto a 53 ± 10 e 50±9 con diete ricche e povere di sodio , rispettivamente, per le ragazze nere. Questa differenza in risposta al sodio fornisce il 90% di potenza con una dimensione del campione di 6 per una differenza razziale su una dieta ricca di sale o un effetto del sodio in un progetto crossover. La risposta degli asiatici o degli ispanici al sale sul metabolismo del calcio non è nota, ma si prevede che le differenze siano più sottili rispetto ai gruppi neri e bianchi. La minore differenza razziale tra i partecipanti neri e bianchi che seguono una dieta a basso contenuto di sodio richiede 16 soggetti per gruppo per l'80% di potenza. Pertanto, vengono proposti 16 completatori per gruppo. Correlazioni e metodi di regressione lineare verranno utilizzati per esplorare le relazioni tra le variabili di esito per trattamenti specifici e le caratteristiche del soggetto. Tutte le analisi statistiche saranno eseguite utilizzando SAS (versione 9.3, SAS Institute).