Productie en metabolisme van trimethylamine-N-oxide

Trimethylamine-N-oxide (TMAO) is een koolstofhoudende organische verbinding die wordt gevormd uit voedingsvoorlopers, waaronder TMAO (rijk aan vis), choline (rijk aan eieren) en carnitine (rijk aan rundvlees). De productie van TMAO is echter zeer variabel (Zhang AQ et al., 1999), lijkt te worden beïnvloed door genetica (Cashman JR et al., 2001) en het darmmicrobioom (Wang Z et al., 2011; Koeth RA et al., 2013), en is gekoppeld aan hartaandoeningen bij hartpatiënten (Wang Z et al., 2011) en colorectale kanker bij postmenopauzale vrouwen (Bae S et al., 2015). Op dit moment is er zeer weinig bekend over het metabolische lot van TMAO en hoe het in het menselijk lichaam wordt gebruikt (Bain MA et al., 2005). Deze studie trachtte (i) de effecten van eieren, rundvlees en vis op TMAO-biomarkers in plasma, spieren, urine en ontlasting te kwantificeren; (ii) het metabolische lot onderzoeken van aanvullende TMAO isotopisch gelabeld met deuterium; en (iii) bepalen of TMAO-productie een functie is van het darmmicrobioom.

Om deze doelstellingen te bereiken, werd een gerandomiseerde, gecontroleerde cross-over studie uitgevoerd bij gezonde mannelijke deelnemers (n=40). De studie omvatte vier armen bestaande uit studiemaaltijden die dierlijke bronnen van TMAO (ei, rundvlees en vis) vertegenwoordigen, samen met een fruitcontrole. De studiemaaltijden waren (i) 3 hele hardgekookte eieren; (ii) 6 oz rundvlees (Philly-Gourmet Beef Patties); (iii) 6 oz vis (kabeljauwfilet); en (iv) 2 single-serve pakketten van Mott's natuurlijke appelmoes. Elke maaltijd werd geserveerd met een kopje water, op één dag toegediend en gescheiden door een uitwasperiode van 1 week. Voor de fruitcontrole werd 50 mg deuterium-gelabeld methyl-d9-TMAO (d9-TMAO; Cambridge Isotopes) toegevoegd aan een kopje water voor orale consumptie om het metabolische lot van TMAO te kunnen volgen en om de biologische beschikbaarheid en opruiming.

Baseline-bloedmonster werd verkregen door een aderlatend persoon met behulp van een standaard venapunctieprocedure, en deelnemers verzamelden hun baseline-urinemonster. Ze leverden ook zelf verzamelde baseline 24-uurs urine- en ontlastingsmonsters in. Na consumptie van de studiemaaltijd werden seriële bloedmonsters verzameld na 15, 30 minuten en 1, 2, 4 en 6 uur, terwijl urinemonsters werden verzameld gedurende de 6 uur durende onderzoeksperiode. Om 4,5 uur kregen de deelnemers een vaste fruitsnack (d.w.z. appelmoes) en water. Op de dag dat deelnemers de d9-TMAO-tracer consumeerden, verzamelden deelnemers hun urine gedurende de volgende 24 uur en hun ontlasting bij de volgende stoelgang. Bovendien werd een subset van deze groep (n=6) uitgenodigd om 6 uur na de consumptie van fruit + d9-TMAO tracer een spierbiopsieprocedure te ondergaan.