Een dosis-responsonderzoek naar docosahexaeenzuur (DHA) (DRI-DHA)

Docosahexaeenzuur (DHA) is van vitaal belang voor de structuur van celmembranen, essentieel voor de ontwikkeling van hersenen en ogen, wordt in hoge concentraties aangetroffen in de hersenen en het zenuwstelsel en is belangrijk voor een optimale cognitieve ontwikkeling bij kinderen, de groei van de foetus tijdens de zwangerschap en voor gezonde kinderen. moedermelk tijdens de borstvoeding. Er is ook aangetoond dat DHA helpt bij de bescherming tegen primaire en secundaire symptomen van hart- en vaatziekten en maculaire degeneratie. Het blijft echter controversieel of DHA als essentieel wordt beschouwd in de voeding. Ondertussen heeft het Institute of Medicine (nu de National Academy of Medicine) een adequate inname voor de voorloper van DHA, alfa-linoleenzuur (ALA), vastgesteld op respectievelijk 1,6 g/d en 1,1 g/d voor gezonde mannen en vrouwen. De onderzoekers geloven dat de verwarring voortkomt uit de aanpak van het bestuderen van omega-3-vetzuren, met name de DHA-vereisten. Voor deze onderzoeken wordt DHA aangevuld en vaak worden complexe, multifactoriële ziekteresultaten als eindpunten gebruikt. De doses DHA die in deze onderzoeken worden gebruikt, zijn vaak subjectief en deelnemers, inclusief controles, hebben verschillende DHA-innames en -niveaus. Het zou nuttig zijn om een ​​populatie aan te vullen, zoals vegetariërs of veganisten, waarvan de niveaus eveneens laag zijn. Klassiek werd aangenomen dat wanneer DHA wordt geconsumeerd, een deel "achterwaarts" wordt omgezet in eicosapentaeenzuur (EPA), dat zich vervolgens ophoopt in een proces dat "retroconversie" wordt genoemd. Met behulp van een nieuwe aanpak, genaamd compound-specifieke isotopenanalyse (CSIA), merkten de onderzoekers echter op dat de stijging van EPA niet in de eerste plaats het gevolg is van retroconversie, maar eerder van een achterstand in EPA die voornamelijk afkomstig is van ALA. Aanvankelijk aangetoond in knaagdiermodellen door CSIA, bevestigde het team door vergelijkbare modellen dat DHA-consumptie bij mensen resulteert in dezelfde achterstand op het gebied van EPA. Cruciaal is dat DHA een achterstand in het metabolisme van EPA veroorzaakt, en ALA via de voeding lijkt essentieel voor deze achterstand. De toename in EPA vertegenwoordigt dus een biochemische feedbackroute die de DHA-synthese vertraagt ​​als reactie op voldoende DHA.

Betekenis: Door nauwkeurig de laagste hoeveelheid DHA te bepalen die nodig is om dit feedbackmechanisme te activeren, kan dit nuttig zijn voor toekomstige schattingen van de DHA-behoefte. Bovendien is het probleem met de hoeveelheden die worden voorgesteld voor de niet-officiële aanbevelingen dat als de wereldbevolking deze hoeveelheden zou consumeren, dit milieubelastend zou zijn, aangezien deze voedingsstof ecologisch gevoelig is en de belangrijkste bron afkomstig is van reeds onder druk staande visbestanden in de oceaan, wat niet-duurzame visserijpraktijken in de hand zou werken. Iets wat milieuactivisten en onderzoekers zeggen, leidt tot legitieme klimaat- en gezondheidsproblemen.

Hypothese: De dosis waarbij EPA toeneemt met verhoogd DHA is het punt waarop de verlenging vertraagt, wat aangeeft dat er een significant feedbackpad aanwezig is.

Doelstellingen: 1. Om de dosis-respons voor DHA te bepalen om EPA te verhogen. 2. Onderzoek de DHA-dosis en tijd die de EPA verhoogt met behulp van CSIA. 3. Om de omzet- en verliespercentages van EPA, DPAn-3 en DHA te meten. 4. Gegevens verstrekken voor verkennende analyses met betrekking tot het PUFA-metabolisme, de ALA-consumptie en het effect ervan op de EPA- en DHA-niveaus, en de effecten van DHA op ziektegerelateerde biomarkers, C-reactief proteïne (CRP) en de bloedstolling.

Proefopzet: co-principle onderzoekers Dr. Richard Bazinet en Dr. John Sievenpiper en medeonderzoekers, Drs. David Jenkins en Adam Metherel zullen samen met promovendus Amy Symington een dubbelblinde, placebogecontroleerde dosis-respons-suppletiestudie uitvoeren. Tweeënzeventig gezonde veganisten of vegetariërs tussen 18 en 50 jaar oud worden willekeurig toegewezen aan 1 van de 6 groepen. Voorafgaand aan de randomisatie ondergaan de deelnemers een inloopfase van twee weken om hun vragenlijstgegevens te verzamelen. Eenmaal gerandomiseerd, zal elke groep gedurende 8 weken DHA-supplementen van 0 mg (placebo), 100 mg, 200 mg, 400 mg, 800 mg en 1000 mg per dag innemen. Deze doses vertegenwoordigen het bereik van de DHA-innameniveaus, variërend van de gemiddelde inname van de bevolking (<100 mg/d), vaak aanbevolen innames (250 - 500 mg/d) en DHA-innameniveaus waarvan bekend is dat ze de plasma-EPA-niveaus verhogen (1000 mg/d). Er zal een vragenlijst worden afgenomen om informatie te verkrijgen over de geschatte inname van ALA, EPA en DHA voor en na de suppletieperiode. Er wordt een driedaags gewogen dieetdagboek verstrekt om de voedselinname tijdens de suppletieperiode te bepalen en het ALA-verbruik te meten. Deelnemers wordt gevraagd om tijdens de suppletieperiode af te zien van DHA-rijk voedsel. Dit zal geen probleem zijn, aangezien deze populatie over het algemeen geen DHA-rijk voedsel consumeert. De basisinname van het essentiële vetzuur ALA zal worden beoordeeld via een vragenlijst en geverifieerd door bloedmonsters.

Deelnemers: De studie zal 72 gezonde vegetariërs en veganisten rekruteren om de laagst mogelijke basis-EPA- en DHA-niveaus mogelijk te maken. Uitsluitingscriteria zijn als volgt: consumptie van EPA- en/of DHA-supplementen in de afgelopen zes maanden, 3% of meer DHA in hun totale plasmalipiden hebben, BMI <18 kg/m2 of >30 kg/m2, in de menopauze of postoperatief zijn. -menopauze, zwangerschap of borstvoeding, chronische of overdraagbare ziekten (zoals multiple sclerose, nier- en inflammatoire darmziekten, diabetes type 2, kanker of hartziekten), gebruik van chronische ontstekingsremmende medicijnen, gebruik van lipidenregulerende medicijnen, hypertriglyceridemie (> 4 mmol/l) of hypercholesterolemie (LDL-C >5 mmol/l), grote veranderingen in levensstijl verwacht, roker, zware alcoholgebruiker (>3 drankjes/dag) en grote operaties of heeft deelgenomen aan een interventieonderzoek in de afgelopen zes maanden. Deze uitsluitingsgegevens komen overeen met eerdere meta-analyses en n-3-suppletieonderzoeken waarin de bovenstaande uitsluitingscriteria zijn gebruikt, omdat deze het n-3 PUFA-metabolisme beïnvloeden. Deelnemers die het toestemmingsformulier ondertekenen en later geacht worden niet in aanmerking te komen vanwege hun BMI of het percentage DHA-niveaus, worden via e-mail en/of telefoon geïnformeerd. Dit wordt uitgelegd in het toestemmingsformulier.

Vetzuuranalyses: Bloedmonsters voor basis- en vervolgbijeenkomsten worden verkregen na een nachtelijke vastenperiode van 12 uur. Bloedmonsters worden afgenomen op dag 0, 3, 7, 14, 28 en 56. De monsters worden verzameld door een geregistreerde verpleegkundige. Van elke deelnemer worden volbloedmonsters bewaard en bewaard. Vervolgens worden de resterende volbloedmonsters van elke deelnemer gecentrifugeerd en worden het plasma en de rode bloedcellen (RBC's) uit elk monster geïsoleerd. Ze worden bij -80°C in een luchtdichte container bewaard totdat ze nodig zijn voor analyse. Plasma- en RBC-monsters zullen worden geanalyseerd op vetzuurconcentraties met behulp van gaschromatografie (GC)-vlamionisatiedetectie en delta koolstof-13 (δ13C) zal worden beoordeeld met behulp van GC-isotoopverhouding massaspectrometrie. Plasma en RBC's zullen worden geanalyseerd met veranderingen in plasma-EPA-niveaus als de primaire uitkomst en plasma δ13C EPA-signatuur, gemeten door verbindingsspecifieke isotopenanalyse (CSIA), als de secundaire uitkomst. De δ13C-signatuur van EPA zal ook worden gemeten om te zien of deze overeenkomt met de δ13C-signatuur van plasma-ALA en niet met het DHA-supplement.

Steekproefgrootte: De power werd berekend op basis van resultaten uit de literatuur, waarin consistent veranderingen in plasma-EPA worden gerapporteerd na DHA-suppletie gedurende 6 weken bij 12 proefpersonen, en komt overeen met onze bevindingen. Met behulp van gemiddelden, standaardafwijkingen en steekproefomvang uit het onderzoek van Metherel et al. uit 2019 en deze twee eerdere onderzoeken, een alfa = 0,05 en een gewenste power van 0,8, hebben we vastgesteld dat de steekproefomvang van iets meer dan 9 voldoende is om een ​​statistisch significant effect op te leveren. Om rekening te houden met een verwacht uitvalpercentage van 20-25% zullen we daarom 12 deelnemers rekruteren om ervoor te zorgen dat we voldoende energie hebben voor ons primaire resultaat.

Secundaire analyse: Afhankelijk van de rekrutering zullen de onderzoekers in een verkennende analyse onderzoeken of mannen en vrouwen anders reageren, waarbij ze erkennen dat ze mogelijk niet in staat zijn om potentieel reële, maar kleine seksegerelateerde verschillen te detecteren. De onderzoekers zullen verzamelde volbloedmonsters gebruiken om FADS1-, FADS2-, ELOVL2- en ELOVL5-isovormen te bepalen waarvan is aangetoond dat ze de bloedspiegels van EPA en DHA beïnvloeden als een subanalyse.

De onderzoekers zullen ook gegevens verstrekken om aanvullende analyses uit te voeren met betrekking tot de omzet- en verliespercentages van n-3 PUFA, de ALA-consumptie van deelnemers en het effect ervan op het metabolisme van n-3 PUFA. Bovendien zullen enkele van de gunstige resultaten die volgens huidig ​​onderzoek kunnen optreden bij DHA-suppletie worden bepaald, waaronder bloeddruk, hartslag, triglyceriden en LDL, HDL en totaal cholesterol.

Rekrutering: Deelnemers worden via e-mail en sociale media gerekruteerd bij verschillende vegetarische/veganistische groepen en organisaties.

Antropometrische analyses: De hoogte wordt gemeten met een aan de muur gemonteerde stadiometer.

Het lichaamsgewicht wordt beoordeeld met een weegschaal. De tailleomtrek wordt beoordeeld met behulp van de Heart and Stroke Foundation-methodiek. Bloeddruk (BP) en hartslag in rust worden gemeten. Om deze maatstaf te behalen, blijven de deelnemers gedurende ten minste 5 minuten in een rustige, temperatuurgecontroleerde kamer zitten om de hartslag in rust en de bloeddruk te bereiken. Vervolgens zal de bloeddruk oscillometrisch worden gemeten met behulp van de OMRON Intellisense HEM-907 volgens de criteria van JNC VII. De bloeddruk wordt in drievoud gemeten, waarbij tussen elke meting één minuut zit, en het gemiddelde van de drie metingen wordt genomen.

Biochemische analyses: Plasma- en RBC-monsters voor EPA en DHA zullen worden gescheiden door een centrifuge en onmiddellijk worden ingevroren bij -80 C aan de Universiteit van Toronto voor latere analyse. Hoewel plasma de primaire focus is voor de uitkomst, zullen zowel plasma- als RBC-monsters ter vergelijking worden geanalyseerd met behulp van GC-FID om de EPA- en DHA-niveaus te bepalen en zal δ13C worden geanalyseerd met behulp van GC-IRMS.

Basislijn en vervolgvragenlijst: Om een ​​geschatte ALA-, EPA- en DHA-inname te verkrijgen, zowel vóór als na de suppletieperiode, wordt aan de deelnemers via e-mail een vragenlijst verstrekt die zij moeten invullen na de eerste telefoon-/zoombijeenkomst en bij het laatste bezoek op de dag zelf. 56.

Statistische analyse

Primaire uitkomsten. Plasma- en rode bloedcellen (RBC)-monsters zullen worden geanalyseerd met behulp van GC-FID om de n-3 PUFA-concentraties binnen elke groep te bepalen. Statistische analyse zal worden uitgevoerd door middel van een tweezijdige ANOVA (dosis x tijd) met herhaalde metingen op tijd om interactie en/of hoofdeffecten te bepalen. Bovendien zal de stijging van de EPA-niveaus worden geanalyseerd door gesegmenteerde regressie (of breekpuntanalyse), zoals wordt gedaan met de indicatoraminozuuroxidatietechniek tussen doses en binnen elk tijdstip om de dosis DHA-suppletie te identificeren die resulteert in een plotselinge stijging. in EPA-niveaus: de DHA-dosis die feedbackremming initieert. Herhaalde metingen na de Tukey-test zullen worden gebruikt om significante verschillen in DHA% en EPA% tussen bezoeken en tussen groepen vast te stellen. Tijdens de Tukey-test zou een Games-Howell-test worden afgenomen als een groep vanwege uitval een oneven aantal deelnemers heeft.

Secundaire uitkomsten. δ13C zal worden geanalyseerd met behulp van GC-IRMS. De δ13C-signatuur van EPA zal worden gemeten om te zien of deze overeenkomt met de δ13C-signatuur van plasma-ALA en niet met het DHA-supplement. De omzetcijfers en halfwaardetijden van EPA, DPAn-3 en DHA worden berekend door GraphPad Prism versie 10.0 en de snelheid van verlies van EPA, DPAn-3 en DHA in nmol/ml/dag uit het plasma wordt berekend met behulp van het volgende formule: Jout = 0,693CFA/t1/2.

Verkennende en nalevingsresultaten. Er zullen modellen met gemengde effecten met herhaalde metingen worden gebruikt om veranderingen in alle verkennende resultaten te beoordelen zonder te controleren op het aantal valse ontdekkingen. Paarsgewijze vergelijkingen tussen groepen zullen worden uitgevoerd met behulp van Tukey-Kramer-aanpassing of andere geschikte statistieken. Effectmodificatie door ALA-consumptie, seks en genetica zal worden onderzocht en bloedmonsters zullen worden geanalyseerd op naleving ervan.

Subgroepanalyse. Er zal een a priori analyse worden uitgevoerd op basis van leeftijd, geslacht, etniciteit, BMI bij aanvang, tailleomtrek bij aanvang, genetische varianten en ALA-consumptie.