En doseresponsundersøkelse av dokosaheksaensyre (DHA) (DRI-DHA)

Dokosaheksaensyre (DHA) er avgjørende for strukturen til cellemembraner, essensielt for hjerne- og øyeutvikling, finnes på høye nivåer i hele hjernen og nervesystemet og er viktig for optimal kognitiv utvikling hos barn, vekst av fosteret under svangerskapet og sunn morsmelk under amming. DHA har også vist seg å hjelpe i beskyttelsen mot primære og sekundære symptomer på hjerte- og karsykdommer samt makuladegenerasjon. Hvorvidt DHA anses å være essensielt i kostholdet forblir imidlertid kontroversielt. I mellomtiden satte Institute of Medicine (nå National Academy of Medicine) et tilstrekkelig inntak for DHAs forløper, alfa-linolensyre (ALA), til henholdsvis 1,6 g/d og 1,1 g/d for friske menn og kvinner. Etterforskerne mener forvirringen oppstår fra tilnærmingen til å studere omega-3-fettsyrer, spesielt DHA-kravene. For disse studiene er DHA supplert, og ofte brukes komplekse, multifaktorielle sykdomsutfall som endepunkter. Dosene av DHA som brukes i disse studiene er ofte subjektive og deltakerne, inkludert kontroller, har varierende DHA-inntak og nivåer. Å supplere en befolkning, som vegetarianere eller veganere med tilsvarende lave nivåer, ville være nyttig. Klassisk ble det antatt at når DHA konsumeres, blir en del omdannet "bakover" til eikosapentaensyre (EPA) som deretter akkumuleres i en prosess som kalles "retrokonvertering". Ved å bruke en ny tilnærming kalt forbindelsesspesifikk isotopanalyse (CSIA), observerte etterforskerne at økningen i EPA ikke først og fremst skyldes retrokonvertering, men snarere fra en etterslep av EPA som hovedsakelig stammer fra ALA. Opprinnelig demonstrert i gnagermodeller av CSIA, bekreftet teamet ved lignende modellering at DHA-forbruk hos mennesker resulterer i samme etterslep av EPA. Kritisk sett induserer DHA et etterslep i metabolismen av EPA, og diett-ALA ser ut til å være avgjørende for denne etterslepet. Dermed representerer økningen i EPA en biokjemisk tilbakemeldingsvei som bremser DHA-syntese som respons på tilstrekkelig DHA.

Betydning: Ved nøyaktig å bestemme den laveste mengden DHA som kreves for å aktivere denne tilbakemeldingsmekanismen, kan det være nyttig for fremtidig estimering av DHA-krav. Dessuten er problemet med mengdene som er foreslått for de uoffisielle anbefalingene at hvis den globale befolkningen skulle konsumere disse mengdene, ville det være miljømessig bekymringsfullt, da dette næringsstoffet er økologisk sensitivt med hovedkilden fra allerede stressede havfiskebestander, noe som oppmuntrer til uholdbar fiskepraksis. , noe miljøvernere og forskere har sagt skaper legitime klima- og helseproblemer.

Hypotese: Dosen som EPA øker med økt DHA er punktet der forlengelsen avtar, noe som indikerer at en signifikant tilbakemeldingsvei er tilstede.

Mål: 1. For å bestemme dose-responsen for DHA for å øke EPA. 2. Undersøk DHA-dosen og tiden som øker EPA ved bruk av CSIA. 3. Å måle omsetning og tapsrater for EPA, DPAn-3 og DHA. 4. Gi data for utforskende analyse relatert til PUFA-metabolisme, ALA-forbruk og dets effekt på EPA- og DHA-nivåer, og DHAs effekter på sykdomsrelaterte biomarkører, C-Reactive Protein (CRP) og blodpropp.

Prøvedesign: Med-prinsippetterforskerne Dr. Richard Bazinet og Dr. John Sievenpiper og medetterforskere, Drs. David Jenkins og Adam Metherel vil sammen med doktorgradsstudent Amy Symington gjennomføre en dobbeltblindet, placebokontrollert, dose-respons-tilskuddsforsøk. Syttito sunne veganere eller vegetarianere som er 18-50 år gamle vil bli tilfeldig tildelt 1 av 6 grupper. Før randomisering vil deltakerne gjennomgå en 2-ukers innkjøringsfase for å samle inn spørreskjemadata. Når de er randomisert, vil hver gruppe ta DHA-tilskudd på enten 0mg (placebo), 100mg, 200mg, 400mg, 800mg og 1000mg per dag i løpet av 8 uker. Disse dosene representerer spekteret av DHA-inntaksnivåer som spenner over gjennomsnittlig befolkningsinntak (<100 mg/d), ofte anbefalte inntak (250 - 500 mg/d), og DHA-inntaksnivåer som er kjent for å øke plasma EPA-nivåer (1000 mg/d). Et spørreskjema vil bli administrert for å innhente informasjon i forhold til omtrentlig ALA, EPA og DHA inntak før og etter tilskuddsperioden. En 3-dagers veid diettdagbok vil bli gitt for å få matinntak i løpet av tilskuddsperioden for å måle ALA-forbruket. Deltakerne vil bli bedt om å avstå fra DHA-rik mat under tilskuddsperioden. Dette vil ikke være et problem siden denne befolkningen vanligvis ikke spiser mat som er rik på DHA. Baseline-inntaket av den essensielle fettsyren ALA vil bli vurdert via spørreskjema og verifisert med blodprøver.

Deltakere: Studien vil rekruttere 72 sunne vegetarianere og veganere for å tillate lavest mulig EPA- og DHA-nivåer. Eksklusjonskriterier er som følger: inntak av EPA og/eller DHA-tilskudd i løpet av de siste seks månedene, har 3 % eller høyere av DHA i totale plasmalipider, BMI <18 kg/m2 eller >30 kg/m2, er overgangsalder eller post - overgangsalder, gravide eller ammende, kroniske eller smittsomme sykdommer (som multippel sklerose, nyre- og inflammatorisk tarmsykdom, diabetes type 2, kreft eller hjertesykdom), bruk av kronisk antiinflammatorisk medisin, bruk av lipidkontrollerende medisiner, hypertriglyseridemi (> 4 mmol/l) eller hyperkolesterolemi (LDL-C >5 mmol/l), forutse store endringer i livsstil, røyker, stor alkoholbruker (>3 drinker/dag) og større operasjoner eller har deltatt i en intervensjonsstudie i de siste seks måneder. Disse eksklusjonsdataene er i tråd med tidligere metaanalyser og n-3-tilskuddsforsøk som har brukt eksklusjonskriteriene ovenfor da de påvirker n-3 PUFA-metabolismen. Deltakere som signerer samtykkeskjemaet som senere anses å være ikke kvalifisert på grunn av BMI eller % av DHA-nivåer, vil bli informert via e-post og/eller telefon. Dette er forklart i samtykkeskjemaet.

Fettsyreanalyser: Blodprøver for baseline- og oppfølgingsmøter vil bli tatt etter en 12-timers faste over natten. Blodprøver vil bli tatt på dag 0, 3, 7, 14, 28 og 56. Prøvene vil bli tatt av en sykepleier. Fullblodsprøver vil bli lagret og lagret fra hver deltaker. Deretter vil de gjenværende fullblodprøvene fra hver deltaker sentrifugeres og plasma og røde blodceller (RBC) isoleres fra hver prøve. De vil bli lagret ved -80 °C i en lufttett beholder til de skal analyseres. Plasma- og RBC-prøver vil bli analysert for fettsyrekonsentrasjoner ved bruk av gasskromatografi (GC)-flammeioniseringsdeteksjon og delta karbon-13 (δ13C) vil bli vurdert ved bruk av GC-isotopforhold massespektrometri. Plasma og RBC vil bli analysert med endringer i plasma EPA-nivåer som primært utfall og plasma δ13C EPA-signatur, målt ved forbindelsesspesifikk isotopanalyse (CSIA), som sekundært utfall. δ13C-signaturen til EPA vil også bli målt for å se at den stemmer overens med δ13C-signaturen til plasma ALA og ikke DHA-supplementet.

Prøvestørrelse: Effekten ble beregnet basert på resultater fra litteraturen som konsekvent har rapportert endringer i plasma EPA etter DHA-tilskudd i 6 uker med 12 forsøkspersoner, og er i samsvar med funnene våre. Ved å bruke midler, standardavvik og utvalgsstørrelser fra Metherel et al-studien i 2019 og disse to tidligere studiene, en alfa = 0,05 og ønsket styrke på 0,8, bestemte vi prøvestørrelser på litt over 9 som tilstrekkelig til å gi en statistisk signifikant effekt. Som sådan, for å ta høyde for en anslått frafallsrate på 20–25 %, vil vi rekruttere 12 deltakere for å sikre at vi er riktig drevet for vårt primære resultat.

Sekundæranalyse: Avhengig av rekruttering vil etterforskerne undersøke om menn og kvinner reagerer forskjellig i en utforskende analyse, og erkjenner at de kanskje ikke har makt til å oppdage potensielt reelle, men små kjønnsrelaterte forskjeller. Etterforskerne vil bruke fullblodsprøver samlet for å bestemme FADS1, FADS2, ELOVL2 og ELOVL5 isoformer som har vist seg å påvirke blodnivåene av EPA og DHA som en delanalyse.

Etterforskerne vil også gi data for å gjøre ytterligere analyser relatert til n-3 PUFA-omsetning og tapsrater, deltakernes ALA-forbruk og dets effekt på n-3 PUFA-metabolismen. I tillegg vil noen av de fordelaktige resultatene som kan oppstå med DHA-tilskudd i henhold til gjeldende forskning bli bestemt, inkludert blodtrykk, hjertefrekvens, triglyserider og LDL, HDL og totalkolesterol.

Rekruttering: Deltakerne vil bli rekruttert via e-post og sosiale medier til ulike grupper og organisasjoner med fokus på vegetar/veganer.

Antropometriske analyser: Høyde vil bli målt med et veggmontert stadiometer.

Kroppsvekt vil bli vurdert ved hjelp av stråleskala. Midjeomkrets vil bli vurdert ved hjelp av Heart and Stroke Foundation-metodikken. Blodtrykk (BP) og hvilepuls vil bli målt. For å samle dette målet, vil deltakerne bli sittende i et stille, temperaturkontrollert rom i minst 5 minutter for å oppnå hvilepuls og blodtrykk. Deretter vil BP bli målt oscillometrisk ved hjelp av OMRON Intellisense HEM-907 i henhold til JNC VII-kriterier. BP vil bli målt i tre eksemplarer, med ett minutt atskilt fra hver måling, og gjennomsnittet av de tre målene vil bli tatt.

Biokjemiske analyser: Plasma- og RBC-prøver for EPA og DHA vil bli separert ved sentrifugering og umiddelbart frosset ved -80 C ved University of Toronto for senere analyse. Selv om plasma er hovedfokus for resultatet, vil både plasma- og RBC-prøver bli analysert for sammenligning ved bruk av GC-FID for å bestemme EPA- og DHA-nivåer, og δ13C vil bli analysert ved hjelp av GC-IRMS.

Grunnlinje og oppfølgingsspørreskjema: For å oppnå omtrentlig ALA-, EPA- og DHA-inntak både før og etter tilleggsperioden, vil et spørreskjema bli gitt til deltakerne via e-post for å fylle ut etter det første telefon-/zoommøtet og ved det siste besøket på dagen 56.

Statistisk analyse

Primære utfall. Plasma- og røde blodlegemer (RBC) prøver vil bli analysert ved bruk av GC-FID for å bestemme n-3 PUFA-konsentrasjoner innenfor hver gruppe. Statistisk analyse vil bli utført ved en toveis ANOVA (dose x tid) med gjentatte mål på tid for å bestemme interaksjon og/eller hovedeffekter. I tillegg vil økningen i EPA-nivåer bli analysert ved segmentert regresjon (eller bruddpunktanalyse), slik det gjøres med indikator-aminosyreoksidasjonsteknikken mellom doser og innenfor hvert tidspunkt for å identifisere dosen av DHA-tilskudd som resulterer i en plutselig økning i EPA-nivåer, DHA-dosen som setter i gang feedback-hemming. Gjentatte tiltak post hoc Tukey test vil bli brukt for å bestemme signifikante forskjeller i DHA% og EPA% mellom besøk så vel som mellom grupper. En Games-Howell-test vil bli administrert under Tukey-testen hvis en gruppe tilfeldigvis har ujevne deltakertall på grunn av frafall.

Sekundære utfall. δ13C vil bli analysert med GC-IRMS. δ13C-signaturen til EPA vil bli målt for å se at den stemmer overens med δ13C-signaturen til plasma ALA og ikke DHA-supplementet. Omsetningshastigheter og halveringstider for EPA, DPAn-3 og DHA vil bli beregnet av GraphPad Prism versjon 10.0 og tapshastigheten for EPA, DPAn-3 og DHA i nmol/ml/dag fra plasmaet vil bli beregnet ved å bruke følgende formel: Jout = 0,693CFA/t1/2.

Utforskende og etterlevelsesresultater. Blandede effektmodeller med gjentatte tiltak vil bli brukt for å vurdere endringer i alle eksplorative utfall uten å kontrollere for falsk oppdagelsesrate. Parvise sammenligninger mellom grupper vil bli utført ved bruk av Tukey-Kramer-justering eller annen passende statistikk. Effektmodifisering av ALA-forbruk, kjønn og genetikk vil bli utforsket og blodprøver vil bli analysert for samsvar.

Undergruppeanalyse. A priori-analyse vil bli utført etter alder, kjønn, etnisitet, baseline BMI, baseline midjeomkrets, genetiske varianter og ALA-forbruk.