Produkcja i metabolizm N-tlenku trimetyloaminy

N-tlenek trimetyloaminy (TMAO) jest związkiem organicznym zawierającym węgiel, powstałym z prekursorów diety, w tym TMAO (wysoka zawartość ryb), choliny (wysoka zawartość jaj) i karnityny (wysoka zawartość wołowiny). Jednak produkcja TMAO jest bardzo zmienna (Zhang AQ i in., 1999), wydaje się, że ma na nią wpływ genetyka (Cashman JR i in., 2001) i mikrobiom jelitowy (Wang Z i in., 2011; Koeth RA i in., 2013) i jest powiązany z chorobami serca u pacjentów z sercem (Wang Z i in., 2011) oraz rakiem jelita grubego u kobiet po menopauzie (Bae S i in., 2015). Obecnie bardzo niewiele wiadomo o metabolicznym losie TMAO i sposobie jego wykorzystania w organizmie człowieka (Bain MA i in., 2005). Badanie to miało na celu (i) ilościowe określenie wpływu jaj, wołowiny i ryb na biomarkery TMAO w osoczu, mięśniach, moczu i stolcu; (ii) zbadać metaboliczny los dodatkowego TMAO znakowanego izotopowo deuterem; oraz (iii) określić, czy wytwarzanie TMAO jest funkcją mikrobiomu jelitowego.

Aby osiągnąć te cele, przeprowadzono randomizowane, kontrolowane badanie krzyżowe u zdrowych mężczyzn (n=40). Badanie obejmowało cztery grupy składające się z badanych posiłków reprezentujących zwierzęce źródła TMAO (jaja, wołowina i ryby) wraz z kontrolą owoców. Badane posiłki składały się z (i) 3 całych jajek na twardo; (ii) 6 uncji wołowiny (Philly-Gourmet Beef Patties); (iii) 6 uncji ryby (filet z dorsza); oraz (iv) 2 jednorazowe opakowania naturalnego musu jabłkowego Mott's. Każdy posiłek był podawany z jedną filiżanką wody, podawany w ciągu jednego dnia i oddzielony 1-tygodniowym okresem wypłukiwania. W przypadku kontroli owoców do jednej szklanki wody do spożycia doustnego dodano 50 mg znakowanego deuterem metylo-d9-TMAO (d9-TMAO; Cambridge Isotopes), aby umożliwić śledzenie metabolicznego losu TMAO oraz ocenę jego biodostępności i luz.

Wyjściowa próbka krwi została uzyskana przez flebotomistę przy użyciu standardowej procedury nakłucia żyły, a uczestnicy pobrali swoją wyjściową próbkę moczu. Zwrócili również samodzielnie zebrane podstawowe 24-godzinne próbki moczu i kału. Po spożyciu badanego posiłku pobrano seryjne próbki krwi po 15, 30 minutach i 1, 2, 4 i 6 godzinach, podczas gdy próbki moczu pobierano przez cały 6-godzinny okres badania. Po 4,5 godzinie uczestnicy otrzymali ustaloną przekąskę owocową (tj. mus jabłkowy) i wodę. W dniu, w którym uczestnicy spożyli znacznik d9-TMAO, uczestnicy zbierali mocz przez następne 24 godziny i stolec przy następnym wypróżnieniu. Ponadto podgrupę tej grupy (n=6) zaproszono do poddania się procedurze biopsji mięśnia 6 godzin po spożyciu owocu + znacznika d9-TMAO.