Trimetylamin-N-oxidproduktion och metabolism

Trimetylamin-N-oxid (TMAO) är en kolhaltig organisk förening som bildas av kostprekursorer inklusive TMAO (hög i fisk), kolin (hög i ägg) och karnitin (hög i nötkött). TMAO-produktionen är dock mycket varierande (Zhang AQ et al., 1999), verkar påverkas av genetik (Cashman JR et al., 2001) och tarmmikrobiom (Wang Z et al., 2011; Koeth RA et al., 2013), och är kopplat till hjärtsjukdom hos hjärtpatienter (Wang Z et al., 2011) och kolorektal cancer bland postmenopausala kvinnor (Bae S et al., 2015). För närvarande är mycket lite känt om det metaboliska ödet för TMAO och hur det används i människokroppen (Bain MA et al., 2005). Denna studie försökte (i) kvantifiera effekterna av ägg, nötkött och fisk på TMAO-biomarkörer i plasma, muskler, urin och avföring; (ii) undersöka det metaboliska ödet för kompletterande TMAO märkt isotopiskt med deuterium; och (iii) fastställa om TMAO-produktion är en funktion av tarmmikrobiomet.

För att uppnå dessa mål genomfördes en randomiserad, kontrollerad korsningsstudie på friska manliga deltagare (n=40). Studien inkluderade fyra armar bestående av studiemåltider som representerade animaliska källor till TMAO (ägg, nötkött och fisk) tillsammans med en fruktkontroll. Studiemåltiderna var (i) 3 hela hårdkokta ägg; (ii) 6 oz nötkött (Philly-Gourmetbiffbiffar); (iii) 6 oz fisk (torskfilé); och (iv) 2 engångsförpackningar av Motts naturliga äppelmos. Varje måltid serverades med en kopp vatten, administrerad på en enda dag och åtskilda av en 1-veckas tvättperiod. För fruktkontrollen tillsattes 50 mg deuteriummärkt metyl-d9-TMAO (d9-TMAO; Cambridge Isotoper) till en kopp vatten för oral konsumtion för att möjliggöra spårning av det metaboliska ödet för TMAO, och för att bedöma dess biotillgänglighet och undanröjning.

Baslinjeblodprov togs av en phlebotomist med hjälp av en standard venpunktionsprocedur, och deltagarna samlade in sitt baslinjeurinprov. De lämnade också in självinsamlade 24-timmars urin- och avföringsprov. Efter konsumtionen av studiemåltiden togs serieblodprover efter 15, 30 minuter och 1, 2, 4 och 6 timmar, medan urinprover samlades in under den 6 timmar långa studieperioden. Vid 4,5 timmar fick deltagarna ett fast fruktmellanmål (dvs äppelmos) och vatten. Dagen då deltagarna konsumerade d9-TMAO-spårämnet samlade deltagarna sin urin under de kommande 24 timmarna och sin avföring vid nästa tarmrörelse. Dessutom bjöds en undergrupp av denna grupp (n=6) in att genomgå en muskelbiopsiprocedur 6 timmar efter konsumtion av frukt + d9-TMAO-spårämne.