Kolin näringsstatus: Utveckling av en biomarkörpanel

Kolin (Cho) är ett viktigt näringsämne och de flesta amerikaners dieter uppnår inte det rekommenderade intaget. Dieter som är låga i Cho är associerade med lever- och muskelsjukdomar och med suboptimal fosterutveckling, medan dieter för högt innehåll av kolin kan vara associerade med ökad risk för hjärtsjukdomar. Cho är ett nödvändigt näringsämne och 1998 fastställdes ett adekvat intag (AI) och en tolerabel övre gräns (UL) för Cho. År 2016 fastställde US Food and Drug Administration (FDA) ett rekommenderat dagligt intag (RDI) för Cho-baserat på AI som en del av den nya Nutrition Facts-märkningen för förpackade livsmedel (publicerad i Federal Register den 27 maj 2016; FDA-2012-N-1210-0875, Federal Register Number:2016-11867). AI/RDI varierar beroende på ålder och kön, men är 550 mg/d hos ungdomar och vuxna män och 425 mg/d hos vuxna kvinnor (mer hos gravida och ammande kvinnor) och 400 mg/dag för ungdomar.

Det finns ingen validerad biomarkör för kolinstatus (tillgängligheten av de olika former av Cho som behövs för att upprätthålla optimal cellulär funktion). Mätning av plasmacho-koncentrationer är inte tillräcklig eftersom plasmakolin är homeostatiskt reglerad. Baserat på omfattande preliminära och publicerade data identifierade denna grupp en panel av potentiella biomarkörer som skulle kunna användas för att bedöma Cho-status, och nu föreslår utredarna att denna biomarkörpanel ska valideras mot mätningar av Cho-poolstorlek med hjälp av isotopspädning. De största förråden av Cho finns i levern, och massresonansspektroskopi (MRS) av lever har använts tidigare för att bedöma Cho-status hos människor. Denna metod är inte praktisk att använda som en biomarkör i klinisk eller folkhälsopraktik eftersom den är dyr och tillgången på instrumenteringen är begränsad. MRS kan dock användas för att bekräfta korrelationer mellan biomarkörpanelen och isotopspädningsmetoden. Leverbiopsi är riskabelt och inte praktiskt, vilket gör mätning av koncentrationer av Cho- och Cho-metaboliter i levern till ett dåligt val för att bedöma Cho-status.

Kanske finns det en panel av biomarkörer som tillsammans mer exakt och tillförlitligt kommer att återspegla Cho-status. Genom att göra mätningar på personer som matats med 3 olika dietmängder av Cho under två veckor åt gången, och jämföra biomarkörmåtten med den totala Cho-poolstorleken bedömd med isotopspädning (en proxy för tillgängligheten av de olika formerna av Cho), kommer utredarna att kunna identifiera kombinationen av biomarkörer och algoritm för att beräkna en Cho-statuspoäng som bäst förutsäger den totala Cho-poolens storlek, och därför förutsäger kolins näringsstatus (tillgängligheten av de olika former av Cho som behövs för att upprätthålla cellulär funktion). Människor som äter dieter med låg kolinhalt bör tömma sina kolinförråd (Cho), och mätning av Cho-poolstorleken med isotopspädning bör återspegla denna utarmning. Utredarna kommer att identifiera en biomarkörpanel som korrelerar väl med den uppmätta Cho-poolstorleken över intervallet av olika grader av utarmning. Denna studie testar en metod för att använda stabil isotopspädning för att mäta kroppens kolindepåer, och frågar sedan hur detta mått korrelerar med en panel av biomarkörer i plasma och med leverfett mätt med Fibroscan®. Att använda isotopspädning kan ge en uppskattning av storleken på kroppspoolen av Cho. Utredarnas föreslagna metod liknar konceptuellt metoden för att mäta totalt kroppsvatten från en bolusdos av märkt vatten. Liknande metodik användes nyligen i studier av metaboliskt flöde av Cho hos gravida kvinnor. Isotopspädning är en väletablerad metod som används för att uppskatta poolstorleken för andra näringsämnen, såsom vitamin A. I likhet med vitamin A finns de stora lagringspoolerna för Cho i levern, och intagen Cho absorberas snabbt och ackumuleras av levern. MRS/MRI-skanningar kommer också att utföras för att undersöka sambandet mellan dessa "guldstandard"-mått och de andra metoderna som beskrivs ovan.

Deltagarna kommer att konsumera måltider som tillhandahålls i två veckors dietintervall med 3 olika nivåer av kolin med två veckors tvättperioder mellan dessa dietintervall. Deltagarna kommer att få 100 % av det rekommenderade intaget (RDI) av Cho (550 mg Cho/dag); 50 % av RDI för Cho (275 mg/dag); och 25 % av RDI för Cho (137,5 mg/dag). Måltidsordningen kommer att tilldelas slumpmässigt och alla deltagare kommer att få alla dieter någon gång i studien. Det kommer att ske minst två veckors tvättning mellan dietintervallerna. Både deltagare och forskare kommer att bli blinda för dietordningen.

Deltagarna kommer att ha korta träningsutmaningar (Biodex) för att bedöma muskelfunktion som en ytterligare prediktor för kolinstatus.

Deltagare som registrerades före 3/2020 genomförde MRT/MRS-skanningar. Vi har fastställt att Fibroscan ger adekvat mätning av leverfettet så att vi eliminerade det extra besväret för deltagarna att resa till Winston-Salem för MR-skanning.

Saliv-, avförings- och urinprover kommer att samlas in.