En dosresponsundersökning av docosahexaensyra (DHA) (DRI-DHA)

Dokosahexaensyra (DHA) är livsviktig för cellmembranens struktur, väsentlig för hjärnans och ögonens utveckling, finns på höga nivåer i hela hjärnan och nervsystemet och är viktig för optimal kognitiv utveckling hos barn, fostrets tillväxt under graviditeten och hälsosam bröstmjölk under amning. DHA har också visat sig hjälpa till att skydda mot primära och sekundära symtom på hjärt-kärlsjukdom samt makuladegeneration. Huruvida DHA anses vara väsentligt i kosten förblir dock kontroversiellt. Samtidigt satte Institute of Medicine (nu National Academy of Medicine) ett adekvat intag för DHA:s prekursor, alfa-linolensyra (ALA), till 1,6 g/d och 1,1 g/d för friska män respektive kvinnor. Utredarna tror att förvirringen uppstår från tillvägagångssättet att studera omega-3-fettsyror, särskilt DHA-kraven. För dessa studier kompletteras DHA, och ofta används komplexa, multifaktoriella sjukdomsutfall som endpoints. Doserna av DHA som används i dessa studier är ofta subjektiva och deltagarna, inklusive kontroller, har olika DHA-intag och nivåer. Att komplettera en befolkning, som vegetarianer eller veganer vars nivåer är lika låga skulle vara användbart. Klassiskt trodde man att när DHA konsumeras omvandlas en del "bakåt" till eikosapentaensyra (EPA) som sedan ackumuleras i en process som kallas "retrokonversion". Men med hjälp av en ny metod som kallas föreningsspecifik isotopanalys (CSIA), observerade forskarna att ökningen av EPA inte primärt beror på retrokonvertering, utan snarare från en eftersläpning av EPA som primärt kommer från ALA. Inledningsvis visades i gnagarmodeller av CSIA, teamet bekräftade genom liknande modellering att DHA-konsumtion hos människor resulterar i samma eftersläpning av EPA. Kritiskt sett framkallar DHA en eftersläpning i metabolismen av EPA och diet-ALA verkar vara avgörande för denna eftersläpning. Således representerar ökningen av EPA en biokemisk återkopplingsväg som bromsar DHA-syntesen som svar på tillräckligt med DHA.

Betydelse: Genom att exakt bestämma den lägsta mängden DHA som krävs för att aktivera denna återkopplingsmekanism kan det vara användbart för framtida uppskattningar av DHA-kraven. Dessutom är problemet med de mängder som föreslås för de inofficiella rekommendationerna att om den globala befolkningen skulle konsumera dessa mängder skulle det vara miljömässigt oroande eftersom detta näringsämne är ekologiskt känsligt och dess huvudsakliga källa kommer från redan stressade havsfiskbestånd, vilket uppmuntrar ohållbara fiskemetoder. , något miljöaktivister och forskare har sagt skapar legitima klimat- och hälsoproblem.

Hypotes: Dosen vid vilken EPA ökar med ökad DHA är den punkt där förlängningen saktar ner, vilket indikerar att en signifikant återkopplingsväg finns.

Mål: 1. För att bestämma dos-responsen för DHA för att öka EPA. 2. Undersök DHA-dosen och tiden som ökar EPA med CSIA. 3. För att mäta EPA, DPAn-3 och DHA omsättning och förlusthastigheter. 4. Tillhandahålla data för utforskande analys relaterad till PUFA-metabolism, ALA-konsumtion och dess effekt på EPA- och DHA-nivåer, och DHA:s effekter på sjukdomsrelaterade biomarkörer, C-reaktivt protein (CRP) och blodkoagulering.

Försöksdesign: Med-principutredarna Dr. Richard Bazinet och Dr. John Sievenpiper och medutredare, Drs. David Jenkins och Adam Metherel tillsammans med doktoranden Amy Symington kommer att genomföra en dubbelblindad, placebokontrollerad dos-respons-tillskottsstudie. Sjuttotvå friska veganer eller vegetarianer som är 18-50 år kommer att slumpmässigt tilldelas 1 av 6 grupper. Före randomisering kommer deltagarna att genomgå en 2-veckors inkörningsfas för att samla in sina frågeformulärsdata. När de väl är randomiserade kommer varje grupp att ta DHA-tillskott på antingen 0 mg (placebo), 100 mg, 200 mg, 400 mg, 800 mg och 1000 mg per dag under loppet av 8 veckor. Dessa doser representerar intervallet av DHA-intagsnivåer som spänner över genomsnittligt intag av befolkningen (<100 mg/d), ofta rekommenderade intag (250 - 500 mg/d) och DHA-intagsnivåer som är kända för att öka plasma EPA-nivåer (1000 mg/d). Ett frågeformulär kommer att administreras för att få information i relation till ungefärligt ALA-, EPA- och DHA-intag före och efter tilläggsperioden. En 3-dagars vägd dietdagbok kommer att tillhandahållas för att få matintag under loppet av tillskottsperioden för att mäta ALA-konsumtion. Deltagarna kommer att uppmanas att avstå från DHA-rik mat under kosttillskottsperioden. Detta kommer inte att vara ett problem eftersom denna befolkning i allmänhet inte konsumerar DHA-rik mat. Baslinjeintaget av den essentiella fettsyran ALA kommer att bedömas via frågeformulär och verifieras med blodprov.

Deltagare: Studien kommer att rekrytera 72 friska vegetarianer och veganer för att möjliggöra lägsta möjliga EPA- och DHA-nivåer. Uteslutningskriterierna är följande: konsumtion av EPA och/eller DHA-tillskott under de senaste sex månaderna, har 3 % eller högre av DHA i sina totala plasmalipider, BMI <18 kg/m2 eller >30 kg/m2, är klimakteriet eller efter klimakteriet - klimakteriet, gravida eller ammande, kroniska eller smittsamma sjukdomar (som multipel skleros, njur- och inflammatorisk tarmsjukdom, typ 2-diabetes, cancer eller hjärtsjukdom), användning av kronisk antiinflammatorisk medicin, användning av lipidkontrollerande medicin, hypertriglyceridemi (> 4 mmol/l) eller hyperkolesterolemi (LDL-C >5 mmol/l), förutse stora förändringar i livsstil, rökare, stor alkoholkonsument (>3 drinkar/dag) och större operationer eller har deltagit i en interventionsstudie under de senaste sex månader. Dessa exkluderingsdata är i linje med tidigare metaanalyser och n-3-tillskottsstudier som har använt ovanstående uteslutningskriterier eftersom de påverkar n-3 PUFA-metabolismen. Deltagare som undertecknar samtyckesformuläret som senare bedöms vara olämpliga på grund av BMI eller % av DHA-nivåer kommer att informeras via e-post och/eller telefon. Detta förklaras i samtyckesformuläret.

Fettsyraanalyser: Blodprover för baslinje- och uppföljningsmöten kommer att tas efter en 12-timmars fasta över natten. Blodprover kommer att samlas in dag 0, 3, 7, 14, 28 och 56. Proverna kommer att samlas in av en legitimerad sjuksköterska. Helblodsprover kommer att sparas och lagras från varje deltagare. Sedan kommer de återstående helblodsproven från varje deltagare att centrifugeras och plasma och röda blodkroppar (RBC) isoleras från varje prov. De kommer att förvaras vid -80°C i en lufttät behållare tills de behövs för analys. Plasma- och RBC-prover kommer att analyseras för fettsyrakoncentrationer med hjälp av gaskromatografi (GC)-flamjoniseringsdetektion och delta kol-13 (δ13C) kommer att bedömas med GC-isotopförhållande masspektrometri. Plasma och RBC kommer att analyseras med förändringar i plasma EPA-nivåer som primärt resultat och plasma δ13C EPA-signatur, mätt med föreningsspecifik isotopanalys (CSIA), som sekundärt utfall. δ13C-signaturen för EPA kommer också att mätas för att se att den överensstämmer med δ13C-signaturen för plasma ALA och inte DHA-tillägget.

Provstorlek: Effekten beräknades baserat på resultat från litteraturen som konsekvent har rapporterat förändringar i plasma-EPA efter DHA-tillskott i 6 veckor med 12 försökspersoner, och överensstämmer med våra resultat. Med hjälp av medel, standardavvikelser och urvalsstorlekar från Metherel et al-studien 2019 och dessa två tidigare studier, en alfa = 0,05 och önskad styrka på 0,8 bestämde vi provstorlekar på drygt 9 som tillräckliga för att ge en statistiskt signifikant effekt. Som sådan kommer vi att rekrytera 12 deltagare för att ta hänsyn till en beräknad avhoppsfrekvens på 20-25 % för att säkerställa att vi har rätt kraft för vårt primära resultat.

Sekundär analys: Beroende på rekrytering kommer utredarna att undersöka om män och kvinnor svarar olika i en utforskande analys, och inser att de kanske inte har förmågan att upptäcka potentiellt verkliga, men små könsrelaterade skillnader. Utredarna kommer att använda helblodsprover som samlats in för att bestämma FADS1, FADS2, ELOVL2 och ELOVL5 isoformer som har visat sig påverka blodnivåerna av EPA och DHA som en delanalys.

Utredarna kommer också att tillhandahålla data för att göra ytterligare analyser relaterad till n-3 PUFA omsättning och förlusthastigheter, deltagarnas ALA-konsumtion och dess effekt på n-3 PUFA metabolism. Dessutom kommer några av de fördelaktiga resultaten som kan uppstå med DHA-tillskott enligt aktuell forskning att fastställas, inklusive blodtryck, hjärtfrekvens, triglycerider och LDL, HDL och totalt kolesterol.

Rekrytering: Deltagarna kommer att rekryteras via e-post och sociala medier till olika grupper och organisationer med fokus på vegetarian/vegan.

Antropometriska analyser: Höjd kommer att mätas med en väggmonterad stadiometer.

Kroppsvikten kommer att bedömas med hjälp av strålskala. Midjemåttet kommer att bedömas med hjälp av Heart and Stroke Foundation-metoden. Blodtryck (BP) och vilopuls kommer att mätas. För att samla in denna åtgärd kommer deltagarna att sitta kvar i ett tyst, temperaturkontrollerat rum i minst 5 minuter för att uppnå vilopuls och BP. Därefter kommer BP att mätas oscillometriskt med OMRON Intellisense HEM-907 enligt JNC VII-kriterier. BP kommer att mätas i tre exemplar, med varje mätning separerad med en minut, och medelvärdet av de tre mätningarna kommer att tas.

Biokemiska analyser: Plasma- och RBC-prover för EPA och DHA kommer att separeras genom centrifugering och omedelbart frysas vid -80 C vid University of Toronto för senare analys. Även om plasma är det primära fokus för resultatet, kommer både plasma- och RBC-prover att analyseras för jämförelse med GC-FID för att bestämma EPA- och DHA-nivåer och δ13C kommer att analyseras med GC-IRMS.

Baslinje- och uppföljningsenkät: För att få ett ungefärligt ALA-, EPA- och DHA-intag både före och efter tilläggsperioden kommer ett frågeformulär att tillhandahållas deltagarna via e-post att fylla i efter det första telefon-/zoommötet och vid det sista besöket på dagen 56.

Statistisk analys

Primära resultat. Plasma- och röda blodkroppsprover (RBC) kommer att analyseras med GC-FID för att bestämma n-3 PUFA-koncentrationer inom varje grupp. Statistisk analys kommer att utföras med en tvåvägs ANOVA (dos x tid) med upprepade mätningar i tid för att fastställa interaktion och/eller huvudeffekter. Dessutom kommer ökningen av EPA-nivåer att analyseras genom segmenterad regression (eller brytpunktsanalys), vilket görs med indikatortekniken för aminosyraoxidation mellan doser och inom varje tidpunkt för att identifiera dosen av DHA-tillskott som resulterar i en plötslig ökning i EPA-nivåer, DHA-dosen som initierar återkopplingshämning. Upprepade åtgärder post hoc Tukey-test kommer att användas för att fastställa signifikanta skillnader i DHA% och EPA% mellan besök såväl som mellan grupper. Ett Games-Howell-test skulle administreras under Tukey-testet om en grupp råkar ha ojämnt antal deltagare på grund av avhopp.

Sekundära resultat. δ13C kommer att analyseras med GC-IRMS. δ13C-signaturen för EPA kommer att mätas för att se att den överensstämmer med δ13C-signaturen för plasma ALA och inte DHA-tillägget. Omsättningshastigheter och halveringstider för EPA, DPAn-3 och DHA kommer att beräknas med GraphPad Prism version 10.0 och förlusthastigheten av EPA, DPAn-3 och DHA i nmol/ml/dag från plasman kommer att beräknas med hjälp av följande formel: Jout = 0,693CFA/t1/2.

Utforskande och följsamhetsresultat. Upprepade åtgärder blandade effektmodeller kommer att användas för att bedöma förändringar i alla explorativa resultat utan att kontrollera för falsk upptäcktsfrekvens. Parvisa jämförelser mellan grupper kommer att utföras med hjälp av Tukey-Kramer-justering eller annan lämplig statistik. Effektmodifiering genom ALA-konsumtion, kön och genetik kommer att undersökas och blodprover kommer att analyseras för överensstämmelse.

Undergruppsanalys. A priori analys kommer att utföras efter ålder, kön, etnicitet, baslinje BMI, baslinje midjemått, genetiska varianter och ALA-konsumtion.