探索无机硝酸盐对人体微血管生理学的影响 - 一项初步研究。 (ENIH-MPS)
研究概览
详细说明
心血管疾病 (CVD) 是全球死亡的最大原因,占所有冠心病和中风死亡人数的 29% 以上,预计到 2020 年将成为全球死亡的主要原因。 死亡率增加只是问题的一方面,因为 CVD 的临床护理费用高昂且时间长,并且可能将家庭和社会资源转移到挽救生命的强化医疗上。 因此,制定能够减轻 CVD 的经济和社会负担的预防和治疗策略至关重要。
衰老是癌症、糖尿病、神经变性和心血管疾病等慢性病的主要危险因素。 例如,慢性静脉功能不全 (CVI) 的流行和发病率与年龄相关的微循环控制功能障碍密切相关。 同样,衰老与动脉粥样硬化的风险增加和大动脉中肉眼可见病变的形成相关,导致血流受阻和缺血事件的发生。 因此,全球年龄人口统计趋势的快速变化与 CVD 负担的增加密切相关。
高血压是心血管疾病的重要危险因素。 血压升高主要是由血管阻力增加引起的,主要是由于动脉壁增厚、自主神经调节失调和内皮功能障碍所致。 内皮衍生的一氧化氮 (NO) 是一种有效的血管扩张剂,在血管张力的即时控制中起着关键作用。 因此,内皮功能障碍的一个关键方面是通过 L-精氨酸依赖性酶促途径减少 NO 的产生也就不足为奇了。 NO 还可以减少血小板聚集,改善线粒体功能,并减少细胞血管粘附。 因此,NO 生物利用度的降低与 BP 和动脉粥样硬化风险的增加有因果关系。
直到最近,人们还认为饮食中的硝酸盐 (NO3-) 和亚硝酸盐 (NO2-) 提供的生理益处有限,尽管它们是作为 NO 代谢途径的一部分内源性产生的。 肠唾液循环和将 NO3- 非酶促还原为 NO2- 和 NO 的发现提供了重要的 NO 替代来源,特别是在 pH 值和氧张力降低的环境中。 饮食中 NO3- 的主要来源是绿叶蔬菜,如芝麻菜或菠菜,或块茎类产品,如甜菜根。 西方饮食的典型硝酸盐摄入量为 50-100 毫克/NO3-/天,而富含水果和蔬菜的饮食(如地中海或日本饮食)可提供高达 1000 毫克/NO3-/天。 越来越多的证据似乎支持这些饮食模式中高 NO3- 含量与心血管保护作用之间的关联。
NO3- 的心血管益处被认为源于通过提高 NO 生物利用度实现的内皮功能的改善。 其他机制可能包括 NO2- 对阻力血管中血管平滑肌细胞 (SMVC) 钙通道的直接影响。 口腔微环境将 NO3- 转化为 NO2- 是肠唾液 NO3- 循环和 NO 非酶促合成的关键机制。 口腔微生物群在第一个还原步骤(NO3- 到 NO2-)中至关重要,口腔微生物群还原能力的改变(即吐痰、消毒漱口水)会中断无机 NO3- 对血管功能的有益作用。 Siervo 等人最近证明了浓缩甜菜根汁补充剂对老年超重和肥胖受试者的疗效降低。 衰老似乎与口腔微环境的变化以及内皮和 SMVC 对 NO 的反应性降低有关。
然而,从口腔环境中的 NO3- 还原潜力开始,关于老化过程对影响 NO3- 转化的因素的影响知之甚少。 因此,更好地了解与内皮功能障碍相关的年龄相关机制可能会导致制定有效且有针对性的饮食策略,以在整个生命过程中早期预防高血压、动脉硬化和 CVD。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
纳入标准:
- 禁止吸烟,
- 健康(定义为不存在可能影响其微血管和大血管功能的明显慢性疾病 - 例如 慢性静脉功能不全、系统性硬化症、高胆固醇血症、糖尿病、心血管疾病——根据病史问卷确定),
- 年龄在 18 至 35 岁(A 组)和 55 至 75 岁(B 组)之间的男性或女性成年人。
- 血压正常(收缩压 (SBP) 在 115 至 140 mmHg 之间,舒张压 (DBP) 在 75 至 90 mmHg 之间),体重指数 (BMI) 为 18-30 kg/m2。
排除标准:
- 服用干扰研究结果的药物,
- 研究前一个月体重减轻超过 3 公斤,
- 佩戴全口义齿和诊断炎症性口腔疾病。
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:预防
- 分配:随机化
- 介入模型:交叉作业
- 屏蔽:三倍
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的:红菜头
在进行基线微循环和血压测量以及收集尿液和唾液样本后,“甜菜根”组的参与者被要求饮用 140 毫升甜菜根汁(James White Drinks Company,萨福克郡,英国)。
140 毫升的甜菜根汁相当于大约 8.4 毫摩尔的 NO3-。
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饮用饮料后,定期测量血压并每 30 分钟收集一次唾液样本,持续四小时。 然后重复微循环测量并再次收集唾液和尿液样本。 在最后一次测量后,受试者在 30 分钟内享用了硝酸盐摄入量极低的标准化膳食。 然后参与者离开了研究中心,他们被要求在用餐结束两小时后收集唾液样本。 随后立即在一分钟内饮用一剂标记的硝酸盐(4 毫克溶于 100 毫升蒸馏水中)。 然后要求受试者在第二天早上之前再收集六个唾液样本(睡前四个,早上两个),同时测量静息血压。 然后在第 3 次访视时以相同顺序重复交叉评估,然后是至少一周的清除期,然后才进入研究的第二组。 |
安慰剂比较:安慰剂
在基线微循环和血压测量以及尿液和唾液样本的收集之后,“安慰剂”组的参与者被要求饮用 140 毫升去除硝酸盐的甜菜根汁(James White Drinks Company,萨福克郡,英国)。
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饮用饮料后,定期测量血压并每 30 分钟收集一次唾液样本,持续四小时。 然后重复微循环测量并再次收集唾液和尿液样本。 在最后一次测量后,受试者在 30 分钟内享用了硝酸盐摄入量极低的标准化膳食。 然后参与者离开了研究中心,他们被要求在用餐结束两小时后收集唾液样本。 随后立即在一分钟内饮用一剂标记的硝酸盐(4 毫克溶于 100 毫升蒸馏水中)。 然后要求受试者在第二天早上之前再收集六个唾液样本(睡前四个,早上两个),同时测量静息血压。 然后在第 3 次访视时以相同顺序重复交叉评估,然后是至少一周的清除期,然后才进入研究的第二组。 |
研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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微循环功能相对于基线的变化
大体时间:3小时
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非侵入性激光多普勒血流计 (LDF) 测量(Periflux 5000 System, Perimed, Sweden)将用作皮肤(微循环)功能和红细胞流量的指标。
为了获得微循环、NO 依赖性、内皮功能 (26) 的测量,将在访问 1 时进行一次测量,并进行两次(之前和 3 小时。
摄入饮料后)在访问 2 和 3 时,使用热充血。
为此,将放置在局部加热装置(455 型,Perimed)中的四个 7 点积分探头(413 型,Perimed)放置在左前臂的腹侧。
加热装置初始设置为 33 °C。
基线记录 10 分钟后,加热单元的温度将以每 10 秒 1 °C 的速率升高到 42 °C,以获得最大皮肤血流量;这(即皮肤血流的稳定平台)通常在大约
局部加热 25 分钟。
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3小时
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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血压测量
大体时间:长达 24 小时
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在整个测试过程中,肯定会使用自动化系统(Dinamap Dash 2500,GE Healthcare。
将秘密进行重复的血压测量,并且仅在研究访问结束时向参与者展示。
在每次测量之前,将邀请参与者以坐姿休息至少 15 分钟。
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长达 24 小时
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口服硝酸盐还原酶能力
大体时间:长达 24 小时
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将根据经过验证的方法通过评估唾液亚硝酸盐浓度的差异来研究硝酸盐还原酶活性。
简而言之,将 10 毫升硝酸钾蒸馏水溶液含在口中 5 分钟,然后收集。
硝酸盐还原的背景水平是通过减去单独含在嘴里的蒸馏水获得的值来估计的。
NO3- 和 NO2- 浓度将通过化学发光法测量。
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长达 24 小时
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全身NO产生
大体时间:长达 24 小时
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将使用非侵入性稳定同位素方法来评估全身 NO 的产生(ONT 方法)。
受试者将在 100 毫升蒸馏水中接受口服剂量的标记硝酸钠(4 毫克 Na15NO3),唾液样本中示踪剂的同位素衰变将用于估算 NO 产量。
硝酸盐浓度将通过化学发光测量。
将使用气相色谱质谱法 (GCMS) 测量硝酸盐富集度。
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长达 24 小时
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尿液/唾液取样
大体时间:长达 24 小时
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中流尿液样本将收集到无菌容器和等分试样中,并储存在 -80 ⁰C 下,直到日后进行分析。
唾液将被收集到无菌 eppendorfs 中,并储存在 -80 ⁰C 下,直到日后进行分析。
唾液和尿液样本都将用于 NO3- 和 NO2- 测量。
如前所述,唾液样本也将用于评估标记的 NO3- 的同位素富集。
将氢氧化钠添加到尿液和唾液样本中以避免硝酸盐降解。
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长达 24 小时
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合作者和调查者
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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交叉干预的临床试验
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University of Illinois at ChicagoShirley Ryan AbilityLab; Oakland University; Access Living主动,不招人
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University of Wisconsin, MadisonNational Cancer Institute (NCI); Northwestern University主动,不招人