La Influencia del Sistema de Administración de Matriz de Alimentos en la Biodisponibilidad de la Vitamina D3 (DFORT)

ANTECEDENTES El proyecto actual forma parte del programa de estudio de fortificación de vitamina D con biodisponibilidad mejorada (acrónimo: DFORT), que es un proyecto interdisciplinario que incluye grupos de investigación de Dinamarca, España y los Países Bajos apoyados por la Fundación Danesa para la Innovación. El objetivo general de DFORT es desarrollar estrategias más eficientes para el enriquecimiento de la vitamina D mediante el estudio de la influencia de la matriz de suministro en la biodisponibilidad de la vitamina D. DFORT está organizado en cuatro paquetes de trabajo científico (WP).

Los dos primeros WP han tenido como objetivo estudiar si la formación compleja (nano-encapsulación) de vitamina D con diferentes proteínas puede mejorar la estabilidad de la vitamina D (WP 1 dirigido por el prof. Daniel Otzen, AU-iNano) y el efecto de la formación compleja en sistemas alimentarios reales, incluidas investigaciones sobre la estabilidad durante el almacenamiento, la exposición a la luz y al calor (WP 2, dirigido por el profesor asociado Trine Kastrup Dalsgaard, AU – FOOD). WP 1+2 ha demostrado que la vitamina D se puede estabilizar mediante la formación de complejos con proteína de suero y que la encapsulación puede causar menos degradación oxidativa, mejorando así la estabilidad de la vitamina D en diferentes sistemas alimentarios.

En el estudio actual (WP 3 dirigido por el prof. Lars Rejnmark, AU-Health), se estudiará la biodisponibilidad de la vitamina D en diferentes matrices alimentarias (incluida la formación de complejos con proteína de suero de leche) en seres humanos. Se recogerán muestras biológicas en el WP 3, lo que permitirá realizar estudios de metabolómica sobre posibles asociaciones entre la suplementación con vitamina D a través de diferentes matrices alimentarias y el fenotipo metabólico (WP 4, dirigido por la profesora Hanne C. Bertram, AU-FOOD).

Aunque la mayor parte de la vitamina D total del cuerpo se sintetiza en la piel después de la exposición a la luz UV (longitud de onda de 290-315 nm), la mayoría de las personas requieren al menos algo de vitamina D en la dieta para mantener un estado de vitamina D abundante. Esto es especialmente cierto durante el invierno. Con una latitud de 56°N en Dinamarca, no hay síntesis endógena de vitamina D en los meses que se extienden de octubre a abril, lo que significa que los habitantes tienen que depender de fuentes de alimentos para mantener un estado de vitamina D abundante. El colecalciferol (vitamina D3) es la principal fuente dietética de vitamina D, pero solo está presente en un número limitado de alimentos (como el pescado graso), lo que dificulta la ingesta recomendada de 10 µg D3 por día.

El estado de la vitamina D puede mejorar en respuesta a una mayor ingesta de vitamina D en términos de suplementación con tabletas o fortificación de alimentos. Numerosos estudios han demostrado un aumento de los niveles de 25-hidroxi vitamina D (25OHD) en respuesta a un aumento de la ingesta de vitamina D. Generalmente se supone que las concentraciones medias de 25OHD aumentan en 0.7 nmol / L en respuesta a un aumento de la ingesta a largo plazo de 1 µg de vitamina D al día, aunque el aumento relativo por microgramos suplementado puede ser mayor si los niveles basales son bajos. A pesar de esta conocida relación dosis-respuesta en grupos de personas, varios estudios han documentado que el cambio en los niveles séricos de 25OHD en respuesta a la suplementación con vitamina D varía ampliamente.

Varias razones pueden explicar la variación interindividual en respuesta a la suplementación con vitamina D. En términos generales, la variación puede deberse a inexactitudes en la dosificación (inconsistencias entre los valores declarados y reales de vitamina D) y la variación en la biodisponibilidad de la vitamina D.

Las inconsistencias entre los valores declarados y medidos del contenido de vitamina D en tabletas de vitamina D y productos fortificados con alimentos pueden deberse a inconsistencias en la dosis utilizada para la fortificación o a la inestabilidad de la vitamina per se. Se han reportado resultados discrepantes sobre la estabilidad de la vitamina D en diferentes matrices de alimentos y cuando se expone a diferentes peligros fisioquímicos. Algunos investigadores han informado que la vitamina D es inestable, mientras que otros han encontrado que es notablemente estable cuando se expone a la oxidación, la luz, los ácidos y los álcalis.

Solo unos pocos estudios han buscado factores responsables de la variación interindividual en los niveles de 25OHD en respuesta a la suplementación con vitamina D. Estos estudios han sugerido que la composición corporal (incluido el contenido de masa grasa), las variantes genéticas de la proteína de unión a la vitamina D (VDBP) y la proporción de 24,25-dihidroxi vitamina D(24,25 (OH)2D) a 25OHD en suero pueden contribuir a la variación en los niveles de 25OHD en suero. Sin embargo, en un estudio reciente, solo el 47% de las variaciones en la respuesta a la suplementación con vitamina D podrían explicarse al tener en cuenta factores de importancia conocida para los cambios en los niveles de 25OHD.

Además de los índices mencionados anteriormente, los factores de importancia para la absorción intestinal de vitamina D, así como la matriz alimentaria por la que se proporciona la suplementación con vitamina D, pueden contribuir a las variaciones interindividuales en las respuestas de 25OHD. Sin embargo, solo se dispone de pocos estudios sobre la biodisponibilidad de la vitamina D a partir de diferentes matrices alimentarias y la absorción intestinal de la vitamina D, incluido el destino intraluminal, y los mecanismos moleculares que facilitan la absorción aún se comprenden parcialmente.

Como la vitamina D es una molécula liposoluble, generalmente se ha asumido que la vitamina D se absorbe en el intestino delgado por difusión pasiva simple con vitamina D incorporada a la micela y transportada por quilomicrones a través de venas linfáticas al hígado. Esto está en consonancia con los estudios que muestran un mayor riesgo de niveles bajos de 25OHD en pacientes con malabsorción de grasa. En consecuencia, se ha sugerido que la ingestión de vitamina D con una comida rica en grasa puede aumentar la liberación de bilis, lo que permite una mayor incorporación de vitamina D en la micela de sal biliar, mejorando así la biodisponibilidad de la vitamina D. Sin embargo, se han reportado resultados discrepantes, sobre si la composición de las matrices de alimentos (y su contenido de grasa) por la que se ingiere la vitamina D influye en su biodisponibilidad.

En un ensayo aleatorizado controlado por Raimundo et al., el cambio medio en los niveles de 25OHD dos semanas después del tratamiento con una sola dosis oral grande de 50.000 UI D3 fue mayor, cuando la comida tenía al menos 15 g de grasa en comparación con una comida sin grasa. Por el contrario, no se encontró que el contenido de grasa de las matrices de alimentos influyera en el perfil de concentración temporal medido por los niveles de vitamina D2 en plasma 2, 4, 8, 12, 48, y 72 h después de la ingestión de una dosis única de 25.000 UI de D2 añadida a leche entera, leche descremada o disuelta en 0,1 mL de aceite de maíz y aplicada al pan tostado. Sin embargo, ambos estudios están limitados por el uso de dosis muy altas (farmacológicas) de vitamina D, que pueden anular cualquier efecto fisiológico de la composición de las matrices alimentarias.

La falta de un efecto del contenido de grasa de los alimentos por los que se ingiere vitamina D también está respaldada por estudios sobre la fortificación con vitamina D del jugo de naranja. La comparación de la biodisponibilidad de la vitamina D añadida al jugo de naranja o suplementada en cápsulas mostró un aumento similar en las concentraciones de 25OHD en respuesta a 11 semanas de suplementación con 1000 UI de vitamina D por día y el aumento fue significativo en comparación con el placebo. El hecho de que la vitamina D pueda absorberse lo suficiente después de una comida sin grasa (como el jugo de naranja) puede explicarse por hallazgos recientes sobre el mecanismo por el que se absorbe la vitamina D. Parece que la vitamina D no solo se absorbe por difusión pasiva simple (por incorporación a la micela), ya que se ha demostrado que los transportadores de membrana de colesterol, como SR-BI, CD36 o NPC1L1, participan en la absorción. Las diferencias en los niveles de expresión y la existencia de polimorfismos funcionales en los genes que codifican estas proteínas también pueden contribuir a la gran variación interindividual en las respuestas postprandiales a la vitamina D.

Solo se dispone de muy pocos estudios sobre el perfil de concentración plasmática temporal de la vitamina D después de la ingesta de una dosis oral. Denker et al. se estudió el perfil farmacocinético de la vitamina D3 después de la administración de una dosis única de D3 de 2.800 o 5.600 UI, mostrando que los niveles plasmáticos de D3 aumentaban constantemente después de la ingesta y alcanzaban un máximo de 9±2,3 h, con concentraciones que volvían a los valores cercanos al valor basal en 72 h. Se desconoce si la matriz alimentaria (incluida la formación compleja de vitamina D por encapsulación con proteínas de suero) afecta a la biodisponibilidad de la vitamina D evaluada por los perfiles de concentración plasmática-tiempo y si esto puede influir en la variabilidad interindividual en respuesta a la suplementación con vitamina D.

La importancia de la ingesta de calcio, y especialmente la ingesta de calcio de productos lácteos y tabletas (suplementos), se ha investigado en varios estudios, mostrando resultados discrepantes. Un metaanálisis Cochrane ha sugerido un efecto beneficioso general del aumento de la ingesta de calcio de productos lácteos y suplementos de calcio. Sin embargo, un ensayo reciente ha sugerido un aumento de la presión arterial en las horas siguientes a la ingesta de 1000 mg de citrato de calcio en comparación con el placebo. Hasta ahora no se ha investigado si la ingesta de leche causa efectos similares en los índices de salud cardiovascular, incluida la presión arterial y la rigidez arterial.

OBJETIVO El objetivo general del estudio es investigar la influencia de diferentes matrices de alimentos (incluida la formación de complejos con proteínas de suero de leche) en la biodisponibilidad de la vitamina D, evaluada por los perfiles de concentración máxima (Cmax) y la curva de concentración temporal de D3 en plasma y, por lo tanto, si la variación interindividual en la absorción de vitamina D puede depender del sistema de administración.

Hipótesis co-primaria (nula) :

• La matriz alimentaria por la que se administra D3 no afecta a la Cmax de D3 determinada 10 horas después de la administración.
• El perfil de absorción (curva tiempo-concentración en términos de Área Bajo la Curva de 0h a 12h ) no difiere según la matriz alimentaria por la que se entrega D3.

Hipótesis secundarias (nulas)

• En comparación con la vitamina D proporcionada en forma de gotas, la absorción de D3 no se mejora mediante la administración a través de cada una de las matrices de alimentos probadas (es decir, aumento de la Cmax).
• En comparación con la vitamina D añadida al jugo, la absorción de D3 no se ve reforzada por la D3 unida al complejo de proteína de suero de leche (es decir, el aumento de la Cmax).
• Los tratamientos no afectan los niveles plasmáticos de hormona paratiroidea (PTH) y calcio ionizado.
• La variabilidad de la suplementación con vitamina D en términos de Cmax es menor si la vitamina D se une al complejo a las proteínas de suero de leche en comparación con los otros métodos de suplementación probados.
• La rigidez arterial evaluada por tonometría no se ve afectada por la ingesta de leche.

Hipótesis explicativas Con el fin de permitir investigaciones adicionales sobre índices de importancia para las respuestas a la suplementación con vitamina D, se recopilarán datos sobre la composición corporal, los polimorfismos genéticos, el estado del colesterol y los hábitos alimentarios habituales.

MATERIALES Y MÉTODOS

DISEÑO DEL ESTUDIO El estudio se realiza como un estudio cruzado múltiple utilizando un diseño equilibrado de cuadrados latinos. Este diseño permite que cada participante funcione como su propio control, contrarrestando así el riesgo de una influencia adversa en los resultados del orden de tratamiento u otros factores, como el efecto del período, así como las variaciones interindividuales atribuibles a, por ejemplo, variaciones genéticas, peso corporal, etc. Por aleatorización, cada participante será asignado para recibir los cinco regímenes de tratamiento en un orden preestablecido con un período de lavado de 10 a 21 días entre cada uno de los grupos de tratamiento.

Las secuencias de tratamiento son:

secuencia de Tratamiento 1: a B E C D

secuencia de Tratamiento 2: B C a D E

secuencia de Tratamiento 3: C D B E a

secuencia de Tratamiento 4: D E C a B

secuencia de Tratamiento 5: E a D B C

secuencia de Tratamiento 6: D C E B a

secuencia de Tratamiento a las 7: E D a C B

secuencia de Tratamiento 8: A E B D C

secuencia de Tratamiento 9: B A C E D

Secuencia de tratamiento 10: C B D A E

PROCEDIMIENTOS PARA EL MANEJO DE SUPLEMENTOS DE VITAMINA D El suplemento se adquirirá comercialmente y se almacenará en la Clínica de Osteoporosis del Hospital Universitario de Aarhus y se mantendrá alejado de otros medicamentos y suplementos. El subinvestigador es responsable de la correcta manipulación y dispensación del suplemento de vitamina D, así como de asegurar que el suplemento solo se use como se describe en el protocolo y que se indique a los participantes que lo tomen correctamente.

PROCEDIMIENTOS PARA LA ALEATORIZACIÓN La aleatorización se realizará utilizando una lista de generación de computadora. Los tratamientos no serán ciegos para el investigador. En términos de comparación de jugos con o sin complejos unidos a proteínas de suero de leche, se aplicará un diseño ciego simple, ya que no se les dirá a los participantes cuál de los tratamientos están recibiendo. Cada secuencia de tratamiento se asignará al mismo número de pacientes, por ejemplo, 3 participantes estarán en la secuencia de tratamiento 1, 3 en la secuencia de tratamiento 2, etc.

POBLACIÓN Treinta participantes serán reclutados de la población general por correo directo utilizando una lista de individuos seleccionados al azar que viven en el área de Aarhus generada por «Servicios de investigación» en el Statens Serum Institut. El estudio se realizará durante el invierno (noviembre-abril).

RETIRO Y ABANDONO Cualquier participante puede en cualquier momento abandonar el estudio sin ninguna explicación y no tendrá que pasar por un examen final. El investigador puede retirar a un participante si esto parece necesario para su seguridad. Los abandonos y retiros se anotarán y explicarán en el FCI.

Retiro sucederá en el caso de uno de los siguientes requisitos se cumplen:

• Cambio en la suplementación de vitamina D
• calcio Ionizado ≥1.40 mmol / L
• La enfermedad o un nuevo medicamento que influirá en el estudio
• Los efectos adversos/síntomas graves que se espera que sean causados por la suplementación con vitamina D Las enfermedades que ocurren dentro de los 7 días posteriores a los tratamientos pueden ser una posible causa de participación en el estudio. En este período de tiempo, se puede contactar con el subinvestigador para investigar si es una causa de la suplementación con vitamina D. En caso de que lo sea, los síntomas o la enfermedad se seguirán hasta que se cure o se haya vuelto crónica.

EXÁMENES Los participantes serán examinados 5 veces en un período de tiempo de 6 a 12 semanas. En cada visita, los participantes llegarán en ayunas antes de las 9 de la mañana y permanecerán en el departamento hasta que se tome una muestra de sangre a las 12 horas. De ahora en adelante, los participantes son libres de ir a casa y regresar al día siguiente para las 24 horas de muestreo de sangre y entrega de las muestras de orina o quedarse toda la noche en el hospital. Durante las 12 horas en el departamento, los participantes recibirán comida estandarizada.

Información básica de salud y cuestionarios:

Los participantes responderán cuestionarios sobre su salud general, sus hábitos alimenticios y su exposición al sol.

Bioquímica:

Se tomarán muestras de sangre en diferentes momentos(0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, y 24 horas).

Todas las mediciones se realizarán cuando se haya recogido todo el material de los 30 participantes para evitar variaciones en los resultados. Las muestras de sangre se almacenarán en un biobanco durante un máximo de 15 años después del final del estudio.

Muestras de orina:

La orina se recogerá en 3 lotes el primer día de cada dosis, es decir, de 0 a 4 horas, de 4 a 8 horas y de 8 a 24 horas.

Todas las mediciones se realizarán cuando se haya recogido todo el material de los 30 participantes.

Exploraciones óseas:

Absorciometría de rayos X de doble Energía (DXA) y Tomografía Computarizada Cuantitativa Periférica de Alta Resolución (HRpQCT):

Escaneo DXA con el escáner de descubrimiento Hologic QDR. La densidad mineral ósea (DMO) se medirá en la columna lumbar (L1-L4), el cuello femoral y el antebrazo distal. Además, se determinará la composición corporal total, incluida la masa de tejido graso y magro.

Se realizará una gammagrafía ósea HRpQCT del radio distal y la tibia con un escáner Xtreme CT (SCANCO Medical AG, Suiza). Esto permitirá evaluar la DMO volumétrica para el hueso cortical y trabecular, la estructura ósea y la geometría (incluido el grosor cortical y trabecular, la separación trabecular, etc.).) y la resistencia ósea.

Medidas de presión arterial y tonometría:

La presión arterial y las medidas de rigidez arterial (tonometría) se realizan dos veces en cada participante en relación con los regímenes de tratamiento» C «y»D».

En ambas ocasiones, las mediciones se realizan por la mañana con el participante en estado de ayuno. Después de realizar las mediciones, se proporcionará al participante la intervención junto con una comida de desayuno. Después de esto, el participante estará en ayunas hasta que se realice la siguiente medición cuatro horas después.

La presión arterial de oficina (PA) se mide en posición sentada después de 5 minutos de descanso en la parte superior del brazo derecho utilizando un monitor digital automático de PA. Se realizarán tres lecturas de presión arterial con 2 minutos de descanso entre medias. Se registra el promedio de las dos últimas mediciones.

La rigidez arterial y la velocidad de onda de pulso (PWV) se evaluarán mediante tonometría utilizando el sistema EsfigmoCor (Xcel; AtCor Medical, Sydney, NSW, Australia). Para las mediciones de VOP de carótida a femoral, se utilizará un manguito femoral inflado colocado en la parte superior derecha del muslo combinado con tonometría de aplanación de carótida. Las mediciones se realizan en una habitación tranquila. El participante descansará durante 10 minutos en posición supina antes del inicio de la prueba. La PA braquial se mide en la parte superior derecha del brazo y se realizan dos lecturas consecutivas de la PA. Si las lecturas de la presión arterial no difieren en > 5 mmHg, se registra la última. Si las lecturas de PA difieren en > 5 mmHg, se obtienen cuatro lecturas de PA. Se registra el promedio de las dos últimas mediciones. El AIx se evalúa como la relación entre la amplitud de reflexión de la onda y la presión de pulso central. En los análisis se utiliza la media de dos mediciones. El VOP carotídeo-femoral se evalúa como la distancia recorrida dividida por el tiempo de tránsito utilizando la distancia directa de la carótida al manguito medida con una cinta no estirable (infantómetro). Se realiza un mínimo de dos mediciones. Si las mediciones difieren < 0,5 m / s, el promedio de las dos mediciones se utiliza para los análisis. Si el PWV difiere en > 0,5 m/s, se obtiene una tercera medición y se utiliza el valor mediano para los análisis. De acuerdo con las recomendaciones generales, la distancia media directa de la carótida al manguito VOP es múltiple con 0,8.