the Influence of Food Matrix Delivery System on the biosaatavuus of Vitamin D3 (dfort)

BACKGROUND nykyinen hanke on osa vitamin D fortification with enhanced biosaatavuus study program (lyhenne: DFORT), joka on monitieteinen hanke, johon kuuluu tutkimusryhmiä Tanskasta, Espanjasta ja Alankomaista ja jota tukee Danish Innovation Foundation. Dfortin yleistavoitteena on kehittää tehokkaampia strategioita D-vitamiinin linnoittamiseen tutkimalla toimitusmatriisin vaikutusta D-vitamiinin hyötyosuuteen.DFORT on jaettu neljään tieteelliseen työpakettiin (WP).

kahdessa ensimmäisessä WP: ssä on pyritty tutkimaan, voiko D-vitamiinin monimutkainen muodostuminen (nano-kapselointi) eri proteiineilla parantaa D-vitamiinin stabiilisuutta (WP 1 lead by prof. Daniel Otzen, AU-INANO) ja kompleksinmuodostuksen vaikutus todellisissa elintarvikejärjestelmissä, mukaan lukien tutkimukset stabiilisuudesta varastoinnin aikana, valo – ja lämpöaltistuksesta (WP 2 apulaisprofessori Trine Kastrup Dalsgaard, AU-FOOD). WP 1+2 on osoittanut, että D-vitamiinia voidaan stabiloida muodostamalla kompleksisesti heraproteiinia ja että kapselointi voi aiheuttaa vähemmän hapettavaa hajoamista, mikä parantaa D-vitamiinin stabiilisuutta eri ruokajärjestelmissä.

nykyisessä tutkimuksessa (WP 3 johtaa prof. Lars Rejnmark, AU-Health), D-vitamiinin biologista hyötyosuutta eri elintarvikematriiseissa (mukaan lukien monimutkainen muodostuminen heraproteiinin kanssa) tutkitaan ihmisillä. Biologiset näytteet kerätään WP 3: een, joka mahdollistaa metabolomiikan tutkimukset D-vitamiinilisän mahdollisista yhteyksistä eri elintarvikematriisien kautta metaboliseen fenotyyppiin (WP 4: n lyijy, prof. Hanne C. Bertram, AU-FOOD).

vaikka suurin osa elimistön D-vitamiinista syntetisoidaan iholla UV-valolle altistumisen jälkeen (aallonpituus 290-315 nm), useimmat yksilöt tarvitsevat ainakin jonkin verran D-vitamiinia ravinnosta säilyttääkseen täydellisen d-vitamiinistatuksen. Tämä pätee erityisesti talviaikaan. Tanskan leveysasteella 56 ° N ei ole endogeenista D-vitamiinin synteesiä lokakuusta huhtikuuhun ulottuvina kuukausina, mikä tarkoittaa, että asukkaiden on turvauduttava ravinnonlähteisiin säilyttääkseen täydellisen d-vitamiinistatuksen. Kolekalsiferoli (D3-vitamiini ) on tärkein D-vitamiinin lähde ravinnossa, mutta sitä esiintyy vain rajoitetussa määrässä elintarvikkeita (kuten rasvaisessa kalassa), mikä vaikeuttaa 10 µg: n D3: n saantisuosituksen saavuttamista päivässä.

d-Vitamiinitilanne voi parantua, kun D-vitamiinin saanti lisääntyy joko tablettien lisänä tai ruoan lisänä. Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet 25-hydroksi-D-vitamiinipitoisuuden (25ohd) lisääntyneen D-vitamiinin saannin seurauksena.yleisesti oletetaan, että keskimääräinen 25ohd-pitoisuus kasvaa 0: lla.7 nmol/L vasteena pitkäaikaissaannin lisäykselle 1 µg D-vitamiinia päivässä, vaikkakin suhteellinen lisäys täydennettyä mikrogrammaa kohti voi olla suurempi, jos lähtötasot ovat alhaiset. Huolimatta tästä hyvin tunnetusta annos-vastesuhteesta ihmisryhmissä useat tutkimukset ovat osoittaneet, että D-vitamiinilisän aikaansaama seerumin 25ohd-pitoisuuden muutos vaihtelee suuresti.

useat syyt voivat selittää D-vitamiinilisän aiheuttaman vasteen vaihtelun yksilöiden välillä. Bruttona ilmaistuna vaihtelu voi johtua annostuksen epätarkkuuksista (väitettyjen ja todellisten d-vitamiiniarvojen epäjohdonmukaisuuksista) ja D-vitamiinin hyötyosuuden vaihtelusta.

epäjohdonmukaisuudet d-vitamiinitablettien ja elintarvikkeisiin lisättyjen tuotteiden väitettyjen ja mitattujen d-vitamiinipitoisuusarvojen välillä voivat johtua linnoittamiseen käytetyn annoksen epäjohdonmukaisuudesta tai vitamiinin epävakaudesta sinänsä. D-vitamiinin säilyvyydestä eri elintarvikematriiseissa ja altistumisesta erilaisille fysikaaliskemiallisille vaaroille on raportoitu ristiriitaisia tuloksia. Jotkut tutkijat ovat raportoineet D-vitamiinin olevan epävakaata, kun taas toiset ovat havainneet sen olevan huomattavan stabiilia, kun se altistetaan hapettumiselle, valolle sekä hapolle ja emäkselle.

vain harvoissa tutkimuksissa on etsitty tekijöitä, jotka aiheuttavat yksilöiden välisen vaihtelun 25ohd-pitoisuuksissa D-vitamiinilisän seurauksena. Nämä tutkimukset ovat osoittaneet, että kehon koostumus (mukaan lukien rasvapitoisuus), D-vitamiinia sitovan proteiinin geenivariantit (vdbp) ja seerumin 24,25-dihydroksi-D-vitamiinin (24,25(OH)2D) suhde 25ohd: iin voivat vaikuttaa seerumin 25ohd-pitoisuuden vaihteluun. Tuoreessa tutkimuksessa kuitenkin vain 47 prosenttia D-vitamiinilisävasteen vaihteluista voitiin selittää sillä, että 25ohd-pitoisuuksien muutoksille tiedetään olevan merkittäviä tekijöitä.

edellä mainittujen indeksien lisäksi D-vitamiinin imeytymisen kannalta tärkeät tekijät suolistossa sekä ruokamatriisi, jolla D-vitamiinilisää annetaan, voivat vaikuttaa yksilöiden väliseen vaihteluun 25ohd-vasteissa. Eri elintarvikematriiseista peräisin olevan D-vitamiinin biologisesta hyötyosuudesta ja D-vitamiinin imeytymisestä suolistosta, myös intraluminaalisesta kohtalosta, sekä imeytymistä helpottavista molekyylimekanismeista on kuitenkin vain vähän tutkimuksia.

koska D-vitamiini on rasvaliukoinen molekyyli, on yleisesti oletettu, että D-vitamiini imeytyy ohutsuolessa yksinkertaisella passiivisella diffuusiolla D-vitamiinin liittyessä miselliin ja kuljetettua kylomikronit imusuonien kautta maksaan. Tämä on yhdenmukaista tutkimusten kanssa, jotka osoittavat alhaisen 25ohd-tason lisääntyneen rasvan imeytymishäiriötä sairastavilla potilailla. Näin ollen on ehdotettu, että D-vitamiinin nauttiminen runsaasti rasvaa sisältävän aterian yhteydessä voi lisätä sapen vapautumista, jolloin D-vitamiinin lisääntynyt sisällyttäminen sappisuola micelleen parantaa D-vitamiinin biologista hyötyosuutta.on kuitenkin raportoitu ristiriitaisia tuloksia siitä, vaikuttaako Elintarvikematriisien koostumus (ja sen rasvapitoisuus), jolla D-vitamiinia nautitaan, sen biologiseen hyötyosuuteen.

satunnaistetussa, kontrolloidussa tutkimuksessa Raimundo et al. 25ohd-pitoisuuksien keskimääräinen muutos kaksi viikkoa suun kautta annetun suuren 50 000 IU D3: n kerta-annoksen jälkeen oli suurempi, kun ateriassa oli vähintään 15 g rasvaa verrattuna rasvattomaan ateriaan. Sen sijaan elintarvikematriisien rasvapitoisuuden ei havaittu vaikuttavan plasman D2-vitamiinipitoisuuksilla mitattuun aikapitoisuusprofiiliin. 2, 4, 8, 12, 48, ja 72 tuntia 25 000 IU D2: n kerta-annoksen ottamisen jälkeen lisätään joko täysmaitoon, rasvatonta maitoa tai liuotetaan 0, 1 mL: aan maissiöljyä ja levitetään paahtoleivälle. Molempia tutkimuksia rajoittaa kuitenkin hyvin suurten (farmakologisten) d-vitamiiniannosten käyttö, mikä voi kumota elintarvikematriisien koostumuksen fysiologiset vaikutukset.

myös appelsiinimehun D-vitamiinilisää koskevat tutkimukset tukevat sitä, että ruoan rasvapitoisuudella ei ole vaikutusta. Kun appelsiinimehuun lisätyn tai kapseleina täydennetyn D-vitamiinin biologista hyötyosuutta verrattiin, 25ohd: n pitoisuudet lisääntyivät samalla tavalla 11 viikkoa kestäneen 1000 IU: n D-vitamiinilisän jälkeen, ja lisäys oli merkitsevä lumelääkkeeseen verrattuna. Se, että D-vitamiini saattaa imeytyä riittävästi rasvattoman aterian (kuten appelsiinimehun) jälkeen, saattaa selittyä tuoreilla havainnoilla D-vitamiinin imeytymismekanismista. Näyttää siltä, että D-vitamiini ei imeydy pelkästään pelkällä passiivisella diffuusiolla (liitettynä miselliin), sillä kolesterolikalvon kuljettajilla, kuten SR-BI, CD36 tai NPC1L1, on osoitettu olevan osuutta imeytymiseen. Erot ekspressiotasoissa ja funktionaalisten polymorfismien olemassaolo näitä proteiineja koodaavissa geeneissä voivat myös vaikuttaa suureen yksilöiden väliseen vaihteluun aterianjälkeisessä d-vitamiinivasteessa.

on vain hyvin vähän tutkimuksia D-vitamiinin aika-plasmapitoisuusprofiilista suun kautta otetun annoksen jälkeen. Denker ym. tutkittu D3-vitamiinin farmakokineettistä profiilia joko 2800 tai 5600 IU: n D3-kerta-annoksen jälkeen, osoittaen, että plasman D3-pitoisuus nousi tasaisesti saannin jälkeen ja oli korkeimmillaan 9±2, 3 tuntia pitoisuuksien palatessa lähelle lähtöarvoja 72 tuntia. Ei tiedetä, vaikuttaako ruokamatriisi (mukaan lukien D-vitamiinin monimutkainen muodostuminen kapseloimalla heraproteiineihin) D-vitamiinin biologiseen hyötyosuuteen plasmapitoisuusprofiilien perusteella arvioituna ja vaikuttaako tämä yksilöiden väliseen vaihteluun D-vitamiinilisän aikaansaamassa vasteessa.

kalsiumin saannin ja erityisesti maitotuotteiden ja tablettien (lisäravinteiden) kalsiumin saannin merkitystä on tutkittu useissa tutkimuksissa, joiden tulokset ovat olleet ristiriitaisia. Cochrane-meta-analyysi on osoittanut, että maitotuotteiden ja kalsiumlisien lisääntyneen kalsiumin saannin yleinen suotuisa vaikutus. Tuore tutkimus on kuitenkin ehdottanut verenpaineen nousua 1000 mg: n kalsiumsitraattiannoksen nauttimisen jälkeisinä tunteina lumelääkkeeseen verrattuna. Toistaiseksi ei ole tutkittu, aiheuttaako maidon nauttiminen samanlaisia vaikutuksia sydän-ja verisuoniterveysindekseihin, kuten verenpaineeseen ja valtimoiden jäykkyyteen.

AIM tutkimuksen yleisenä tavoitteena on tutkia eri elintarvikematriisien (mukaan lukien kompleksinmuodostus heraproteiinien kanssa) vaikutusta D-vitamiinin biologiseen hyötyosuuteen, jota arvioidaan plasman D3-vitamiinin enimmäispitoisuusprofiilien (Cmax) ja D3: n aika-pitoisuuskäyrän avulla ja siten sitä, voiko D-vitamiinin imeytymisen yksilöllinen vaihtelu riippua annostelujärjestelmästä.

Co-primary (null-) hypothesis:

• ruokamatriisi, jolla D3 saadaan, ei vaikuta D3: n Cmax-arvoon määritettynä 10 tunnin kuluttua annostelusta.
• absorptioprofiili (aika-konsentraatiokäyrä käyrän alittavan Pinta-alan mukaan 0H: sta 12h: iin ) ei eroa sen elintarvikematriisin mukaan, jolla D3 saadaan.

toissijaiset (nollahypoteesit)

• pisaroina annettuun D-vitamiiniin verrattuna D3: n imeytyminen ei parane, kun sitä annostellaan jokaisen testatun elintarvikematriisin kautta (eli Cmax-arvo nousee).
• mehuun lisättyyn D-vitamiiniin verrattuna heraproteiinikompleksiin sitoutuneen D3: n (eli kohonneen Cmax: n) imeytyminen ei parane.
• hoidot eivät vaikuta lisäkilpirauhashormonin (PTH) ja ionisoituneen kalsiumin pitoisuuksiin plasmassa.
• D-vitamiinilisän Cmax-arvon vaihtelu on pienempi, jos D-vitamiini on kompleksisidos heraproteiineihin verrattuna muihin testattuihin lisämenetelmiin.
• tonometrisesti arvioituun valtimoiden jäykkyyteen maidon saanti ei vaikuta.

selittäviä hypoteeseja, jotta D-vitamiinilisän vasteen kannalta tärkeitä indeksejä voitaisiin tutkia tarkemmin, kerätään tietoja kehon koostumuksesta, geneettisistä polymorfismeista, kolesterolistatuksesta ja tavanomaisista ruokailutottumuksista.

materiaalit ja menetelmät

STUDY DESIGN tutkimus suoritetaan monilukututkimuksena käyttäen tasapainoista latinalais-neliöistä rakennetta. Tämä malli mahdollistaa sen, että jokainen osallistuja voi toimia omana kontrollinaan, mikä tasapainottaa riskiä haittavaikutuksista hoitojärjestyksen tuloksiin tai muihin tekijöihin, kuten jakson vaikutukseen, sekä yksilöiden välisiä vaihteluita, jotka johtuvat esim.geneettisistä vaihteluista, ruumiinpainosta jne. Satunnaistamalla jokainen osallistuja jaetaan vastaanottamaan kaikki viisi hoitojärjestelyä ennalta määritetyssä järjestyksessä, jossa on 10-21 päivän pesuaika kunkin hoitohaaran välillä.

hoitosekvenssit ovat:

hoitosekvenssi 1: A B E C

hoitosekvenssi 2: B C A d e

hoitosekvenssi 3: C D B E A

hoitosekvenssi 4: d e c a b

hoitosekvenssi 5: e a d b c

hoitosekvenssi 6: D C E B A

hoitosekvenssi 7: e d a c b

hoitosarja 8: A B D c

hoitosarja 9: B A C E d

hoitosarja 10: C B D A E

D-vitamiinilisän käsittely lisä hankitaan kaupallisesti ja varastoidaan Osteoporoosiklinikalla, Århusin yliopistollisessa sairaalassa ja pidetään poissa muista lääkkeistä ja lisäravinteista. Erikoistutkija vastaa D-vitamiinilisän oikeasta käsittelystä ja annostelusta sekä varmistaa, että täydennystä käytetään vain protokollan mukaisesti ja että osallistujia on ohjeistettu ottamaan se oikein.

SATUNNAISTAMISMENETELMÄT Satunnaistaminen tehdään tietokoneen luo-luettelon avulla. Hoidot eivät sokaise tutkijaa. Kun verrataan mehua heraproteiineihin sitoutuneiden kompleksien kanssa tai ilman niitä, sovelletaan yksisokeista suunnittelua, koska osallistujille ei kerrota, mitä hoitoja he saavat. Jokainen hoitosekvenssi jaetaan samalle potilasmäärälle – esimerkiksi 3 osallistujaa on hoitosekvenssissä 1, 3 hoitosekvenssissä 2 jne.

väestö kolmekymmentä osallistujaa rekrytoidaan yleisestä taustaväestöstä suorapostituksella käyttäen Statens Serum Institutin ”tutkimuspalvelujen” tuottamaa luetteloa satunnaisesti valituista Århusin alueella asuvista henkilöistä. Tutkimus tehdään talviaikaan (marras-Huhtikuu).

keskeyttäminen ja keskeyttäminen kuka tahansa osallistuja voi milloin tahansa keskeyttää tutkimuksen ilman selitystä, eikä hänen tarvitse käydä lopputarkastuksessa. Tutkija voi peruuttaa osallistujan, jos se vaikuttaa osallistujan turvallisuuden kannalta tarpeelliselta. Keskeyttämiset ja nostot kirjataan ja selitetään CRF: ssä.

vetäytyminen tapahtuu, jos jokin seuraavista kriteereistä täyttyy:

• D-vitamiinilisän muutos
• ionisoitunut kalsium ≥1.40 mmol/L
• tauti tai uusi lääkitys, joka vaikuttaa tutkimukseen
• vakavat haittavaikutukset / oireet, joiden oletetaan johtuvan d-vitamiinilisäsairauksista, jotka esiintyvät 7 vuorokauden kuluessa hoidoista, voivat olla mahdollinen syy tutkimukseen osallistumiseen. Tutkijaan voidaan tässä ajassa ottaa yhteyttä, jotta voidaan selvittää, onko kyseessä D-vitamiinilisän syy. Jos se on, oireet tai sairaus seuraa, kunnes se on parantunut tai on kroonistunut.

tutkimuksiin osallistujat tutkitaan 5 kertaa 6-12 viikon aikana. Jokaisella käynnillä osallistujat saapuvat paastolla ennen aamuyhdeksää ja viipyvät osastolla, kunnes 12 tunnin verinäytteet on otettu. Tämän jälkeen osallistujat voivat vapaasti mennä kotiin ja palata seuraavana päivänä 24 tunnin verinäytteen ottoon ja virtsanäytteiden antamiseen tai jäädä yöksi sairaalaan. Osaston 12 tunnin aikana osallistujat saavat standardoitua ruokaa.

Perusterveystiedot ja kyselylomakkeet:

osallistujat vastaavat kyselyihin, jotka koskevat heidän yleistä terveydentilaansa sekä ruokailutottumuksiaan ja auringolle altistumista.

biokemia:

verinäytteet kerätään eri ajankohtina (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, ja 24 tuntia).

kaikki mittaukset tehdään, kun kaikki aineisto kaikilta 30 osallistujalta on kerätty tulosten vaihtelun välttämiseksi. Verinäytteitä säilytetään biopankissa enintään 15 vuotta tutkimuksen päättymisen jälkeen.

virtsanäytteet:

virtsaa kerätään 3 erässä jokaisen annon ensimmäisenä päivänä eli 0-4 tunnin, 4-8 tunnin ja 8-24 tunnin kuluttua.

kaikki mittaukset tehdään, kun kaikki aineisto kaikilta 30 osallistujalta on kerätty.

Luustokuvaukset:

Kaksienerginen Röntgenabsorptiometria (DXA) ja korkean resoluution perifeerinen kvantitatiivinen tietokonetomografia (HRpQCT):

DXA-skannaus Hologisella QDR Discovery Scannerilla. Luun mineraalitiheys (BMD) mitataan lannerangan (L1-L4), reisiluun kaulan, ja distaalinen kyynärvarren. Lisäksi määritetään kehon kokonaiskoostumus, mukaan lukien rasva – ja vähärasvaisen kudoksen massa.

HRpQCT-luustokuvaus distaalisesta säteestä ja sääriluusta tehdään Xtreme CT-skannerilla (SCANCO Medical AG, Sveitsi). Näin voidaan arvioida aivokuoren ja trabekkeliluun volumetrinen BMD, luun rakenne ja geometria (mukaan lukien aivokuoren ja trabekkeliluun paksuus, trabekkelierotus jne.) ja luuston vahvuus.

verenpaineen mittaukset ja tonometria:

verenpaine ja valtimojäykkyyden mittaukset (tonometria) suoritetaan kahdesti kullakin osallistujalla suhteessa hoitojärjestelmiin ”C” ja ”D”.

molemmilla kerroilla mittaukset tehdään aamulla osallistujan ollessa paastotilassa. Kun mittaukset on tehty, osallistujalle tarjotaan interventio yhdessä aamiaisaterian kanssa. Tämän jälkeen osallistuja paastoaa, kunnes seuraava mittaus tehdään neljä tuntia myöhemmin.

Toimistoverenpaine (BP) mitataan istuma-asennossa 5 minuutin levon jälkeen oikeasta olkavarresta digitaalisella automaattisella BP-monitorilla. Kolme BP lukemat suoritetaan 2 minuuttia lepoa välillä. Kahden viimeisen mittauksen keskiarvo kirjataan.

valtimoiden jäykkyys ja pulssiaaltonopeus (PWV) arvioidaan tonometrisesti käyttäen SphygmoCor-järjestelmää (Xcel; AtCor Medical, Sydney, NSW, Australia). Kaulavaltimo-reisivaltimo-PWV: n mittauksissa käytetään oikeaan reiden yläosaan sijoitettua reisiluun mansettia, johon on yhdistetty kaulavaltimon sovitus tonometria. Mittaukset tehdään hiljaisessa huoneessa. Osallistuja lepää 10 minuuttia makuuasennossa ennen testin alkua. Brachial BP mitataan oikeassa olkavarressa ja kaksi peräkkäistä BP lukemat suoritetaan. Jos BP-lukemat eivät poikkea > 5 mmHg, kirjataan viimeinen. Jos BP-lukemat eroavat > 5 mmHg, saadaan neljä BP-lukemaa. Kahden viimeisen mittauksen keskiarvo kirjataan. AIx arvioidaan aallonheijastusamplitudin ja keskuspulssipaineen suhteena. Analyyseissä käytetään kahden mittauksen keskiarvoa. Kaulavaltimo-reisivaltimo-PWV arvioidaan kulkemana matkana jaettuna kulkuajalla käyttäen suoraa kaulavaltimon ja mansetin välistä etäisyyttä, joka on mitattu joustamattomalla teipillä (infantometri). Mittauksia tehdään vähintään kaksi. Jos mittauksissa on eroja < 0,5 m/s, käytetään analyyseissä näiden kahden mittauksen keskiarvoa. Jos PWV eroaa > 0,5 m/s, saadaan kolmas mittaus ja analyyseissä käytetään mediaaniarvoa. Yleisten suositusten mukaan suoran kaulavaltimon ja mansetin välisen etäisyyden keskiarvo PWV on moninkertainen 0,8: lla.