L’Influenza della Matrice Alimentare il Sistema di Consegna sulla Biodisponibilità di Vitamina D3 (DFORT)

SFONDO L’attuale progetto è una parte della vitamina D fortificazione con una maggiore biodisponibilità programma di studio (acronimo: DFORT) che è un progetto interdisciplinare tra gruppi di ricerca di Danimarca, la Spagna e i paesi Bassi supportato dal danese Fondazione per l’Innovazione. L’obiettivo generale di DFORT è quello di sviluppare strategie più efficienti per la fortificazione della vitamina D studiando l’influenza della matrice di consegna sulla biodisponibilità della vitamina D. DFORT è organizzato in quattro pacchetti di lavoro scientifici (WP).

I primi due WPs hanno lo scopo di studiare se la formazione complessa (nano-incapsulamento) di vitamina D con diverse proteine possa migliorare la stabilità della vitamina D (WP 1 guidato dal prof. Daniel Otzen, AU-iNANO) e l’effetto della formazione complessa nei sistemi alimentari reali, comprese le indagini sulla stabilità durante lo stoccaggio, l’esposizione alla luce e al calore (WP 2 guidato dal professore associato Trine Kastrup Dalsgaard, AU – FOOD). WP 1+2 hanno dimostrato che la vitamina D può essere stabilizzata dalla formazione complessa con proteine del siero di latte e che l’incapsulamento può causare una minore degradazione ossidativa migliorando così la stabilità della vitamina D in diversi sistemi alimentari.

Nello studio in corso (WP 3 guidato dal prof. Lars Rejnmark, AU-Health), la biodisponibilità della vitamina D in diverse matrici alimentari (compresa la formazione complessa con proteine del siero di latte) sarà studiata negli esseri umani. I campioni biologici saranno raccolti nel WP 3 consentendo studi di metabolomica su possibili associazioni tra supplementazione di vitamina D attraverso diverse matrici alimentari e fenotipo metabolico (WP 4 guidato dalla prof. Hanne C. Bertram, AU-FOOD).

Sebbene la maggior parte della vitamina D totale del corpo sia sintetizzata nella pelle dopo l’esposizione alla luce UV (lunghezza d’onda di 290-315 nm), la maggior parte degli individui richiede almeno un po ‘ di vitamina D dietetica per mantenere uno stato di vitamina D completo. Questo è particolarmente vero durante l’inverno. Con una latitudine di 56 ° N in Danimarca, non vi è alcuna sintesi endogena di vitamina D nei mesi che vanno da ottobre ad aprile, il che significa che gli abitanti devono fare affidamento su fonti alimentari per mantenere uno stato di vitamina D completo. Il colecalciferolo (vitamina D3 ) è la principale fonte dietetica di vitamina D, ma è presente solo in un numero limitato di prodotti alimentari (come il pesce grasso) rendendo difficile raggiungere l’assunzione raccomandata di 10 µg D3 al giorno.

Lo stato di vitamina D può essere migliorato in risposta ad un aumento dell’assunzione di vitamina D in termini di integrazione con compresse o fortificazione alimentare. Numerosi studi hanno dimostrato un aumento dei livelli di 25-idrossi vitamina D (25OHD) in risposta ad un aumento dell’assunzione di vitamina D. Si presume generalmente che le concentrazioni medie di 25OHD aumentino di 0.7 nmol / L in risposta ad un aumento dell ‘assunzione a lungo termine di 1 µg di vitamina D al giorno, sebbene l’ aumento relativo per microgrammi integrati possa essere più elevato se i livelli basali sono bassi. Nonostante questa ben nota relazione dose-risposta in gruppi di persone, diversi studi hanno documentato che la variazione dei livelli sierici di 25OHD in risposta alla supplementazione di vitamina D varia ampiamente.

Diverse ragioni possono spiegare la variazione inter-individuale in risposta alla supplementazione di vitamina D. In termini lordi, la variazione può essere dovuta a dosaggio inesattezze (in caso di incongruenze tra richiesto e valori effettivi di vitamina D) e la variazione biodisponibilità di vitamina D.

Incoerenze tra richiesto e misurati i valori di vitamina D contenuto in compresse con vitamina D e alimenti fortificati con prodotti possono essere causa di incongruenze nella dose utilizzata per la fortificazione o per la precarietà della vitamina di per sé. Sono stati riportati risultati discrepanti sulla stabilità della vitamina D in diverse matrici alimentari e quando esposti a diversi rischi fisiochimici. Alcuni ricercatori hanno riferito che la vitamina D è instabile, mentre altri l’hanno trovata stabile quando esposta all’ossidazione, alla luce e agli acidi e agli alcali.

Solo pochi studi hanno cercato i fattori responsabili della variazione inter-individuale dei livelli di 25OHD in risposta alla supplementazione di vitamina D. Questi studi hanno suggerito che la composizione corporea (compreso il contenuto di massa grassa), le varianti genetiche della proteina legante la vitamina D (VDBP)e il rapporto tra siero 24,25-diidrossi vitamina D (24,25(OH) 2D) a 25OHD possono contribuire alla variazione dei livelli sierici di 25OHD. Tuttavia, in un recente studio solo il 47% delle variazioni nella risposta alla supplementazione di vitamina D potrebbe essere spiegato tenendo conto di fattori di nota importanza ai cambiamenti nei livelli di 25OHD.

Oltre agli indici sopra menzionati, fattori importanti per l’assorbimento intestinale della vitamina D e la matrice alimentare con cui viene fornita la supplementazione di vitamina D possono contribuire a variazioni interindividuali nelle risposte 25OHD. Tuttavia, solo pochi studi sono disponibili sulla biodisponibilità della vitamina D da diverse matrici alimentari e sull’assorbimento intestinale della vitamina D, incluso il destino intraluminale, e i meccanismi molecolari che facilitano l’assorbimento sono ancora solo parzialmente compresi.

Poiché la vitamina D è una molecola liposolubile, si è generalmente ipotizzato che la vitamina D sia assorbita nell’intestino tenue per semplice diffusione passiva con la vitamina D incorporata nella micella e trasportata dai chilomicroni attraverso le vene linfatiche al fegato. Ciò è in linea con gli studi che mostrano un aumentato rischio di bassi livelli di 25OHD in pazienti con malassorbimento di grassi. Di conseguenza, è stato suggerito che l’ingestione di vitamina D con un pasto ricco di grassi può aumentare il rilascio di bile, che consente una maggiore incorporazione di vitamina D, la bile sale micella e di migliorare quindi la biodisponibilità di vitamina D. Tuttavia, risultati discrepanti sono stati segnalati, se la composizione di matrici alimentari (e il suo contenuto di grassi), per la quale la vitamina D è ingerito influenza la biodisponibilità.

In uno studio randomizzato e controllato da Raimundo et al., la variazione media dei livelli di 25OHD due settimane dopo il trattamento con una singola grande dose orale di 50.000 UI D3 era maggiore, quando il pasto aveva almeno 15 g di grassi rispetto a un pasto senza grassi. Al contrario, il contenuto di grassi delle matrici alimentari non ha influenzato il profilo di concentrazione temporale misurato dai livelli di vitamina D2 nel plasma 2, 4, 8, 12, 48, e 72 h dopo l’ingestione di una singola dose di 25.000 UI D2 aggiunto a latte intero, latte scremato o sciolto in 0,1 mL di olio di mais e applicato al pane tostato. Tuttavia, entrambi questi studi sono limitati dall’uso di dosi molto elevate (farmacologiche) di vitamina D, che possono ignorare qualsiasi effetto fisiologico della composizione delle matrici alimentari.

La mancanza di un effetto del contenuto di grassi del cibo con cui viene ingerita la vitamina D è supportata anche da studi sulla fortificazione della vitamina D del succo d’arancia. Confrontando la biodisponibilità della vitamina D aggiunta al succo d’arancia o integrata come capsule ha mostrato un aumento simile delle concentrazioni di 25OHD in risposta a 11 settimane di supplementazione con 1000 UI di vitamina D al giorno e l’aumento è stato significativo rispetto al placebo. Il fatto che la vitamina D possa essere sufficientemente assorbita dopo un pasto privo di grassi (come il succo d’arancia) può essere spiegato da recenti scoperte sul meccanismo attraverso il quale la vitamina D viene assorbita. Sembra che la vitamina D non sia assorbita solo dalla semplice diffusione passiva (per incorporazione nella micella), poiché i trasportatori della membrana del colesterolo, come SR-BI, CD36 o NPC1L1, hanno dimostrato di essere coinvolti nell’assorbimento. Le differenze nei livelli di espressione e l’esistenza di polimorfismi funzionali dei geni che codificano per queste proteine possono anche contribuire alla grande variabilità inter-individuale postprandiale risposte di vitamina D.

Solo pochi studi sono disponibili sul tempo-concentrazione plasmatica profilo di vitamina D dopo l’assunzione di una dose orale. Denker et al. ha studiato il profilo farmacocinetico della vitamina D3 dopo somministrazione di una singola dose di D3 di 2800 o 5600 UI, mostrando che i livelli plasmatici di D3 aumentavano costantemente dopo l’assunzione e raggiungevano un picco di 9±2,3 ore con concentrazioni che tornavano a valori quasi basali di 72 ore. Non è noto se la matrice alimentare (inclusa la complessa formazione di vitamina D mediante incapsulamento con proteine del siero di latte) influenzi la biodisponibilità della vitamina D valutata dai profili di concentrazione nel tempo plasmatico e se ciò possa influenzare la variabilità interindividuale in risposta alla supplementazione di vitamina D.

L’importanza dell’assunzione di calcio, e in particolare dell’assunzione di calcio da prodotti lattiero-caseari e compresse (integratori) è stata studiata in una serie di studi, mostrando risultati discrepanti. Una meta-analisi di Cochrane ha suggerito un effetto benefico complessivo dell’aumento dell’assunzione di calcio dai prodotti lattiero-caseari e dagli integratori di calcio. Tuttavia, un recente studio ha suggerito un aumento della pressione sanguigna nelle ore successive all’assunzione di 1000 mg di citrato di calcio rispetto al placebo. Finora non è stato studiato se l’assunzione di latte causi effetti simili sugli indici di salute cardiovascolare, inclusa la pressione sanguigna e la rigidità arteriosa.

OBIETTIVO L’obiettivo generale dello studio è quello di indagare l’influenza delle diverse matrici alimentari (incluse complesso-formazione con proteine di siero di latte) sulla biodisponibilità di vitamina D, come valutato da un numero massimo di profili di concentrazione (Cmax) e la curva di concentrazione di D3 nel plasma e, di conseguenza, se la variabilità inter-individuale di assorbimento di vitamina D può dipendere dal sistema di consegna.

Ipotesi co-primaria (null-) :

• La matrice alimentare con cui D3 viene erogato non influisce sulla Cmax di D3 determinata 10 ore dopo la somministrazione.
• Il profilo di assorbimento (curva tempo-concentrazione in termini di Area Sotto la Curva da 0h a 12h ) non differisce in base alla matrice alimentare con cui D3 viene consegnato.

Ipotesi secondarie (nulle)

• Rispetto alla vitamina D fornita come goccioline, l’assorbimento di D3 non è migliorato dalla consegna attraverso ciascuna delle matrici alimentari testate (cioè, aumento della Cmax).
• Rispetto alla vitamina D aggiunta al succo, l’assorbimento di D3 non è migliorato dal complesso di proteine del siero di latte legato D3 (cioè, aumento della Cmax).
• I trattamenti non influenzano i livelli plasmatici di ormone paratiroideo (PTH) e calcio ionizzato.
• La variabilità alla supplementazione di vitamina D in termini di Cmax è inferiore se la vitamina D è complessa legata alle proteine del siero di latte rispetto agli altri metodi di integrazione testati.
• La rigidità arteriosa valutata dalla tonometria non è influenzata dall’assunzione di latte.

Ipotesi esplicative Al fine di consentire ulteriori indagini sugli indici di importanza per le risposte alla supplementazione di vitamina D, verranno raccolti dati sulla composizione corporea, i polimorfismi genetici, lo stato del colesterolo e le abitudini alimentari abituali.

MATERIALI E METODI

PROGETTAZIONE DELLO STUDIO Lo studio viene eseguito come uno studio cross-over multiplo utilizzando un design bilanciato latino-quadrato. Questo disegno consente a ciascun partecipante di funzionare come il proprio controllo, bilanciando così il rischio di un’influenza negativa sui risultati dell’ordine di trattamento o di altri fattori come l’effetto del periodo, nonché le variazioni interindividuali attribuibili ad esempio, variazioni genetiche, peso corporeo ecc. Per randomizzazione, ogni partecipante sarà assegnato a ricevere tutti i cinque regimi di trattamento in un ordine pre-specificato con un periodo di lavaggio di 10-21 giorni tra ciascuno dei bracci di trattamento.

Le sequenze di trattamento sono:

sequenza di Trattamento 1: A B E C D

sequenza di Trattamento 2: a B C D E

sequenza di Trattamento 3: C D B E A

sequenza di Trattamento 4: D E C A B

sequenza di Trattamento 5: E A D B C

sequenza di Trattamento 6: D C E B

sequenza di Trattamento 7: D E A C B

sequenza di Trattamento 8: A E B D C

sequenza di Trattamento 9: B A C E D

Sequenza di trattamento 10: C B d A E

PROCEDURE PER LA MANIPOLAZIONE DELLA SUPPLEMENTAZIONE DI VITAMINA D Il supplemento sarà acquistato commercialmente e conservato presso la clinica per l’osteoporosi, Aarhus University Hospital e tenuto lontano da altri farmaci e integratori. Il sub-investigatore è responsabile della corretta manipolazione e erogazione del supplemento di vitamina D, oltre a garantire che il supplemento venga utilizzato solo come descritto nel protocollo e che i partecipanti siano istruiti a prenderlo correttamente.

PROCEDURE PER LA RANDOMIZZAZIONE La randomizzazione verrà eseguita utilizzando un computer genera elenco. I trattamenti non saranno accecati per lo sperimentatore. In termini di confronto del succo con o senza complessi legati alle proteine del siero di latte, verrà applicato un design a cieco singolo, poiché ai partecipanti non verrà detto quale dei trattamenti stanno ricevendo. Ogni sequenza di trattamento sarà assegnata allo stesso numero di pazienti – ad esempio 3 partecipanti saranno nella sequenza di trattamento 1, 3 nella sequenza di trattamento 2 ecc.

POPOLAZIONE Trenta partecipanti saranno reclutati dalla popolazione di base generale tramite direct mailing utilizzando un elenco di individui selezionati casualmente che vivono nella zona di Aarhus generato da “Servizi di ricerca” presso Statens Serum Institut. Lo studio verrà eseguito durante l’inverno (novembre-aprile).

RITIRO E ABBANDONO Qualsiasi partecipante può in qualsiasi momento abbandonare lo studio senza alcuna spiegazione e non dovrà passare attraverso un esame finale. Lo sperimentatore può ritirare un partecipante se ciò sembra necessario per la sicurezza del partecipante. Abbandoni e prelievi saranno annotati e spiegati nel CRF.

Il ritiro avverrà nel caso in cui uno dei seguenti criteri sia soddisfatto:

• Modifica della supplementazione di vitamina D
• Calcio ionizzato ≥1.40 mmol/L
• Malattia o nuovo farmaco che influenzerà lo studio
• Effetti/sintomi avversi gravi che dovrebbero essere causati dall’integrazione di vitamina D Le malattie che si verificano entro 7 giorni dai trattamenti possono essere una possibile causa di partecipazione allo studio. Sub-investigatore può in questo lasso di tempo essere contattato al fine di indagare se si tratta di una causa della supplementazione di vitamina D. Nel caso in cui lo sia, i sintomi o la malattia saranno seguiti fino a quando non saranno guariti o sono diventati cronici.

ESAMI I partecipanti saranno esaminati 5 volte per un periodo di tempo da 6 a 12 settimane. Ad ogni visita, i partecipanti arriveranno a digiuno prima delle 9 del mattino e rimarranno al dipartimento fino al prelievo di sangue alle ore 12. Di seguito, i partecipanti sono liberi di tornare a casa e tornare il giorno successivo per il prelievo di sangue di 24 ore e la consegna dei campioni di urina o rimanere la notte in ospedale. Durante le ore 12 presso il dipartimento, i partecipanti riceveranno cibo standardizzato.

Informazioni sanitarie di base e questionari:

I partecipanti risponderanno a questionari riguardanti la loro salute generale, le abitudini alimentari e l’esposizione al sole.

Biochimica:

I campioni di sangue saranno raccolti in diversi punti temporali (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, e 24 ore).

Tutte le misurazioni verranno eseguite quando tutto il materiale di tutti i 30 partecipanti sarà stato raccolto al fine di evitare variazioni nei risultati. I campioni di sangue saranno conservati in una biobanca per un massimo di 15 anni dopo la fine dello studio.

Campioni di urina:

L’urina sarà raccolta in 3 lotti al primo giorno di ciascuna somministrazione, cioè da 0-4 ore, da 4-8 ore e da 8-24 ore.

Tutte le misurazioni verranno eseguite quando tutto il materiale di tutti i 30 partecipanti sarà stato raccolto.

Scansioni ossee:

Assorbimetria a raggi X a doppia energia (DXA) e Tomografia computerizzata quantitativa periferica ad alta risoluzione (HRpQCT):

Scansione DXA con lo scanner Hologic QDR Discovery. La densità minerale ossea (BMD) sarà misurata nella colonna lombare (L1-L4), nel collo femorale e nell’avambraccio distale. Inoltre, sarà determinata la composizione corporea totale, compresa la massa grassa e magra.

Una scansione ossea HRpQCT del raggio distale e della tibia verrà eseguita utilizzando uno scanner CT Xtreme (SCANCO Medical AG, Svizzera). Ciò consentirà la valutazione della BMD volumetrica per l’osso corticale e trabecolare, la struttura ossea e la geometria (compreso lo spessore corticale e trabecolare, la separazione trabecolare ecc.) e la forza ossea.

Misurazioni della pressione arteriosa e tonometria:

La pressione arteriosa e le misurazioni della rigidità arteriosa (tonometria) vengono eseguite due volte in ciascun partecipante in relazione ai regimi di trattamento “C” e “D”.

In entrambe le occasioni, le misurazioni vengono eseguite al mattino con il partecipante nello stato di digiuno. Dopo aver eseguito le misurazioni, al partecipante verrà fornito l’intervento insieme a un pasto per la colazione. Dopo questo, il partecipante sarà a digiuno fino a quando la misurazione successiva viene eseguita quattro ore dopo.

La pressione arteriosa dell’ufficio (BP) viene misurata in posizione seduta dopo 5 minuti di riposo sulla parte superiore del braccio destro utilizzando un monitor BP automatico digitale. Tre letture BP saranno eseguite con 2 minuti di riposo in-between. Viene registrata la media delle ultime due misurazioni.

La rigidità arteriosa e la velocità dell’onda di impulso (PWV) saranno valutate mediante tonometria utilizzando il sistema SphygmoCor (Xcel; AtCor Medical, Sydney, NSW, Australia). Per le misurazioni del PWV carotide-femorale, verrà utilizzata una cuffia femorale gonfiata posta sulla coscia destra combinata con la tonometria dell’applanazione carotidea. Le misurazioni vengono eseguite in una stanza tranquilla. Il partecipante riposerà per 10 minuti in posizione supina prima dell’inizio del test. La pressione arteriosa brachiale viene misurata sulla parte superiore del braccio destro e vengono eseguite due letture consecutive della pressione arteriosa. Se le letture BP non differiscono per > 5 mmHg, viene registrato l’ultimo. Se le letture BP differiscono per > 5 mmHg, si ottengono quattro letture BP. Viene registrata la media delle ultime due misurazioni. AIx è valutato come il rapporto tra l’ampiezza della riflessione dell’onda e la pressione del polso centrale. Nelle analisi viene utilizzata la media di due misurazioni. Il PWV carotide-femorale viene valutato come la distanza percorsa divisa per il tempo di transito utilizzando la distanza diretta carotide-polsino misurata con un nastro non estensibile (infantometro). Viene eseguito un minimo di due misurazioni. Se le misurazioni differiscono < 0,5 m / s la media delle due misurazioni viene utilizzata per le analisi. Se PWV differisce da > 0,5 m / s si ottiene una terza misurazione e il valore mediano viene utilizzato per le analisi. Secondo le raccomandazioni generali, la distanza diretta carotide-polsino PWV media è multipla con 0,8.