influența sistemului de livrare a matricei alimentare asupra biodisponibilității vitaminei D3 (DFORT)

context proiectul actual face parte din programul de studiu fortificarea vitaminei D cu biodisponibilitate îmbunătățită (acronim: DFORT), care este un proiect interdisciplinar care include grupuri de cercetare din Danemarca, Spania și Olanda susținut de Fundația daneză pentru Inovare. Scopul general al DFORT este de a dezvolta strategii mai eficiente pentru fortificarea vitaminei D prin studierea influenței matricei de livrare asupra biodisponibilității vitaminei D. DFORT este organizat în patru pachete de lucru științifice (WP).

primele două WP-uri au urmărit să studieze dacă formarea complexă (nano-încapsulare) a vitaminei D cu proteine diferite poate spori stabilitatea vitaminei D (WP 1 plumb de prof. Daniel Otzen, AU-Inano) și efectul formării complexe în sistemele alimentare reale, inclusiv investigații privind stabilitatea în timpul depozitării, expunerea la lumină și căldură (WP 2 condus de profesorul asociat Trine Kastrup Dalsgaard, au – FOOD). WP 1 + 2 au arătat că vitamina D poate fi stabilizată prin formarea complexă cu proteine din zer și că încapsularea poate provoca o degradare oxidativă mai mică, îmbunătățind astfel stabilitatea vitaminei D în diferite sisteme alimentare.

în studiul curent (WP 3 condus de prof. Lars Rejnmark, au-Health), biodisponibilitatea vitaminei D în diferite matrice alimentare (inclusiv formarea complexă cu proteine din zer) va fi studiată la om. Probele biologice vor fi colectate În WP 3, permițând studii de metabolomică privind posibilele asocieri între suplimentarea cu vitamina D prin diferite matrice alimentare și fenotip metabolic (WP 4 plumb de Prof. Hanne C. Bertram, au-FOOD).

deși cea mai mare parte a vitaminei D din organism este sintetizată în piele după expunerea la lumina UV (lungimea de undă de 290-315 nm), majoritatea persoanelor necesită cel puțin o anumită vitamină D dietetică pentru a menține o stare plină de vitamina D. Acest lucru este valabil mai ales în timpul iernii. Cu o latitudine de 56 de centimi N în Danemarca, nu există o sinteză endogenă a vitaminei D în lunile care se extind din octombrie până în aprilie, ceea ce înseamnă că locuitorii trebuie să se bazeze pe surse alimentare pentru a menține un statut plin de vitamina D. Colecalciferolul (vitamina D3 ) este principala sursă dietetică de vitamina D, dar este prezent doar într-un număr limitat de produse alimentare (cum ar fi peștele gras), ceea ce face dificilă obținerea aportului recomandat de 10 hectolitri D3 pe zi.

starea vitaminei D poate fi îmbunătățită ca răspuns la un aport crescut de vitamina D în ceea ce privește fie suplimentarea cu tablete, fie fortificarea alimentelor. Numeroase studii au arătat niveluri crescute de 25-hidroxi vitamina D (25ohd) ca răspuns la un aport crescut de vitamina D. În general, se presupune că concentrațiile medii de 25ohd cresc cu 0.7 nmol / L ca răspuns la o creștere pe termen lung a aportului de 1 hectolitru de vitamina D pe zi, deși creșterea relativă pe microgram suplimentat poate fi mai mare dacă nivelurile inițiale sunt scăzute. În ciuda acestei binecunoscute relații doză-răspuns la grupuri de oameni, mai multe studii au documentat că modificarea nivelurilor serice de 25ohd ca răspuns la suplimentarea cu vitamina D variază foarte mult.

mai multe motive pot explica variația interindividuală ca răspuns la suplimentarea cu vitamina D. În termeni bruți, variația se poate datora inexactităților de dozare (neconcordanțe între valorile declarate și cele reale ale vitaminei D) și variației biodisponibilității vitaminei D.

neconcordanțele dintre valorile declarate și cele măsurate ale conținutului de vitamina D din comprimatele de vitamina D și produsele alimentare îmbogățite pot fi datorate inconsecvențelor dozei utilizate pentru fortificare sau instabilității vitaminei în sine. Au fost raportate rezultate discrepante privind stabilitatea vitaminei D în diferite matrice alimentare și atunci când sunt expuse la diferite pericole fizico-chimice. Unii cercetători au raportat că vitamina D este instabilă, în timp ce alții au descoperit că este remarcabil de stabilă atunci când este expusă la oxidare, lumină și la acid și alcali.

doar câteva studii au căutat factorii responsabili de variația interindividuală a nivelurilor de 25ohd ca răspuns la suplimentarea cu vitamina D. Aceste studii au sugerat că compoziția corporală (inclusiv conținutul de masă de grăsime), variantele genetice ale proteinei de legare a vitaminei D (VDBP) și raportul dintre 24,25-dihidroxi vitamina D serică(24,25 (OH)2D) și 25ohd pot contribui la variația nivelurilor serice de 25ohd. Cu toate acestea, într-un studiu recent, doar 47% din variațiile răspunsului la suplimentarea cu vitamina D ar putea fi explicate prin contabilizarea factorilor de importanță cunoscută pentru modificările nivelurilor de 25ohd.

în plus față de indicii menționați mai sus, factorii de importanță pentru absorbția intestinală a vitaminei D, precum și matricea alimentară prin care este furnizată suplimentarea cu vitamina D pot contribui la variații interindividuale ale răspunsurilor 25ohd. Cu toate acestea, sunt disponibile doar câteva studii privind biodisponibilitatea vitaminei D din diferite matrice alimentare și absorbția intestinală a vitaminei D, inclusiv soarta intraluminală, iar mecanismele moleculare care facilitează absorbția sunt încă doar parțial înțelese.

deoarece vitamina D este o moleculă solubilă în grăsimi, s-a presupus în general că vitamina D este absorbită în intestinul subțire prin difuzie pasivă simplă, vitamina D fiind încorporată în micelă și transportată de chilomicroni prin venele limfatice către ficat. Acest lucru este în concordanță cu studiile care arată un risc crescut de niveluri scăzute de 25ohd la pacienții cu malabsorbție grasă. În consecință, s-a sugerat că ingestia de vitamina D cu o masă bogată în grăsimi poate crește eliberarea bilei, permițând o încorporare crescută a vitaminei D în micela sării biliare, îmbunătățind astfel biodisponibilitatea vitaminei D. Cu toate acestea, au fost raportate rezultate discrepante, dacă compoziția matricelor alimentare (și conținutul său de grăsimi) prin care vitamina D este ingerată influențează biodisponibilitatea acesteia.

într-un studiu randomizat, controlat de Raimundo și colab., modificarea medie a nivelurilor de 25ohd la două săptămâni după tratamentul cu o singură doză orală mare de 50.000 UI D3 a fost mai mare, când masa a avut cel puțin 15 g de grăsime comparativ cu o masă fără grăsimi. În schimb, conținutul de grăsimi al matricelor alimentare nu a fost găsit pentru a influența profilul concentrației în timp, măsurat prin nivelurile de vitamina D2 din plasmă 2, 4, 8, 12, 48, și 72 h după ingestia unei singure doze de 25.000 UI D2 adăugat fie lapte integral, lapte degresat sau dizolvat în 0,1 mL ulei de porumb și aplicat la pâine prăjită. Cu toate acestea, ambele studii sunt limitate de utilizarea unor doze foarte mari (farmacologice) de vitamina D, care pot suprascrie orice efecte fiziologice ale compoziției matricelor alimentare.

lipsa unui efect al conținutului de grăsime al alimentelor prin care este ingerată vitamina D este susținută și de studii privind fortificarea vitaminei D a sucului de portocale. Comparând biodisponibilitatea vitaminei D adăugată la sucul de portocale sau suplimentată sub formă de capsule, a arătat o creștere similară a concentrațiilor de 25ohd ca răspuns la 11 săptămâni de suplimentare cu 1000 UI de vitamina D pe zi, iar creșterea a fost semnificativă în comparație cu placebo. Faptul că vitamina D poate fi suficient absorbită după o masă fără grăsimi (cum ar fi sucul de portocale) poate fi explicat prin descoperirile recente privind mecanismul prin care vitamina D este absorbită. Se pare că vitamina D nu este absorbită doar prin simpla difuzie pasivă (prin încorporarea în micelă), deoarece transportorii membranei colesterolului, cum ar fi SR-BI, CD36 sau NPC1L1, s-au dovedit a fi implicați în absorbție. Diferențele în nivelurile de expresie și existența polimorfismelor funcționale în genele care codifică aceste proteine pot contribui, de asemenea, la variația interindividuală mare a răspunsurilor postprandiale la vitamina D.

sunt disponibile doar foarte puține studii privind profilul concentrației plasmatice în timp a vitaminei D după administrarea unei doze orale. Denker și colab. s-a studiat profilul farmacocinetic al vitaminei D3 după administrarea unei doze unice de D3 fie de 2800, fie de 5600 UI, arătând că concentrațiile plasmatice de D3 au crescut constant după administrare și au atins un maxim de 9 2,3 ore, concentrațiile revenind la valorile inițiale apropiate cu 72 ore. Nu se cunoaște dacă matricea alimentară (inclusiv formarea complexă a vitaminei D prin încapsularea cu proteine din zer) afectează biodisponibilitatea vitaminei D, evaluată prin profilurile de concentrație plasmatică și dacă aceasta poate influența variabilitatea interindividuală ca răspuns la suplimentarea cu vitamina D.

importanța aportului de calciu și, în special, a aportului de calciu din produse lactate și tablete (Suplimente) a fost investigată într-o serie de studii, arătând rezultate discrepante. O meta-analiză Cochrane a sugerat un efect benefic general al aportului crescut de calciu din produsele lactate și suplimentele de calciu. Cu toate acestea, un studiu recent a sugerat o creștere a tensiunii arteriale în orele următoare consumului de 1000 mg de citrat de calciu comparativ cu placebo. Până în prezent nu a fost investigat dacă aportul de lapte provoacă efecte similare asupra indicilor sănătății cardiovasculare, inclusiv a tensiunii arteriale și a rigidității arteriale.

scop scopul general al studiului este de a investiga influența diferitelor matrice alimentare (inclusiv formarea complexă cu proteine din zer) asupra biodisponibilității vitaminei D, evaluată prin profilurile de concentrație maximă (Cmax) și curba concentrației în timp a D3 în plasmă și, prin urmare, dacă variația interindividuală a absorbției vitaminei D poate depinde de sistemul de livrare.

ipoteza Co-primară (null-) :

• matricea alimentară prin care se eliberează D3 nu afectează Cmax al D3 așa cum este determinat la 10 ore după administrare.
• profilul de absorbție (curba timp-concentrație în ceea ce privește aria de sub curba de la 0h la 12h ) nu diferă în funcție de matricea alimentară prin care este livrat D3.

ipoteze secundare (nule)

• în comparație cu vitamina D furnizată sub formă de picături, absorbția D3 nu este îmbunătățită prin livrarea prin fiecare dintre matricile alimentare testate (adică creșterea Cmax).
• în comparație cu vitamina D adăugată la suc, absorbția D3 nu este îmbunătățită de D3 legat de complexul proteic din zer (adică Cmax crescută).
• tratamentele nu afectează nivelurile plasmatice ale hormonului paratiroidian (PTH) și ale calciului ionizat.
• variabilitatea suplimentării cu vitamina D în ceea ce privește Cmax este mai mică dacă vitamina D este legată complex de proteinele din zer în comparație cu celelalte metode de suplimentare testate.
• rigiditatea arterială evaluată prin tonometrie nu este afectată de aportul de lapte.

ipoteze explicative pentru a permite investigații suplimentare privind indicii de importanță pentru răspunsurile la suplimentarea cu vitamina D, vor fi colectate date privind compoziția corporală, polimorfismele genetice, starea colesterolului și obiceiurile alimentare obișnuite.

materiale și metode

proiectarea studiului Studiul este realizat ca un studiu încrucișat multiplu folosind un design echilibrat latin-pătrat. Acest design permite fiecărui participant să funcționeze ca un control propriu, contrabalansând astfel riscul unei influențe adverse asupra rezultatelor ordinii tratamentului sau a altor factori, cum ar fi efectul perioadei, precum și variațiile interindividuale atribuite, de exemplu, variațiilor genetice, greutății corporale etc. Prin randomizare, fiecare participant va fi alocat pentru a primi toate cele cinci regimuri de tratament într-o ordine prestabilită, cu o perioadă de spălare de 10-21 de zile între fiecare dintre brațele de tratament.

secvențele de tratament sunt:

secvența de tratament 1: A B E C D

secvența de tratament 2: B C A D E

secvența de tratament 3: C D B E a

secvența de tratament 4: D E C A B

secvența de tratament 5: E A D B C

secvența de tratament 6: D C E B A

secvența de tratament 7: E D A C b

secvența de tratament 8: A E B D C

secvența de tratament 9: B A C E d

secvența de tratament 10: C B D A E

proceduri pentru manipularea suplimentării cu vitamina D suplimentul va fi achiziționat comercial și depozitat la Clinica de osteoporoză, Spitalul Universitar Aarhus și ținut departe de alte medicamente și suplimente. Sub-investigatorul este responsabil pentru manipularea și distribuirea corectă a suplimentului de vitamina D, precum și pentru asigurarea faptului că suplimentul va fi utilizat numai așa cum este descris în protocol și că participanții sunt instruiți să îl ia corect.

procedurile de randomizare randomizare se va face folosind un calculator genera lista. Tratamentele nu vor fi orbite pentru investigator. În ceea ce privește compararea sucului cu sau fără complexe legate de proteine din zer, se va aplica un design cu un singur orb, deoarece participanților nu li se va spune care dintre tratamentele pe care le primesc. Fiecare secvență de tratament va fi alocată aceluiași număr de pacienți – de exemplu, 3 participanți vor fi în secvența de tratament 1, 3 în secvența de tratament 2 etc.

populație treizeci de participanți vor fi recrutați din populația generală de fond prin corespondență directă folosind o listă de persoane selectate aleatoriu care trăiesc în zona Aarhus generate de „servicii de cercetare” la Statens Serum Institut. Studiul va fi efectuat în perioada de iarnă (noiembrie-aprilie).

retragere și abandon orice participant poate renunța în orice moment la studiu fără nicio explicație și nu va trebui să treacă printr-un examen final. Investigatorul poate retrage un participant dacă acest lucru pare necesar pentru siguranța participantului. Abandonul școlar și retragerile vor fi notate și explicate în CRF.

retragerea se va produce în cazul îndeplinirii unuia dintre următoarele criterii:

• modificarea suplimentării cu vitamina D
• calciu ionizat 1.40 mmol/l
• boala sau medicamentele noi care vor influența studiul
• efectele / simptomele adverse grave care se așteaptă să fie cauzate de bolile suplimentare cu vitamina D care apar în decurs de 7 zile de la tratamente pot fi o posibilă cauză a participării la studiu. Sub-investigatorul poate fi contactat în acest interval de timp pentru a investiga dacă este o cauză a suplimentării cu vitamina D. În cazul în care este, simptomele sau boala vor fi urmate până când este vindecată sau au devenit cronice.

participanții la examene vor fi examinați de 5 ori pe o perioadă de timp de 6 până la 12 săptămâni. La fiecare vizită, participanții vor ajunge în post înainte de ora 9 dimineața și vor rămâne la secție până la prelevarea de probe de sânge la 12 ore. În continuare, participanții sunt liberi să meargă acasă și să se întoarcă a doua zi pentru prelevarea de sânge de 24 de ore și livrarea probelor de urină sau să rămână noaptea la spital. Pe parcursul celor 12 ore la departament, participanții vor primi mâncare standardizată.

informații și chestionare de sănătate de bază:

participanții vor răspunde la chestionare privind sănătatea lor generală, precum și obiceiurile alimentare și expunerea la soare.

Biochimie:

probele de sânge vor fi colectate în diferite momente de timp (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, și 24 de ore).

toate măsurătorile vor fi efectuate atunci când toate materialele de la toți cei 30 de participanți au fost colectate pentru a evita variația rezultatelor. Probele de sânge vor fi stocate într-o biobancă timp de maximum 15 ani de la încheierea studiului.

probe de urină:

urina va fi colectată în 3 loturi în prima zi a fiecărei doze, adică de la 0-4 ore, de la 4-8 ore și de la 8-24 ore.

toate măsurătorile vor fi efectuate atunci când au fost colectate toate materialele de la toți cei 30 de participanți.

scanări osoase:

absorbție cu raze X cu energie duală (DXA) și tomografie computerizată cantitativă periferică de înaltă rezoluție (HRpQCT):

scanare DXA cu scanerul Hologic QDR Discovery. Densitatea minerală osoasă (DMO) va fi măsurată în coloana lombară (L1-L4), gâtul femural și antebrațul distal. Mai mult, se va determina compoziția corporală totală, inclusiv masa țesutului gras și slab.

o scanare osoasă HRpQCT a razei distale și a tibiei va fi efectuată cu ajutorul unui scaner CT Xtreme (SCANCO Medical AG, Elveția). Aceasta va permite evaluarea DMO volumetrică pentru osul cortical și trabecular, structura și geometria osoasă (inclusiv grosimea corticală și trabeculară, separarea trabeculară etc.) și rezistența osoasă.

măsurători ale tensiunii arteriale și tonometrie:

tensiunea arterială și măsurătorile rigidității arteriale (tonometrie) sunt efectuate de două ori la fiecare participant în raport cu regimurile de tratament „C” și „D”.

în ambele ocazii, măsurătorile sunt efectuate dimineața cu participantul în starea de post. După efectuarea măsurătorilor, participantului i se va asigura intervenția împreună cu o masă de mic dejun. După aceasta, participantul va posti până când următoarea măsurare va fi efectuată patru ore mai târziu.

tensiunea arterială la birou (BP) este măsurată în poziție șezândă după 5 minute de repaus pe brațul drept superior folosind un monitor digital automat BP. Trei citiri BP vor fi efectuate cu 2 minute de odihnă între ele. Se înregistrează media ultimelor două măsurători.

rigiditatea arterială și viteza undei pulsului (PWV) vor fi evaluate prin tonometrie folosind sistemul Sfigmocor (Xcel; Atcor Medical, Sydney, NSW, Australia). Pentru măsurătorile PWV carotidă-femurală, se va utiliza o manșetă femurală umflată plasată pe coapsa superioară dreaptă combinată cu tonometria de applanare carotidă. Măsurătorile se efectuează într-o cameră liniștită. Participantul se va odihni timp de 10 minute într-o poziție supină înainte de începerea testului. BP brahial este măsurat pe brațul superior drept și se efectuează două citiri consecutive ale BP. Dacă citirile BP nu diferă cu > 5 mmHg, ultima este înregistrată. Dacă citirile BP diferă cu > 5 mmHg, se obțin patru citiri BP. Se înregistrează media ultimelor două măsurători. AIx este evaluat ca raportul dintre amplitudinea reflexiei undelor și presiunea pulsului central. În analize se utilizează media a două măsurători. PWV Carotid-femural este evaluat ca distanța parcursă împărțită la timpul de tranzit folosind distanța directă carotidă-manșetă măsurată cu o bandă care nu se întinde (infantometru). Se efectuează cel puțin două măsurători. Dacă măsurătorile diferă < 0,5 m/s, media celor două măsurători este utilizată pentru analize. Dacă PWV diferă cu > 0,5 m/s se obține o a treia măsurătoare și se utilizează valoarea mediană pentru analize. Conform recomandărilor generale, distanța directă carotidă-manșetă medie PWV este multiplă cu 0,8.