Варіанти дієти та плазми BCAA у здорових чоловіків та жінок - результати дослідження KarMeN

Бенедикт Мерц

1 Кафедра фізіології та біохімії харчування, Інститут Макса Рубнера, 76131 Карлсруе, Німеччина; [email protected] (M.J.R.); [email protected] (A.B.); [email protected] (B.W.)

Лара Фромгерц

2 Департамент безпеки та якості фруктів та овочів, Інститут Макса Рубнера, 76131 Карлсруе, Німеччина; [email protected] (L.F.); [email protected] (S.E.K.)

Мануела Дж. Ріст

Сабін Е. Куллінг

Ахім Буб

Бернхард Вацл

Пов’язані дані

Анотація

1. Вступ

Дієта є єдиним джерелом необхідних для людини амінокислот з розгалуженим ланцюгом (ВСАА), ізолейцину, лейцину та валіну. Дієтичними джерелами цих протеїногенних амінокислот (АА) є білковмісна їжа, причому м’ясо та молочні продукти є основними джерелами у всеїдних [1,2]. Крім того, на концентрацію BCAA у плазмі крові впливає катаболізм м’язового білка. Зважаючи на вищу м’язову масу, у чоловіків спостерігається вищий рівень ВСАА порівняно з жінками. Крім того, ожиріння в порівнянні з худими людьми, а також особи, які споживають високобілкову та/або високоенергетичну дієту, демонструють більш високі концентрації BCAA у плазмі крові [3].

Недостатньо і суперечливих даних щодо впливу дієти на концентрацію BCAA в плазмі людини. Рітман та ін. нещодавно дійшов висновку, що близько 80% введеного в їжу ВСАА досягає кровообігу [4], тоді як дослідження, що вивчають кінетику ВСАА, повідомляють про рівень всмоктування менше 40% [5,6,7]. На відміну від цього, спостережні дослідження повідомили лише про слабку кореляцію між концентрацією BCAA в їжі та плазмою [1,8,9]. Крім того, незрозуміло, чи можуть концентрації BCAA у плазмі відображати короткочасне чи довгострокове споживання їжі [4].

Таким чином, метою цього дослідження було визначити режим харчування, який визначає концентрацію BCAA у плазмі крові, та проаналізувати, чи пов'язані з цим режимом харчування інші поживні речовини, такі як інші АА. Ми припустили, що поживні речовини за межами BCAA можуть сприяти збільшенню ризику захворювань західних дієт.

2. Матеріали та методи

2.1. Вивчати дизайн

Дослідження з метаболоміки та харчування Карлсруе (KarMeN) - це поперечне дослідження, проведене в Інституті Макса Рубнера в Карлсруе, Німеччина, між 2011 і 2013 рр., Метою якого є визначення впливу ряду факторів на метаболом людини у здорових чоловіків та жінки. Структура дослідження та процедури обстеження детально описані в інших місцях [18]. Коротше кажучи, загалом було набрано 312 добровільних осіб у віці від 18 до 80 років. Критеріями виключення були куріння, гострі або регулярні ліки, включаючи гормональні контрацептиви для жінок, хвороби, що потребують лікування, вживання добавок, а також для жінок вагітність або годування груддю. Кожна людина відвідувала навчальний центр тричі для детальної характеристики [18]. Дослідження було проведено після схвалення місцевим комітетом з етики (Державна медична рада Баден-Вюртемберга) та відповідно до керівних принципів Гельсінкської декларації. Усі учасники дали письмову інформовану згоду до участі у дослідженні.

Учасники були оглянуті навченим дослідницьким персоналом відповідно до стандартних операційних процедур та оцінені антропометричні, клінічні та функціональні параметри [18]. Під час другого відвідування дослідницького центру учасники надали зразок периферичної венозної крові після нічного голодування, щонайменше 10 годин, за допомогою 9 мл плазмових пробірок ЕДТА (S-Monovette, Sarstedt, Nümbrecht, Німеччина). Кров центрифугували при 1850 × g при 4 ° C і розподіляли невеликими порціями. Крім того, для стандартних клінічних біохімічних аналізів були зібрані зразки сироватки (S-Monovette Z-gel, Sarstedt, Nümbrecht, Німеччина).

2.2. Вимірювання BCAA

Загалом 21 АА (19 протеїногенних) було визначено за допомогою мас-спектрометра API 5500 Q-Trap (AB Sciex Germany GmbH, Дармштадт, Німеччина), з’єднаного з UHPLC-системою Shimadzu Nexera у зразках плазми натще, використовуючи комплект Absolute IDQ ™ p180 ( Biocrates AG, Інсбрук, Австрія). Для кожної екстракції використовували аликвоту 20 мкл плазми. Осадження білка та подальша дериватизація феніл ізотіоціанатом проводили згідно з протоколом виробника до виявлення РС. Для хроматографічного розділення AA використовували колонку Zorbax Eclipse XDB-C18 (3 × 100 мм, 3,5 мкм; Agilent, Вальдбронн, Німеччина), оснащену колоною SecurityGuard ™ (C18, 4,0 × 3,0 мм; Phenomenex, Ашаффенбург, Німеччина). Детальний опис процесу підготовки та кількісної оцінки можна знайти у Römisch-Margl et al. [19]. Набір Absolute IDQ ™ забезпечує оптимізовані налаштування приладу MS та складні параметри. Управління системою та збір даних здійснювалося за допомогою програмного забезпечення Analyst 1.5.2. Кількісна оцінка та оцінка даних проводилася за допомогою програмного забезпечення MetIDQ (версія 4.5.2).

Набір p180 затверджений виробником відповідно до рекомендацій Адміністрації США з питань харчових продуктів та медикаментів [20]. Однак для забезпечення надійності наших результатів зразки контролю якості (QC), включені до набору, вводили десять разів, розподіляючи між досліджуваними зразками. Крім того, для отримання зразків контролю якості, тісно пов'язаних із досліджуваними зразками (аналогічна матриця та концентрація), ми також використовували об'єднану досліджувану плазму. Шість повторень цього специфічного зразка контролю якості витягували на пластину та рівномірно розподіляли між досліджуваними зразками. AA з коефіцієнтом варіації (CV)> 20% у зразках контролю якості (об'єднана досліджувана плазма) були виключені з подальшого аналізу (глутамат та гліцин), CV для решти AA становив від 6,2% до 17,3% (див. Таблицю S1) . BCAA у плазмі крові стосується одноразових концентрацій ізолейцину, лейцину та валіну у плазмі крові, а не суми BCAA. У наступних таблицях і на малюнках АА представлені за трибуквеними кодами.

2.3. Дієтична оцінка

2.4. Статистичний аналіз

Таблиця 1

Загальна характеристика досліджуваної популяції KarMeN.