Benedict Merz

1 Departamentul de Fiziologie și Biochimie a Nutriției, Max Rubner-Institut, 76131 Karlsruhe, Germania; [email protected] (M.J.R.); [email protected] (A.B.); [email protected] (B.W.)

tipar

Lara Frommherz

2 Departamentul pentru siguranța și calitatea fructelor și legumelor, Max Rubner-Institut, 76131 Karlsruhe, Germania; [email protected] (L.F.); [email protected] (S.E.K.)

Manuela J. Rist

1 Departamentul de Fiziologie și Biochimie a Nutriției, Max Rubner-Institut, 76131 Karlsruhe, Germania; [email protected] (M.J.R.); [email protected] (A.B.); [email protected] (B.W.)

Sabine E. Kulling

2 Departamentul pentru Siguranța și Calitatea Fructelor și Legumelor, Max Rubner-Institut, 76131 Karlsruhe, Germania; [email protected] (L.F.); [email protected] (S.E.K.)

Achim Bub

1 Departamentul de Fiziologie și Biochimie a Nutriției, Max Rubner-Institut, 76131 Karlsruhe, Germania; [email protected] (M.J.R.); [email protected] (A.B.); [email protected] (B.W.)

Bernhard Watzl

1 Departamentul de Fiziologie și Biochimie a Nutriției, Max Rubner-Institut, 76131 Karlsruhe, Germania; [email protected] (M.J.R.); [email protected] (A.B.); [email protected] (B.W.)

Date asociate

Abstract

1. Introducere

Dieta este singura sursă de aminoacizi esențiali cu lanț ramificat (BCAA) izoleucina, leucina și valina la om. Sursele dietetice ale acestor aminoacizi proteinogeni (AA) sunt alimente care conțin proteine, carnea și lactatele fiind sursele principale în omnivori [1,2]. Concentrațiile plasmatice de BCAA sunt, de asemenea, influențate prin catabolismul proteinelor musculare. Datorită masei musculare mai mari, bărbații au raportat că au niveluri mai ridicate de BCAA în comparație cu femeile. Mai mult, obezii în comparație cu indivizii slabi, precum și indivizii care consumă o dietă bogată în proteine ​​și/sau energie ridicată prezintă concentrații mai mari de BCAA în plasmă [3].

Există date insuficiente și contradictorii privind contribuția dietei la concentrațiile plasmatice de BCAA umane. Rietman și colab. a concluzionat recent că aproximativ 80% din BCAA dietetice ingerate ajung la circulația sângelui [4], în timp ce studiile care investighează cinetica BCAA raportează o rată de absorbție mai mică de 40% [5,6,7]. În contrast, studiile observaționale au raportat doar corelații slabe între concentrațiile de BCAA din dietă și concentrațiile plasmatice de BCAA [1,8,9]. Mai mult, nu este clar dacă concentrațiile plasmatice de BCAA pot reflecta aportul alimentar pe termen scurt sau lung [4].

Scopul acestui studiu a fost, prin urmare, de a identifica un model dietetic care determină concentrațiile plasmatice de BCAA și de a analiza dacă alți nutrienți, cum ar fi alți AA, sunt asociați cu acest tipar dietetic. Am emis ipoteza că substanțele nutritive dincolo de BCAA pot contribui la riscul crescut de boală observat în dietele occidentale.

2. Materiale și metode

2.1. Design de studiu

Studiul Karlsruhe Metabolomics and Nutrition (KarMeN) este un studiu transversal realizat la Institutul Max Rubner din Karlsruhe, Germania, între 2011 și 2013, cu scopul de a determina impactul mai multor factori asupra metabolomului uman la bărbații sănătoși și femei. Proiectarea studiului și procedurile de examinare sunt descrise în detaliu în altă parte [18]. Pe scurt, au fost recrutați un total de 312 persoane voluntare cu vârste cuprinse între 18 și 80 de ani. Criteriile de excludere au fost fumatul, medicația acută sau obișnuită, inclusiv contraceptivele hormonale pentru femei, bolile care necesită tratament, utilizarea suplimentară și, în plus, femeile în timpul sarcinii sau alăptării. Fiecare persoană a vizitat centrul de studiu de trei ori pentru o caracterizare detaliată [18]. Studiul a fost realizat după aprobarea comitetului local de etică (Consiliul medical de stat din Baden-Württemberg) și în conformitate cu liniile directoare ale Declarației de la Helsinki. Toți participanții au dat consimțământul informat în scris înainte de participarea la studiu.

Participanții au fost examinați de personalul de studiu instruit în conformitate cu procedurile operaționale standard și au fost evaluați parametrii antropometrici, clinici și funcționali [18]. La a doua vizită la centrul de studiu, participanții au oferit o probă de sânge venos periferic după un post peste noapte de cel puțin 10 ore folosind 9 ml de tuburi de plasmă EDTA (S-Monovette, Sarstedt, Nümbrecht, Germania). Sângele a fost centrifugat la 1850 × g la 4 ° C și alicotat în porțiuni mici. În plus, probe de ser (gel S-Monovette Z, Sarstedt, Nümbrecht, Germania) au fost colectate pentru analize clinice standard de biochimie.

2.2. Măsurarea BCAA

Un total de 21 AA (19 proteinogen) au fost determinate de un spectrometru de masă API 5500 Q-Trap (AB Sciex Germany GmbH, Darmstadt, Germania) cuplat la un sistem Shimadzu Nexera UHPLC în probe de plasmă de post folosind kitul Absolute IDQ ™ p180 Biocrates AG, Innsbruck, Austria). O alicotă de plasmă de 20 uL a fost utilizată pentru fiecare extracție. Precipitarea proteinelor și derivatizarea ulterioară cu izotiocianat de fenil au fost efectuate conform protocolului producătorului înainte de detectarea MS. Pentru separarea cromatografică a AA s-a folosit o coloană Zorbax Eclipse XDB-C18 (3 × 100 mm, 3,5 μm; Agilent, Waldbronn, Germania) echipată cu o coloană SecurityGuard ™ (C18, 4,0 × 3,0 mm; Phenomenex, Aschaffenburg, Germania). O descriere detaliată a procesului de pregătire și cuantificare poate fi găsită în Römisch-Margl și colab. [19]. Kitul Absolute IDQ ™ oferă setări optimizate ale instrumentelor MS și parametri compuși. Controlul sistemului și achiziția de date au fost efectuate cu software-ul Analyst 1.5.2. Cuantificarea și evaluarea datelor au fost făcute cu software-ul MetIDQ (versiunea 4.5.2).

Kitul p180 este validat de producător în conformitate cu brevetul U.S. Liniile directoare privind administrarea produselor alimentare și a medicamentelor [20]. Cu toate acestea, pentru a asigura fiabilitatea rezultatelor noastre, probele de control al calității (QC) incluse în kit au fost injectate de zece ori distribuite între probele studiate. În plus, pentru a obține probe de QC strâns legate de probele de studiu (matrice și concentrație similare), am folosit și plasma de studiu combinată. Șase replici ale acestei probe QC specifice studiului au fost extrase pe placă și distribuite uniform între probele studiului. AA cu un coeficient de variație (CV)> 20% în probele QC (plasmă de studiu combinată) au fost excluse din analize ulterioare (glutamat și glicină), CV-urile pentru AA rămas au variat între 6,2% și 17,3% (vezi Tabelul S1) . BCAA plasmatică se referă la concentrațiile unice de concentrații plasmatice de izoleucină, leucină și valină și nu suma BCAA. În tabelele și cifrele ulterioare, AA sunt prezentate conform codurilor din trei litere.

2.3. Evaluare dietetică

2.4. Analize statistice

tabelul 1

Caracteristicile generale ale populației din studiul KarMeN.