P-krezol-szulfát és indoxil-szulfát előállítása vegetáriánusokban, szemben a mindenevőkkel

Összegzés

Háttér és célkitűzések Az urémiás oldott p-krezol-szulfátot (PCS) és az indoxil-szulfátot (IS) vastagbélbaktériumok hozzák létre, amelyek olyan élelmiszer-összetevőkre hatnak, amelyek elkerülik a vékonybélben történő felszívódást. Ezeknek a potenciálisan toxikus vegyületeknek a termelését az étrend befolyásolhatja. Ez a tanulmány azt vizsgálta, hogy a PCS és az IS termelése eltér-e a vegetáriánusoknál és mindenevőknél.

Tervezés, beállítás, résztvevők és mérések A PCS és az IS termelését úgy értékeltük, hogy a normális vesefunkciójú résztvevők vizeletürítési arányát mérték. Vizsgálatokat végeztek 15 vegetáriánuson és 11 egyeden, akik korlátlan étrendet fogyasztottak. A résztvevők 4 napon keresztül regisztrálták az ételmennyiséget, és vizeletet gyűjtöttek mindkét vizsgálati időszak utolsó 2 napján, amelyek 1 hónapos különbséggel voltak.

Eredmények Az átlagos PCS-ürítés 62% -kal alacsonyabb volt (95% konfidencia intervallum [95% CI], 15–83), az átlagos IS-ürítés 58% -kal alacsonyabb (95% CI, 39–71) vegetáriánusoknál, mint a korlátozás nélküli étrendet fogyasztóknál. Az ételrekordok azt mutatták, hogy a vegetáriánusok alacsonyabb PCS és IS kiválasztása 69% -kal magasabb (95% CI, 20–139) rostbevitelhez és 25% -kal alacsonyabb (95% CI, 3–42) fehérjebevitelhez kapcsolódott. A PCS és az IS kiválasztási arányok nagyban változtak az egyes résztvevők között, és nem voltak szoros összefüggésben egymással, de általában stabilak maradtak az egyes résztvevőknél 1 hónap alatt.

Következtetések A PCS és az IS termelési aránya szignifikánsan alacsonyabb a vegetáriánusoknál, mint a korlátlan étrendet fogyasztó egyéneknél.

Bevezetés

Számos szerves oldott anyag, amelyet általában a vesék ürítenek, felhalmozódik a plazmában, amikor a vesék meghibásodnak (1). Ezen „urémiás” oldott anyagok egy részét a vastagbélben olyan baktériumok állítják elő, amelyek olyan élelmiszer-összetevőkre hatnak, amelyek elkerülik a vékonybél emésztését (2,3). A vastagbélből származó oldott anyagok közé tartozik a p-krezol-szulfát (PCS) és az indoxil-szulfát (IS), amelyeket a tirozin, illetve a triptofán aminosavak baktérium-metabolizmusával állítanak elő (4,5). Jelentős, bár meggyőző bizonyíték van arra, hogy ezek a vegyületek mérgezőek (4,6–10).

Az oldott anyag termelését korlátozó kezelések elméletileg kombinálhatók dialízissel az urémiás oldott anyag szintjének csökkentése érdekében veseelégtelenségben szenvedő betegeknél. Mivel izolált rekeszben állítják elő azokat az eljárásokat, amelyek idegenek az emlőssejtekétől, a vastagbélből származó oldott anyagok, például a PCS és az IS termelése különösen érzékeny lehet a manipulációra. A legújabb tanulmányok feltárták az étrendi manőverek hatását, amelyek célja a PCS termelésének csökkentése a normál résztvevőknél, valamint a hemodializált betegeknél (2). Ígéretes eredményeket értek el, de az oldott anyag termelésében elért csökkenések szerények voltak. Miközben mértük a PCS és az IS termelését normál résztvevőknél, hogy kontroll adatokat kapjunk a dialízisben szenvedő betegek vizsgálatához, megfigyeltük, hogy a PCS és az IS vizelettel történő kiválasztódásának aránya a vegetáriánusoknál sokkal alacsonyabb volt, mint a korlátozás nélküli étrendet fogyasztóknál. Ez a tanulmány a PCS és az IS termelését hasonlította össze nagyobb számú vegetáriánus és korlátozás nélküli étrendet fogyasztó résztvevővel, és megvizsgálta ezen oldott anyagok termelési arányának változékonyságát.

Anyagok és metódusok

Vizsgálatokat végeztek 26 egészséges résztvevővel, akiknek ismert vesebetegsége nem volt. Tizenöt résztvevő vegetáriánus volt, míg a fennmaradó 11 résztvevő korlátlan étrendet fogyasztott, beleértve a húst és a húskészítményeket. A vegetáriánus résztvevők tojást és tejtermékeket ettek, de nem húst és halat. A vegetáriánus résztvevők étkezési szokásait interjúval erősítették meg. Valamennyi résztvevőnek nem volt története gyomor-bélműtét vagy hasmenéses betegség, és a beiratkozás előtt legalább egy hónapig nem használt antibiotikumot. A 15 vegetáriánus résztvevő közül 13 és a 11 nem vegetáriánus résztvevő közül 6 ázsiai származású volt. A vizsgálatot a Helsinki Nyilatkozatnak megfelelően végezték el, és a Stanfordi Egyetem intézményi felülvizsgálati testülete jóváhagyta.

A kalória-, fehérje-, rost-, szénhidrát- és zsírfogyasztás átlagát az étkezési rekord 4 napja alatt átlagolták. Az oldott anyag kiválasztódását és a tápanyag-fogyasztási arányokat korrigálták a testfelületre a Mosteller-képlet segítségével (13). A vegetáriánus résztvevők és a korlátozás nélküli résztvevők értékeit a párosítatlan t teszt segítségével hasonlítottuk össze. A PCS és az IS kiválasztásának értékeit log transzformációval hasonlítottuk össze. A vegetáriánus és a korlátozás nélküli résztvevők PCS és IS kiválasztásának átlagos százalékos különbségeit az egyes résztvevők vizeletgyűjtésének minden napján érvényes átlagos kiválasztási arányok alapján számítottuk ki. A PCS és az IS kiválasztódása és más paraméterek közötti lehetséges összefüggéseket lineáris regresszióval vizsgáltuk. A statisztikai számításokat SPSS szoftverrel (19. verzió; IBM, Chicago, IL) végeztük.

Eredmények

A PCS és az IS vizelettel történő kiválasztása

Vizelet PCS és IS kiválasztás. Átlagos napi ürülési arány PCS (bal oldali panel) és IS (jobb panel) esetén. Az 1. és 2. periódus egyes vegetáriánus résztvevői számára kapott értékeket háromszögek jelölik, amelyeket törött vonalak kötnek össze. A korlátlan résztvevők számára kapott értékeket folytonos vonalakkal összekötött körök képviselik. PCS, p-krezol-szulfát; IS, indoxil-szulfát.

Az étrendből származó oldott anyagok vizelettel történő kiválasztása

Az élelmiszer-nyilvántartások alapján meghatározott élelmiszer-összetevők fogyasztási arányait a 4. táblázat foglalja össze. A kalóriabevitel a két csoportban nem különbözött. Az alacsonyabb karbamid-nitrogén kiválasztással összhangban a vegetáriánus résztvevők alacsonyabb fehérjebevitelt jelentettek, mint a korlátozás nélküli résztvevők. A becsült rostbevitel szignifikánsan magasabb volt a vegetáriánus résztvevőknél, csakúgy, mint a szénhidrátbevitel, míg a becsült zsírbevitel nem különbözött.

A tápanyagok bevitele az élelmiszerrekord alapján

Az egyes résztvevőknél a PCS és az IS termelés sebessége között alig volt összefüggés, amint azt a 2. ábra szemlélteti. Mindkét oldott anyag termelési sebessége általában nőtt a fehérje bevitelével, amelyet a karbamid-nitrogén kiválasztása tükröz, és a rostbevitel mellett csökken. ezek az összefüggések azonban nem voltak erősek, amint azt a 3. ábra szemlélteti. Mindkét oldott anyag termelése az élelmiszer-nyilvántartásban rögzített fehérjebevitel mellett növekedni is szokott, de a korrelációk gyengébbek voltak, mint a karbamid-nitrogén kiválasztásával (nem látható).

A PCS és az IS kiválasztás viszonya az egyes résztvevőkben. A PCS és az IS kiválasztási arányok nem voltak szoros összefüggésben. Az értékek az 1. periódusra vonatkoznak vegetáriánus (háromszögek) és korlátlan (körök) résztvevőknél (r 2 = 0,06; P = 0,21). A 2. periódus eredménye hasonló volt (nem látható). PCS, p-krezol-szulfát; IS, indoxil-szulfát.

A PCS és az IS kiválasztódás kapcsolata a karbamid nitrogén kiválasztásával és a rostbevitellel. A PCS és az IS kiválasztási arányai csak gyengén korreláltak a fehérje bevitelével, amelyet a vizelet karbamid nitrogén kiválasztása tükröz (felső panelek) és az étrendi előzmények alapján kapott rost bevitel (alsó panelek). Az 1. időszakra vonatkozó értékek vegetáriánus (háromszögek) és korlátlan (körök) résztvevőkre vonatkoznak, a következő összefüggésekkel: PCS és vizelet karbamid-nitrogén (r 2 = 0,14; P = 0,06); IS összehasonlítva a vizelet karbamid-nitrogénnel (R2 = 0,16; P = 0,04); PCS az étkezési rostokkal szemben (r2 = 0,10; P = 0,12); és IS az étkezési rostokkal szemben (r 2 = 0,11; P = 0,10). PCS, p-krezol-szulfát; IS, indoxil-szulfát; UreaN, karbamid-nitrogén.

Vita

Az ESRD kezelése most az urémiás oldott anyagok dialízissel történő eltávolítására összpontosul. Elméletileg az oldott anyag termelését csökkentő kezelések csökkenthetik az oldott anyag szintjét és enyhíthetik az urémiás betegségeket is. Az ilyen kezelések kidolgozásának egyik akadálya az oldott anyag termelését befolyásoló tényezők korlátozott ismerete volt.

Ez a tanulmány két urémiás oldott anyag, a PCS és az IS előállítására összpontosított, amelyekről a közelmúltban intenzív vizsgálat tárgyát képezték (4,5). Jelentős, bár meggyőző bizonyíték van arra, hogy mind a PCS, mind az IS hozzájárul a dialízisben szenvedő betegek betegségéhez (4,6–10). Dialitikus clearance-ét nagymértékben korlátozza a fehérjekötés, ami különösen értékessé teheti a termelésüket csökkentő manővereket. A PCS és az IS a vastagbélmikrobák hatására nyert urémiás oldott anyagok osztályának legismertebb tagjai (2,3,14). Mivel az ilyen oldott anyagokat egy elszigetelt rekeszben állítják elő nem emlős anyagcsere révén, előállításuk egyszerűbbnek bizonyulhat, mint más urémiás oldott anyagok előállítása.

A vastagbélből származó oldott anyagok termelésének befolyásolásának egyik nyilvánvaló eszköze az étrend manipulálása. Ez a tanulmány azt mutatta, hogy a PCS és az IS átlagos kiválasztódása körülbelül 60% -kal alacsonyabb volt a vegetáriánusoknál, mint a korlátozás nélküli étrendet fogyasztóknál. A vizeletürítés úgy tekinthető, hogy normál résztvevőknél tükrözi az oldott anyag termelését, a dialízis kivételével nincs más ismert eltávolítási út a plazmából (15, 16).

Egy másik mechanizmus, amellyel a vegetáriánus étrend csökkentheti a PCS és az IS termelést, az a fehérje bevitel csökkentése. Ebben a tanulmányban az átlagos jelentett fehérjebevitel körülbelül 25% -kal alacsonyabb volt a vegetáriánusoknál, mint a korlátlan étrendet fogyasztó résztvevőknél. Ez a különbség, amelyet a vizelet karbamid-nitrogén kiválasztásának mérésével igazoltak, ismét hasonló az amerikai vegetáriánusok nagy tanulmányában megfigyelthez (17). Az étkezési fehérje csökkentése csökkentheti az aminosavak vastagbélbe jutását, és ezáltal korlátozhatja azok PCS-re és IS-re történő átalakulásához való hozzáférhetőségét (18).

Eredményeink alapján nem határozható meg, hogy a magasabb rostbevitel és az alacsonyabb fehérjebevitel milyen mértékben eredményezte a vegetáriánusok alacsonyabb PCS- és IS-termelését. Az általunk megfigyelt különbségek azonban nagyobbak, mint azt rövid távú vizsgálatok alapján elvárhatjuk, amelyek során a rost- és fehérjebevitelt manipulálták. 20 g/d emészthetetlen szénhidrát oligo-fruktóz inulin 4 hétig történő elfogyasztása megállapította, hogy normális önkénteseknél 20–30% -kal csökkentette a PCS-termelést (21). A későbbiekben ugyanerről a kezelésről kiderült, hogy a hemodialízisben szenvedő betegeknél az IS-szint megváltoztatása nélkül körülbelül 20% -kal csökkenti a plazma PCS-szintet (7). A fehérjebevitel hatásának rendelkezésre álló tanulmányai rövidebb ideig tartanak, és dokumentált változásokat mutatnak a PCS-termelésben, amelyet vizelet-p-krezol kiválasztásként értékelnek, csak a fehérjebevitel 20 g/d-ig történő csökkentésével vagy a fehérjebevitel körülbelül 125 g-os növekedésével./d (22,23).

Számos tényező járulhatott hozzá ahhoz, hogy vegetáriánus résztvevőink alacsonyabb PCS- és IS-termelési rátával rendelkezzenek, mint azt a rendelkezésre álló vizsgálatok alapján elvárnánk, amelyek során a rost- és fehérjebevitelt manipulálták. A vegetáriánus résztvevőknél magasabb rost- és alacsonyabb fehérjebevitelt kombináltak. Ez nagyobb változásokat okozhat a mikrobiális anyagcserében, mint amit egyedül a rost vagy a fehérje külön manipulálásával lehetne elérni. A vegetáriánus résztvevők által elfogyasztott rosttípusok különösen hatékonyak lehetnek a mikrobák növekedésének elősegítésében, valamint a PCS és az IS termelését befolyásolhatják a vegetáriánus és a korlátozás nélküli étrend egyéb különbségei, amelyeket nem vizsgáltunk, beleértve a bevitt fehérje típusának különbségeit (17,24). Végül vegetáriánus résztvevőink hosszú évek óta betartották a hús- és halmentes étrendet, míg az étrendi manipuláció kísérleti tanulmányai szükségszerűen korlátozott ideig tartottak.

Néhány további különbséget figyeltünk meg a két csoportban. A vegetáriánus résztvevőknél alacsonyabb volt a vizelet-szulfát kiválasztás, ami a kéntartalmú aminosavak alacsonyabb bevitelével magyarázható, ami kevesebb fehérje-bevitelhez kapcsolódik. A vegetáriánus résztvevőknél alacsonyabb volt a vizelet kreatinin kiválasztása is, ami a kreatinin főtt hús formájában történő kevesebb bevitelével és a nők valamivel nagyobb százalékával magyarázható a vegetáriánus résztvevők között (31). Különösen érdekes megállapítás volt, hogy az átlagos foszfátkiválasztás alacsonyabb volt a vegetáriánus résztvevőknél. Moe és mtsai. (32) nemrégiben megállapította, hogy a plazma-foszfát alacsonyabb, és a vizelet-foszfát általában alacsonyabb volt krónikus veseelégtelenségben szenvedő betegeknél vegetáriánus étrenden, mint azonos foszfortartalmú hús-étrenden. Ez tükrözheti a foszfát kisebb felszívódását a növényi élelmiszerekből, amelyekben a foszfát nagy része fitát formájában van, mint a húsból, amelyhez ma már gyakran adnak tartósítószerként foszfát-sókat (33). A veseelégtelenségben szenvedő betegek étrendi ajánlásai módosítást igényelhetnek e megállapítások fényében (32,34).

Vizsgálatunknak jelentős korlátai vannak. A PCS és az IS csak kettő azok közül, amelyek valószínűleg nagyon sok urémiás oldott anyagot állítanak elő a vastagbél mikrobái által, és nem tudjuk, hogy ezek az oldott anyagok mennyire mérgezőek (14). Vizsgálatunkat normál vesefunkciójú résztvevőkön végeztük, és nem lehetünk biztosak abban, hogy a vegetáriánus étrend hasonló hatással van-e veseelégtelenségben szenvedő betegek PCS-re és IS-termelésére. Nem értékeltük a széklet oldott anyag kiválasztását, így nem sikerült kimutatnunk a konjugálatlan PCS vagy IS prekurzorok vastagbél felszívódásának vagy a konjugátumok bélszekréciójának különbségeit. Ami a legfontosabb, hogy tanulmányunk nem tárja fel a vegetáriánus résztvevők étrendjének mely jellemzőit vagy jellemzőit járultak hozzá leginkább a PCS és az IS termelésének alacsonyabb szintjéhez.

Összegzésként megállapítottuk, hogy normál vesefunkciójú egyéneknél az urémiás oldott anyagok termelése a PCS és az IS átlagosan körülbelül 60% -kal alacsonyabb a hosszú ideje vegetáriánusoknál, mint a korlátlan étrendet fogyasztó résztvevőknél. Ez a megállapítás alátámasztja azt a reményt, hogy ezen oldott anyagok termelése csökkenhet a dialízisben szenvedő betegeknél. A dialízisben szenvedő betegeknél már megterhelő étrendi korlátozások vannak érvényben, és közülük valószínűleg kevesen döntenek vegetáriánusként. További tanulmányok azonban lehetővé tehetik a vegetáriánus étrend szelektív prebiotikus, probiotikus vagy farmakológiai terápiákkal való megismétlődését.