Unterschiede in der Konzentration von Vitamin-D-Metaboliten im Plasma aufgrund der kohlenhydratarmen und fettreichen Ernährung und der osteuropäischen Ernährung - Eine Pilotstudie
Unterschiede in der Konzentration von Vitamin-D-Metaboliten im Plasma aufgrund der kohlenhydratarmen und fettreichen Ernährung und der osteuropäischen Ernährung - Eine Pilotstudie
Zugehörige Daten
Zusammenfassung
Vitamin-D-Mangel ist ein globales Problem mit vielen gesundheitlichen Folgen, und es wird derzeit empfohlen, Vitamin D zu ergänzen. Eine Änderung der Ernährung sollte auch in Betracht gezogen werden, um ein ausreichendes Vitamin D im menschlichen Körper zu gewährleisten. Ziel dieser Studie war es, die Konzentration von Vitamin-D-Metaboliboliten in zwei verschiedenen Gruppen zu bewerten: eine Gruppe auf der Low-Carb-High-F-Fett-Diät (LCHF) und die andere Gruppe auf der osteuropäischen (EE) Diät. In der ersten Phase wurden 817 Teilnehmer untersucht, die eine traditionelle EE-Diät oder LCHF-Diät erklärten. Die Ernährung (selbst gemeldeter geschätzter 3-Tage-Lebensmittelrekord) und grundlegende anthropometrische Parameter wurden bewertet. Nach einem zusätzlichen Screening wurden 67 Teilnehmer der EE-Diät und 41 der LCHF-Diät für die zweite Stufe qualifiziert. Die Plasmakonzentration von 25-Hydroxycholecalciferol (25(OH)D3) und (25(OH)D2) wurde mit der validierten HPLC-MS/MS-Methode gemessen. Die Plasmakonzentration von 25(OH)D3 war in der Gruppe mit der LCHF-Diät (34,9 ± 15,9 ng/ml) signifikant höher als in der Gruppe mit der EE-Diät (22,6 ± 12,1 ng/ml). Es wurden keine statistischen Unterschiede in der Plasmakonzentration von 25(OH)D2 zwischen den Studiengruppen beobachtet (p > 0,05). Frauen hatten eine höhere 25(OH)D2-Plasmakonzentration als Männer, unabhängig von der Art der Ernährung. Die LCHF-Diät hatte einen positiven Einfluss auf die Plasma-Vitamin-D-Konzentration. Die langfristige Anwendung der LCHF-Diät bleibt jedoch aufgrund des hohen Risikos für Herz-Kreislauf-Erkrankungen umstritten. Diese Studie bestätigte, dass die Art der Ernährung die Konzentration von Vitamin-D-Metaboliten im Plasma beeinflusst.
1. Einführung
Es gibt zwei Hauptformen von Vitamin D: Cholecalciferol (Vitamin D3) und Ergocalciferol (Vitamin D2). Vitamin D3 kommt in tierischen Lebensmitteln (Fisch reich an Fetten, Eigelb, Milch und Milchprodukten) vor, während Vitamin D2hauptsächlich aus pflanzlichen Quellen (Ste, Pilze und angereicherte Lebensmittel) stammt [1,2].
Eine Hauptquelle für Vitamin D im menschlichen Körper ist die endogene Synthese von 7-Dehydrocholesterin in der Epidermis der Haut nach Exposition gegenüber UV- (ultravioletter) B-Strahlung mit Wellenlängen zwischen 290 und 315 nm [3].
Der aktivste Metabolit von Vitamin D ist 1,25-Dihydroxycholecalciferol (1,25(OH)2D3). Es ist ein Produkt der zweistufigen Hydroxylierung von 25-Hydroxycholecalciferol (25(OH)D3) in der Leber und der Hydroxylierung in Position 1α in der Niere und anderen Organen [4,5,6]. Die aktive Form von Vitamin D hat Auswirkungen auf viele Organe und Gewebe im menschlichen Körper. Die pleiotrope Wirkung dieses Vitamins betrifft nicht nur den Kalzium-Phosphor-Stoffwechsel, sondern auch das Immunsystem, das Herz-Kreislauf- und Nervensystem [7]. Eine epidemiologische und klinische Studie zeigte, dass es wichtig ist, die richtige Aufnahme dieses Vitamins zu gewährleisten.
Leider ist die Prävalenz von Vitamin-D-Mangel immer noch hoch, insbesondere in Industrieländern [8]. Die Ursachen für den Mangel hängen wahrscheinlich mit der Verwendung von UV-Filtern, der erhöhten Luftverschmutzung, der übermäßigen Hautpigmentierung und der Alterung der Weltbevölkerung zusammen [9]. Darüber hinaus sollte die Konzentration von Vitamin D unter Berücksichtigung des Einflusses von Faktoren wie Saisonalität und des Einflusses des Lebensstils analysiert werden [10,11]. Dementsprechend wurde mit einer Abnahme der endogenen Synthese von Vitamin D3 die Hauptrolle bei der Deckung des Vitamin-D-Bedarffs auf eine richtig ausgewogene Ernährung und Supplementierung übergegangen. Es ist erwähnenswert, dass eine ausgewogene Ernährung die Anforderung in wahrscheinlich nur 20% der Fälle abdecken kann [12].
In der klinischen Praxis wird die Plasma- oder Serumkonzentration von 25(OH)D3gemessen, um den Vitamin-D-Status im menschlichen Körper anzuzeigen. Plasma- oder Serum-25-Hydroxyvitamin D (25(OH)D) (bestehend aus der Summe von 25(OH)D2 und 25(OH)D3) ist jedoch besser für die Beurteilung des Vitamin-D-Status, da es die kombinierte Nahrungsversorgung und die Hautproduktion widerspiegelt [13]. 25(OH)D3 hat eine relativ lange Halbwertszeit von 15-25 Tagen (im Vergleich zu 1,25(OH)2D3), eine höhere Affinität zu Trägerproteinen (DBP - Vitamin-D-Bindungsprotein) und folglich eine höhere biologische Aktivität. Darüber hinaus spiegelt die Konzentration von 1,25(OH)2D3 keinen Vitamin-D-Mangel aufgrund der kurzen Halbwertszeit (3,5-21 h), der geringen Versorgung mit Vorläufern und unzureichender endogener Synthese wider, die keine signifikanten Veränderungen der Konzentrationen dieses Metaboliten verursachen, auch nicht über viele Wochen [14,15].
Das Problem der unzureichenden Vitamin-D-Versorgung betrifft auch die polnische Bevölkerung. Etwa 80% der Polen haben einen Vitamin-D-Mangel [16,17].
Der Zusammenhang zwischen Vitamin-D-Konzentration und Ernährung konzentrierte sich auf viele Studien [18,19,20,21,22]. Es gibt jedoch nur sehr wenige Daten zur Plasma-Vitamin-D-Konzentration bei Menschen mit einer kohlenhydratarmen, fettreichen Diät [23,24].
Diese Studie bewertete die täglichen Lebensmittelrationen, den Ernährungszustand und die Plasmakonzentration von 25(OH)D3 und 25(OH)D2 in zwei untersuchten Gruppen. Die erste Gruppe bestand aus Teilnehmern auf der typischen osteuropäischen (EE) Diät, die zweite Gruppe auf der kohlenhydratarmen und fettarmen (LCHF) Diät.
Im ersten Teil der Studie wurde die Hypothese bestätigt, dass die Ernährung (EE vs. LCHF) den Vitamin-D-Verbrauch in den untersuchten Gruppen beeinflusst. Anschließend wurde untersucht, ob die Vitamin-D-Aufnahme, die sich in der Plasmakonzentration von 25(OH)D3 und 25(OH)D2 widerspiegelt, in beiden Gruppen durch die Ernährung beeinflusst wurde.
2. Materialien und Methoden
2.1. Studiendesign und Datenerfassung
Die Studie wurde von Oktober 2017 bis März 2018 (in Polen Herbst- und Winterzeit) durchgeführt und bestand aus zwei Phasen, die inAbbildung 1. Die Teilnehmer wurden durch Anzeigen in den lokalen Medien auf der Grundlage einer zufälligen Auswahl (einfache abhängige Randomisierung) rekrutiert. In der Phase rekrutierte ich Freiwillige, die eine traditionelle osteuropäische Diät oder LCHF-Diät erklärten. Die von den Teilnehmern angegebene Art der Diät wurde von einem Ernährungsberater überprüft. Die analysierten Kriterien waren: Prozentsatz der Energie aus Protein, Fett und Kohlenhydraten in den täglichen Lebensmittelrationen (LCHF-Diät 1:[2,5–3,5]:[0,3–0,5]). Die Datenanalyse ergab, dass in der Gruppe von 466 Frauen 179 auf der EE-Diät waren, während 287 Frauen die LCHF-Diät verwendeten. In der Gruppe von 351 Männern waren 122 auf der EE-Diät und 229 auf der LCHF-Diät. Für diese Gruppe wurde das Kriterium der Repräsentativität angenommen - die relative Genauigkeit der Schätzung von nicht mehr als 5% für die analysierten Ernährungsparameter.
Phase II umfasste die Bewertung der Plasma-Vitamin-D-Konzentration. In dieser Phase haben wir auf der Grundlage der Erklärungen der Teilnehmer Personen qualifiziert, die die Einschlusskriterien erfüllten. Zusätzliche Kriterien in der zweiten Stufe waren: Vermeidung der Sonneneinstrahlung, keine Ernährungsänderungen in den letzten 5 Jahren, keine Vitamin-D-Supplementierung, keine diagnostizierten Krankheiten, die den Vitamin-D-Status beeinträchtigen.
Die Kriterien wurden von der Gruppe von 45 Frauen und 22 Männern, die traditionell (auf der EE-Diät) und 16 Frauen und 25 Männern auf der LCHF-Diät essen, erfüllt. In dieser Gruppe wurde die Plasmakonzentration von 25(OH)D3 und 25(OH)D2bestimmt.
Die an dieser Studie teilnehmenden Personen wurden über den Zweck der Forschung, die Anonymität und die Option der freiwilligen Teilnahme informiert. Patienten, die ihre Bereitschaft zur Teilnahme an der Forschung zum Ausdruck brachten und die Kriterien erfüllten, unterzeichneten die notwendigen Aussagen, einschließlich der Zustimmung zur Blutentnahme.
Die Studie wurde vom institutionellen Bioethik-Komitee der Pozner Universität für Medizinische Wissenschaften (Entschließung Nr. 422/17) und von allen zuständigen Verwaltungsorganen genehmigt. Die Studie wurde in Übereinstimmung mit den in der entsprechenden Version der Erklärung von Helsinki festgelegten ethischen Standards durchgeführt.
2.2. Bewertung von Ernährung und anthropometrischen Maßnahmen
Ein selbst gemeldeter 3-tägiger geschätzter Lebensmittelrekord (einschließlich eines Wochenendtages) wurde angewendet, um die Nahrungsaufnahme zu bewerten [25]. Der Lebensmittelkonsum wurde auf der Grundlage von Informationen geschätzt, die von einem zertifizierten Ernährungsberater mit einem persönlichen Ernährungsinterview überprüft wurden. Das standardisierte Lebensmittel-Fotoalbum wurde verwendet, um die Menge der konsumierten Lebensmittel zu bewerten. Die Ernährungsdaten wurden täglich von jedem Patienten gesammelt und logisch und inhaltlich von einem Ernährungsberater überprüft. Der Energiewert der Ernährung, der Verbrauch und der Prozentsatz der Energie aus Protein, Fett und Kohlenhydraten im täglichen Lebensmittelverhältnis und die geschätzte Vitamin-D-Aufnahme wurden mit der zertifizierten Diätsoftware (Diät 6.0, Warschau, Polen) bestimmt. Der Verzehr der Lebensmittelgruppe wurde unter der Annahme von 12 Produktgruppen bestimmt. Die sine qua non-Bedingung, die die regelmäßige Ernährung auf der Grundlage einer LCHF-Diät bestätigte, war der Prozentsatz der Energie aus Fett über 65% und Kohlenhydrate unter 20% im täglichen Lebensmittelverhältnis.
Anthropometrische Messungen, einschließlich Körpergewicht und Größe, wurden gemäß den aktuellen Empfehlungen durchgeführt. Der Body-Mass-Index (BMI) wurde als Körpergewicht geteilt durch das Quadrat der Körpergröße (kg/m2) [26] berechnet.
2.3. Bestimmung von Vitamin-D-Metaboliten
Die Trennung von 25(OH)D2 und 25(OH)D3 wurde an einem UHPLC Nexera-Set in Verbindung mit einem LCMS-8030 Triple-Quadrupol-Tandem-Tandem-Massenspektrometer-Detektor (beide aus Shimadzu, Tokio, Japan) durchgeführt. Kurz gesagt, 200 μL Plasma wurde mit 20 μL interner Standardlösung (0,5 μg/mL von 25(OH)D3-d6) und 200 μL Wasser hinzugefügt. Die Proteinfällung wurde durch 400 μL Methanol durchgeführt. Dann wurden 800 μL Hexan hinzugefügt, 3 Minuten lang gemischt und 10 Minuten lang (3500 g, 20 °C) zentrifugiert. 600 μL der organischen Schicht wurden bei 45 °C verdampft. Der resultierende Rückstand wurde in 200 μL Methanol-Wasser-Lösung (80:20, v/v) gelöst und 10 μL in das HPLC-MS/MS-System injiziert. Die Analyte wurden in der Kinetex F5-Analysesäule (50 mm × 2,1 mm, 2,6 μm) getrennt, die mit einer Schutzpatrone verbunden war (beide von Phenomenex, Torrance, CA, USA). Die mobile Phase bestand aus Methanol und Wasser (80:20, v/v), das 0,1% Amisensäure enthielt und mit einer Geschwindigkeit von 0,35 mL/min floss. Das Eluent aus der HPLC-Spalte wurde mit Elektrospray-Ionisierung im positiven Ionen-Modus direkt in die MS-Schnittstelle eingeführt. MS-Parameter waren wie folgt: Schnittstellentemperatur 350 °C, DL-Temperatur 250 °C, Wärmeblocktemperatur 400 °C, Vernebelung des Gasflusses 2 L/min und Trocknungsgasfluss 15 L/min. Die Spannung der Elektrospraynadel betrug 4,5 kV.
Die Methode war linear im Konzentrationsbereich von 1-100 ng/mL. Die Genauigkeit der Methode, ausgedrückt durch die relative Standardabweichung, betrug 16,3%. Die Genauigkeit, die als relativer Fehler der Bestimmungen beschrieben wird, betrug 14,8%. Die Erholung von 25(OH)D2 und 25(OH)D3 aus menschlichem Plasma betrug etwa 70%. Die Analyten erwiesen sich während der Lagerbedingungen und der Probenvorbehandlung als stabil [27].
2.4. Statistische Analyse
Die statistische Analyse wurde mit der Statistica-Software durchgeführt (v. 13.0), Tulsa, OH, USA. Deskriptive Statistiken wurden verwendet, um die grundlegenden Ernährungsparameter und die Plasma-Vitamin-D-Konzentration der Ernährung der Menschen auf der EE- und LCHF-Diät zu beschreiben. Mittelwerte und Standardabweichungen wurden berechnet. Darüber hinaus enthalten die Tabellen Informationen über die geschätzte relative Genauigkeit (ς). Die Normalität der Verteilung wurde mit dem Shapiro-Wilk-Test analysiert. Die Signifikanz der Unterschiede zwischen den Variablen wurde (in Normalverteilungen) mit dem t-Test des Student getestet, während in den Fällen von Variablen, bei denen die Verteilungen von der Normalverteilung abwichen, der Mann-Whitney U-Test. Die statistische Leistung der Tests wurde berechnet, um die minimale Effektgröße zu beurteilen. Das Signifikanzniveau wurde bei p < 0,05 angenommen.
3. Ergebnisse
Die Merkmale der untersuchten Gruppen wurden inTabelle 1. Es wurden keine signifikanten Unterschiede in Alter, Körpermasse oder Körpergröße zwischen den Teilnehmern der EE-Diät und der LCHF-Diät beobachtet, sowohl in Männer- als auch in Frauengruppen (p > 0,05). Männer auf der EE-Diät hatten jedoch einen statistisch höheren BMI als Männer auf der LCHF-Diät (p < 0,05). Im Falle von Frauen haben wir diese Beziehung nicht beobachtet. Die relative Genauigkeit der analysierten anthropometrischen Parameter (ς%) reichte zwischen 0,29% und 2,36%.
Tabelle 1
Merkmale der Studienpopulation und der Makronährstoffaufnahme 1.
| Frauen | Männer | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| EE (n = 179) | LCHF (n = 287) | p 2 | EE (n = 122) | LCHF (n = 229) | p 2 | |
| Alter, y ς, % | 56.3 ± 4.8 1.25 | 59.7 ± 7.1 1.38 | NS | 57.6 ± 5.0 1.55 | 63.0 ± 9.7 2.01 | NS |
| Körperhöhe, cm ς, % | 163 ± 6 0.54 | 163 ± 5 0.33 | NS | 172 ± 6 0.67 | 173 ± 6 0.48 | NS |
| Körpergewicht, kg ς, % | 67.2 ± 12.0 2.64 | 67.3 ± 6.6 1.14 | NS | 81.5 ± 13.2 2,90 | 77.2 ± 12.4 2.10 | NS |
| BMI, kg/m2 ς, % | 25.5 ± 4.6 2.63 | 25.3 ± 2.6 1.18 | NS | 27.7 ± 4.4 2.84 | 25.8 ± 3.2 1.61 | p < 0,05 |
| Aufnahme von Makronährstoffen | ||||||
| Gesamtenergie, kcal/d ς (%) | 1768 ± 581 4.85 | 1688 ± 516 3.57 | NS | 2336 ± 807 6,19 | 2168 ± 724 4,37 | p < 0,05 |
| Protein, g/d ς (%) | 55.8 ± 19.5 5.16 | 53.9 ± 17.1 3.71 | NS | 72.0 ± 33.2 8.26 | 66.9 ± 22.2 4.46 | NS |
| Protein, % kcal ς (%) | 12.9 ± 3.4 3.83 | 13.2 ± 2.8 2.51 | NS | 12.3 ± 3.1 4.52 | 12.8 ± 3.0 3.06 | NS |
| Fett, g/d ς (%) | 64.0 ± 30.1 * 6.94 | 130 ± 44.4 * 4.02 | p < 0,05 | 88.6 ± 42.8 * 8.66 | 170 ± 62.4 * 4.80 | p < 0,05 |
| Fett, % kcal ς (%) | 32.2 ± 8.8 * 4.03 | 68,3 ± 8,5 * 1.45 | p < 0,05 | 33.4 ± 8.6 * 4.62 | 69.6 ± 8.7 * 1.63 | p < 0,05 |
| Kohlenhydrate, g/d ς (%) | 242 ± 88 * 5.39 | 80.0 ± 34 * 4.95 | p < 0,05 | 310 ± 105 * 6.07 | 97.4 ± 45 * 6.07 | p < 0,05 |
| Kohlenhydrate, % kcal ς (%) | 55.0 ± 10.0 * 2.68 | 19.6 ± 6.4 * 3.80 | p < 0,05 | 53.1 ± 9.2 * 3.09 | 18.3 ± 6.4 * 4.54 | p < 0,05 |
| Vitamin-D-Aufnahme, µg/d ς (%) | 3.22 ± 7,16 * 19.1 | 8.13 ± 6.52 * 9.37 | p < 0,05 | 5,90 ± 10,9 * 22.1 | 9.91 ± 8.61 * 11.4 | p < 0,05 |
1 Die Daten wurden als Mittelwerte ± SDs ausgedrückt; 2 Statistisch signifikanter Unterschied (p < 0,05); Testleistung = 0,95, sofern nicht anders angegeben; * Testleistung = 0,35; EE - osteuropäische Ernährung; LCHF - kohlenhydratarme und fettreiche Diät; NS - keine statistischen Unterschiede.
Die geschätzte Gesamtenergieaufnahme in täglichen Nahrungsrationen war bei Männern mit einer LCHF-Diät niedriger (p < 0,05). Im Gegensatz dazu war die Gesamtenergieaufnahme bei Frauen unabhängig von der Ernährung ähnlich. Die tägliche Proteinaufnahme, unabhängig von der Ernährung, war ähnlich (p > 0,05). Der Prozentsatz der Energie aus Protein betrug 12-13%, unabhängig von der Ernährung und dem Geschlecht. Statistisch signifikante Unterschiede wurden bei der täglichen Fett- und Kohlenhydrataufnahme beobachtet (p < 0,05). Der Fettverbrauch in den täglichen LCHF-Lebensmittelrationen war in den Männer- und Frauengruppen doppelt so hoch wie in den EE-Lebensmittelrationen. Der Prozentsatz der Energie aus Fett war: die Frauen EE-Gruppe: 32,2 ± 8,8%; die Frauen LCHF-Gruppe: 68,3 ± 8,5%; die Männer EE-Gruppe: 33,4 ± 8,6%; die Männer LCHF-Gruppe: 69,6 ± 8,7%. Der Kohlenhydratverbrauch war in der LCHF-Diät dreimal niedriger. Die Gesamtvitamin-D-Aufnahme in den täglichen Lebensmittelrationen variierte je nach Ernährung (Frauen EE: 3,22 ± 7,16 µg; Frauen LCHF: 8,13 ± 6,52 µg; Männer EE: 5,90 ± 10,9 µg; Männer LCHF: 9,91 ± 8,61 µg) (p < 0,05). Die relative Genauigkeit von ς (%), die für die analysierten Nährstoffparameter geschätzt wurde, reichte zwischen 1,45% und 22,1%.
Die Plasma-Gesamtkonzentration von 25(OH)D3 und 25(OH)D2 der untersuchten Gruppen wurde inTabelle 2.
Tabelle 2
Gesamtplasmakonzentrationen von 25(OH)D3 und 25(OH)D2 bei Probanden mit einer fettarmen, fettarmen Ernährung und einer osteuropäischen Ernährung [ng/mL].
| 25(OH)D3 | 25(OH)D2 | Gesamt (D3 + D2) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| EE (n = 67) | LCHF (n = 41) | EE (n = 23) | LCHF (n = 14) | EE (n = 14) | LCHF (n = 14) | |
| Mittelwert | 22.6 | 34.9 | 7.64 | 8,71 | 28.0 | 47.7 |
| SD | 12.1 | 15.9 | 2.42 | 3.51 | 10.7 | 17.7 |
| ς(%) | 7.07 | 6.08 | 4,33 | 5.75 | 5.45 | 5.29 |
| p-Wert | 0.00004 * | 0.27987 | 0.00304 ** | |||
EE - Osteuropäische Diät, LCHF - kohlenhydratarme, fettreiche Ernährung; 25(OH)D3 - 25-Hydroxyvitamin D3; 25(OH)D2 - 25-Hydroxyvitamin D2; SD - Standardabweichung; ς - relative Genauigkeit der Ergebnisschätzung; * - die Leistung des Tests = 0,9; ** - die Leistung des Tests = 0,8.
Die Plasmakonzentration von 25(OH)D3 war in der Gruppe auf der LCHF-Diät signifikant höher als in der Gruppe auf der EE-Diät (LCHF: 34,9 ± 15,9 ng/mL; EE: 22,6 ± 12,1 ng/mL, p < 0,05). Die Plasmakonzentration von 25(OH)D2 war niedriger als die Konzentration von 25(OH)D3. Es gab jedoch keine statistischen Unterschiede zwischen den Teilnehmern, die traditionell aßen, und den Teilnehmern der LCHF-Diät (7,64 ± 2,42 ng/mL bzw. 8,71 ± 3,51 ng/mL; p > 0,05). In epidemiologischen Studien werden 25(OH)D2 und 25(OH)D3 in der Regel nicht separat analysiert, und die Gesamtkonzentration von 25(OH)D-Metaboliten wird gemessen.
Die geschätzte Gesamt-Vitamin-D-Metaboliten (25(OH)D2 plus 25(OH)D3) Plasmakonzentration war in der LCHF-Gruppe (47,7 ± 17,7 ng/mL) höher als in der EE-Gruppe (28,0 ± 10,7 ng/mL) (p < 0,05). Die relative Genauigkeit der Schätzung der Plasmakonzentration von Vitamin D lag zwischen 4,33% und 7,07%.
Die Gesamtplasmakonzentration 25(OH)D2 und 25(OH)D3 bei Frauen und Männern wird inTabelle 3.
Tabelle 3
Plasma-Gesamtkonzentrationen der Vitamin-D-Metaboliten [ng/mL] bei Männern und Frauen unter der traditionellen osteuropäischen und kohlenhydratarmen, fettreichen Diät.
| Frauen | Männer | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 25(OH)D3 | 25(OH)D2 | 25(OH)D3 | 25(OH)D2 | |||||
| EE (n = 45) | LCHF (n = 16) | EE (n = 18) | LCHF (n = 7) | EE (n = 22) | LCHF (n = 25) | EE (n = 5) | LCHF (n = 7) | |
| Mea | 22.9 | 37,8 | 6.83 | 7.89 | 22.1 | 33.0 | 10.6 | 10.1 |
| SD | 11.9 | 16.2 | 1.79 | 4,33 | 12.8 | 15.9 | 2.24 | 1.78 |
| ς (%) | 6.90 | 6,03 | 3.65 | 8.85 | 7.92 | 6.56 | 3.86 | 2.84 |
| p-Wert | 0.0003 * | 0.7853 | 0.0034 | 0.8709 | ||||
EE - Osteuropäische Diät, LCHF - kohlenhydratarme, fettreiche Ernährung; 25(OH)D3 - 25-Hydroxyvitamin D3; 25(OH)D2 - 25-Hydroxyvitamin D2; SD - Standardabweichung; ς - relative Präzision der Ergebnisschätzung; * - die Testleistung = 0,9.
Unabhängig von der Art der Ernährung und dem Geschlecht war der dominante Metabolit von Vitamin D 25(OH)D3 (p < 0,05). Die 25(OH)D3-Konzentration war jedoch bei den Teilnehmern der LCHF-Diät sowohl in der Frauen- als auch in der Männergruppe signifikant höher (Frauen LCHF: 37,8 ± 16,2 ng/mL; Frauen EE: 22,9 ± 11,9 ng/mL; Männer LCHF: 33,0 ± 15,9 ng/mL; Männer EE 22,1 ± 12,8 ng/mL). Es wurden keine signifikanten Unterschiede im Plasma 25(OH)D2 zwischen den Teilnehmern der EE- und LCHF-Diät in den Männer- und Frauengruppen beobachtet (p > 0,05). Die Genauigkeit der Ergebnisse reichte von 2,84% bis 7,92%. Es ist erwähnenswert, dass die Plasmakonzentration von 25(OH)D2 in der Gruppe der Frauen höher war als in der Gruppe der Männer, unabhängig von der Art der Ernährung.
Der Verzehr von 12 diätetischen Lebensmittelgruppen in den Studiensubjekten ist dargestellt inAbbildung 2.
Lebensmittelgruppenkonsum von 12 Ernährungsgruppen unter osteuropäischen und kohlenhydratarmen fettreichen Probanden [g/24 h].
Die Teilnehmer der LCHF-Diät und der EE-Diät waren durch den verschiedenen Verzehr von Lebensmittelgruppen gekennzeichnet. Die Probanden der traditionellen Ernährung (EE) konsumierten hauptsächlich Getreide, Fleisch und Fisch, Milchprodukte, Gemüse und Obst. Im Gegensatz dazu konsumierten die Probanden der LCHF-Diät hauptsächlich Fleisch- und Fischinnee, Butter, Eier, Obst, Gemüse und stärkehaltige Lebensmittel.
4. Diskussion
Trotz einer abwechslungsreichen und ausgewogenen Ernährung ist die Nahrungsaufnahme von Vitamin D oft nicht in der Lage, die Bedürfnisse des Körpers zu decken. Dies liegt daran, dass der Vitamin-D-Spiegel in Lebensmitteln sehr niedrig ist. Ausnahmen sind Fisch und Fischprodukte und in geringerem Maße Butter, Sahne, Eigelb, Leber und Pilze [28,29,30].
80% des Vitamin-D-Anfans werden durch endogene Synthese in der Haut unter UV-Strahlung erfüllt und durch Zeit und Datum, Wetter, Breitengrad, Luftverschmutzung und UV-Filter beeinflusst [31,32].
Dementsprechend ist Vitamin-D-Mangel immer noch eine weltweite Epidemie und ein klinisches Problem. Viele Länder empfehlen eine Vitamin-D-Supplementierung und stärken einige Lebensmittel [28,29]. Es gibt jedoch keine ausreichenden wissenschaftlichen Beweise dafür, dass eine Änderung des typischen EE-Ernährungsmodells den Vitamin-D-Status verbessern kann, ohne die Bevölkerung, in der es einen hohen Verbrauch von Fisch und Fischprodukten gibt [33,34,35,36].
Diese Studie verglich zwei verschiedene Gruppen, die frei leben, je nach Ernährung. Der Bezugspunkt waren die ganztägigen Lebensmittelrationen und die Plasmakonzentration von Vitamin-D-Metabolibolien bei Menschen mit einer traditionellen Ernährung (Osteuropa) und Menschen mit der LCHF-Diät. Die Teilnehmer sind seit mehr als fünf Jahren auf Diäten.
Eine Analyse der anthropometrischen Parameter in beiden Gruppen von Frauen (EE vs. LCHF) und beiden Gruppen von Männern (EE vs. LCHF) zeigte keine signifikanten Unterschiede. In der Gruppe der Männer war der BMI-Wert jedoch signifikant. Darüber hinaus deutete der BMI-Wert in der Gruppe der Männer auf der EE- und LCHF-Diät auf Übergewicht hin (Tabelle 1). Alle bewerteten anthropometrischen Parameter waren durch eine gute Schätzungsgenauigkeit gekennzeichnet. Die höheren BMI-Werte in der EE-Gruppe von Männern scheinen durch die Energieaufnahme und den Protein-, Fett- und Kohlenhydratgehalt erklärt zu werden (Tabelle 1). Die geschätzte Gesamtenergieaufnahme war in der LCHF-Gruppe niedriger, insbesondere bei Männern (p < 0,05). Dieses Ergebnis scheint die Beobachtungen anderer Autoren zu bestätigen, bei denen die positiven Wirkungen der LCHF-Diät die Verringerung des Körpergewichts unterstützen [37,38,39,40,41]. Die LCHF-Diät zeichnet sich durch einen hohen Gehalt an diätetischen Fetten aus, während gleichzeitig ihr Kohlenhydratgehalt niedrig ist. In dieser Diät ist die Hauptenergiequelle für die Zellen des Nervensystems und andere, die Glukose als Energiequelle verwenden, die endogene Synthese von Ketonkörpern [42]. Die geschätzte Fett- und Kohlenhydrataufnahme (Prozent der Energie) zwischen den Studiengruppen (EE vs. LCHF) war statistisch unterschiedlich und entsprach somit den Kriterien der Studie (p < 0,05). Gleichzeitig war der Prozentsatz der Energie aus Protein in beiden Gruppen ähnlich (EE vs. LCHF) (p > 0,05). Es ist erwähnenswert, dass der Unterschied in der Aufnahme von Energiekomponenten zum Gehalt an Vitamin D in der Ernährung beigetragen hat. Der Mangel dieser Komponente wird immer noch in der polnischen Bevölkerung beobachtet, wo eine Supplementierung in den Wintermonaten empfohlen wird, aber vorzugsweise das ganze Jahr über [42].
Die Teilnehmer der LCHF-Diät konsumierten mehr Vitamin D als die der EE-Diät, insbesondere aus tierischen Produkten - Cholecalciferol und aus pflanzlichen Produkten - Ergocalciferol. Dies deutet darauf hin, dass eine Änderung der Ernährung den Gehalt dieser Bestandteile in der Ernährung um mehr als das Zweifache erhöhen kann. Dieser Unterschied ist auf die Änderung der Verbrauchsstruktur zurückzuführen. Die LCHF-Diät ist im Vergleich zur üblichen EE-Diät reich an Fleisch- und Fleischprodukten, Butter, Eiern, Sahne, Käse, die sich durch einen hohen Fettgehalt auszeichnen und gleichzeitig arm an Gemüse und Obst oder Getreide sind [43,44]. Diese Unterschiede wurden inAbbildung 2, die den Verzehr der Lebensmittelgruppe von 12 Ernährungsgruppen in den untersuchten Probanden zeigt. Das Kriterium für die Bewertung der häufig verwendeten qualitativen Ernährung verwendet in der Regel die Aufteilung in 12 Ernährungsgruppen. Auf der anderen Seite waren die Hauptquellen für Vitamin D in der LCHF-Gruppe Eier, Inness, Fettfische und ihre Produkte. Die Analyse des Standardabweichungswerts und der Schätzgenauigkeit für diese Komponente zeigt das "Ernährungsschema" in der LCHF-Gruppe, was zu einer geringeren Variation des Verbrauchs von Produkten führt, die eine Quelle für Vitamin D sind. Leider lag die relative Genauigkeit der Schätzung und die hohe Variabilität der Vitamin-D-Aufnahme mit ganztägigen Lebensmittelrationen über 5%.
Die gewohnheitsmäßige Verwendung der LCHF-Diät bleibt umstritten [44,45,46,47]. Der hohe Verbrauch von Fetten und tierischen Produkten, die die Quelle von gesättigten Fettsäuren und Cholesterin in der Nahrung sind, führt zu einem höheren Risiko für Krankheiten, insbesondere für den kardiovaskulären Typ [38,46].
Der Zweck dieser Studie ist es, die Unterschiede in der Vitamin-D-Aufnahme, die sich aus dem Verzehr verschiedener Lebensmittelgruppen ergibt, und seine Auswirkungen auf die Plasma-Vitamin-D-Metabolitenkonzentration kritisch zu analysieren. Nach aktuellen Erkenntnissen wird der Vitamin-D-Spiegel im Körper durch die Gesamtkonzentration seiner Hydroxylmetaboliten 25(OH)D3 und 25(OH)D2 widergespiegelt, was ein stabiler Parameter ist, der aufgrund der endogenen Hautsynthese und Ernährung keine schnellen Veränderungen erfährt.Tabelle 2vergleicht die Plasmavitamin-D-Konzentration in den LCHF- und EE-Gruppen. Die Unterschiede zwischen der Anzahl der Teilnehmer in dieser Tabelle wurden mit den verfügbaren 25(OH)D3- und 25(OH)D2-Ergebnissen in Verbindung gebracht. Der 25(OH)D3-Metabolit wurde bei allen EE (n = 67) und LCHF (n = 41) Probanden nachgewiesen. Der 25(OH)D2-Metabolit wurde nur bei n = 23 EE-Probanden nachgewiesen, undn = 14 LCHF-Probanden, die Vitamin-D-Konzentration in den anderen Proben lag unter der Quantifizierungsgrenze. Daher wurde die Gesamtmetabolitenkonzentration (D3 + D2) in einer Gruppe von 14 Probanden geschätzt.
Die Plasmakonzentration von 25(OH)D3 war bei Menschen mit der LCHF-Diät signifikant höher. Gleichzeitig waren die Unterschiede in der Plasmakonzentration von 25(OH)D2 zwischen den LCHF- und EE-Gruppen unbedeutend (p > 0,05). Die Beobachtung kann durch den höheren Verbrauch von Produkten mit einem Vitamin-D3-reichen Produkt in der LCHF-Gruppe als in der EE-Gruppe verursacht werden, während der Verbrauch von Vitamin-D2-Produkten auf einem ähnlichen Niveau war. Diese Hypothese muss jedoch weiter untersucht werden. Darüber hinaus ist Vitamin D2 viel weniger wirksam als Vitamin D3 bei der Erhöhung des Plasmas 25(OH)D (bestehend aus der Summe von 25(OH)D2 und 25(OH)D3). Es wird angenommen, dass dies auf eine geringere Affinität von 25(OH)D2 zum Vitamin-D-bindenden Protein zurückzuführen ist als die von 25(OH)D3, was zu einer schnelleren Clearance von 25(OH)D2 [6] führt. Unterschiede in der Gesamtkonzentration von Vitamin-D-Metaboliten (D3 + D2) waren zwischen den untersuchten Gruppen signifikant, und die Konzentration war in der LCHF-Gruppe fast doppelt so hoch. Die hohe relative Präzision bei der Schätzung der Plasmavitamin-D-Konzentration, verbunden mit der hohen Leistung des Tests, der signifikante Unterschiede bestätigt, erhöht die Glaubwürdigkeit der vorgestellten Forschungsergebnisse.
Die zirkulierende Konzentration von 25(OH)D wird diagnostisch und klinisch sowie bei der Ableitung von diätetischen Referenzwerten für Vitamin D verwendet [48]. Es gibt einen Mangel an Daten, die die langfristige Wirksamkeit, Sicherheit und gesundheitliche Vorteile der LCHF-Diät unterstützen, insbesondere mit den Ergebnissen der Serum-Vitamin-D-Konzentration. Die LCHF-Diät kann wahrscheinlich bei Patienten mit einem erhöhten Risiko für Vitamin-D-Mangel verwendet werden, unter Berücksichtigung des Risikos für Gewinne und Verluste. Die jüngste Studie von Alathari et al. hat einen Zusammenhang von metabolischen, genetischen Risikobewertungen mit einem höheren BMI und einer niedrigeren 25(OH)D-Konzentration gezeigt und eine neuartige Wechselwirkung von Vitamin-D-Genetikrisikowerten mit der Kohlenhydrataufnahme auf dem Körperfettanteil identifiziert. In dieser Studie hatten Frauen mit erhöhtem genetischem Risiko für Vitamin-D-Mangel und dem Verzehr höherer Mengen an Kohlenhydraten eine erhöhte Körperfettzusammensetzung [23]. Darüber hinaus bestätigte eine andere Studie, dass die Vitamin-D-Ergänzung wirksamer ist, wenn sie mit fetthaltigen Lebensmitteln verabreicht wird [24].
Tabelle 3stellt die Plasmakonzentration 25(OH)D3 und 25(OH)D2 separat in der Gruppe von Frauen und Männern dar. Die Ergebnisse bestätigten, dass die Konzentration der 25(OH)D3 in der LCHF-Gruppe im Vergleich zur EE-Gruppe (p < 0,05) sowohl bei Frauen als auch bei Männern statistisch höher war. Im Gegensatz dazu zeigte die Konzentration von 25(OH)D2 keine signifikanten Unterschiede (p > 0,05), obwohl sie in der LCHF-Gruppe im Durchschnitt 1/3 höher waren.
Der Unterschied in der Vitamin-D-Konzentration zwischen den Geschlechtern hängt wahrscheinlich mit der Menge der Körperfettmasse und ihrer Verteilung zusammen [49,50].
Die vorgestellten Ergebnisse haben praktische und kognitive Aspekte, mit Stärken und Grenzen. Die Einschränkungen der vorgestellten Studienergebnisse umfassen unterschiedliche Anzahl von Probanden in den Gruppen, in denen die Plasmakonzentration von Vitamin-D-Metaboliten bestimmt wurde. Die zufällige Natur der Stichprobenauswahl für die Studie wurde angenommen, was zu hohen Werten der Varianz innerhalb der Gruppe und folglich zu einer differenzierten Genauigkeit der Schätzung einzelner Variablen führte. Es ist notwendig, den Stichprobenumfang der Allgemeinbevölkerung zu erhöhen, um die Parameter der statistischen Bewertung zu verbessern.
Es besteht kein Zweifel, dass der Unterschied in der Plasmakonzentration von 25(OH)D3 und in geringerem Maße in der 25(OH)D2-Konzentration ein Derivat einer anderen Ernährung war. Die endogene Synthese von Vitamin-D-Metaboliten und Faktoren, die ihren Verlauf und die Vitamin-D-Supplementierung beeinflussen, waren in beiden Gruppen nahezu identisch und hatten einen geringen Einfluss auf die Metabolitenspiegel. Weitere Studien sind erforderlich, um die Aufnahme von D2 und D3 separat zu bestimmen, da das angewandte Computerprogramm Diet 6.0 eine Schätzung der gesamten Vitamin-D-Aufnahme ermöglichte. Darüber hinaus sollten zusätzliche Faktoren untersucht werden, die sich auf den Vitamin-D-Stoffwechsel auswirken können, einschließlich genetischer Polymorphismen von Enzymen, die an der metabolischen Aktivierung von Vitamin D beteiligt sind. Um einen langfristigen Einfluss einer Diät auf den Vitamin-D-Status zu bewerten, wäre eine prospektive Studie hilfreich, einschließlich der Bestimmung der Unterschiede in den 25-Hydroxy-D2- und D3-Konzentrationen zu Beginn und am Ende der Studie.
Die angewandte Forschungsmethodik zur Bewertung des Verbrauchs von differenzierenden Nährstoffen und zur Verwendung einer modernen Methode zur Bestimmung von Vitamin-D-Metaboliten im Plasma (HPLC-MS/MS) gehören zu den Stärken der vorgestellten Forschungsergebnisse.
5. Schlussfolgerungen
Diese Studie bestätigte, dass die Art der Ernährung die Konzentration von Vitamin-D-Metaboliten im Plasma beeinflusst. Die LCHF-Diät hatte einen positiven Einfluss auf die Plasma-Vitamin-D-Konzentration. Die langfristige Anwendung der LCHF-Diät bleibt jedoch aufgrund des hohen Risikos für Herz-Kreislauf-Erkrankungen umstritten.
Beiträge des Autors
Konzeptualisierung, J.P.; Methodik, I.B., M.K., M.K.-Ł.; Schreiben - ursprüngliche Entwurfsvorbereitung, J.P., I.B., M.K.; Schreiben - Überprüfung und Bearbeitung, J.P., I.B., M.K., M.D., M.K.-Ł.; Visualisierung, J.P. Alle Autoren haben die veröffentlichte Version des Manuskripts gelesen und akzeptiert.
Erklärung des Institutionellen Überprüfungsausschusses
Die Studie wurde nach den Richtlinien der Erklärung von Helsinki durchgeführt und vom Institutional Bioethic Committee der Medizinischen Universität Poznan (Resolution, Nr. 422/17).
Einwilligungserklärung
Die informierte Zustimmung wurde von allen an der Studie beteiligten Probanden eingeholt.
Datenverfügbarkeitserklärung
Daten, die aufgrund von Datenschutzbeschränkungen auf Anfrage verfügbar sind.
Fußnoten
Anmerkung des Herausgebers: MDPI bleibt in Bezug auf gerichtliche Ansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten neutral.
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