Dieet met rood vlees als belangrijkste eiwitbron verhoogt TMAO-niveau, dat gelinkt is aan atherogenese
Impact of chronic dietary red meat, white meat, or non-meat protein on trimethylamine N-oxide metabolism and renal excretion in healthy men and women
Literatuur - Wang Z, Bergeron N, Levison BS et al., - Eur Heart J 2019; 40: 583-594. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehy799Introductie en methoden
Trimethylamine N-oxide (TMAO) is een metaboliet die wordt geproduceerd door de darmmicrobiota. Plasma TMAO-niveaus zijn verhoogd in mensen met risico op CVD events en er zijn mechanistische verbanden met de pathogenese van atherosclerotische hartziekte beschreven [1-5]. Bovendien is een klinisch prognostische waarde van circulerende TMAO niveaus voor risico op zowel CVD als mortaliteit beschreven in diverse cohorten en continenten [6-8]. Dus is het verlagen van systemische niveaus van TMAO mogelijk een therapeutische strategie om het risico op ontwikkeling en progressie van atherosclerotische hartziekte te verlagen.
Darmbacteriën vormen trimethylamine (TMA) uit TMA-bevattende precursors uit voedingsmiddelen [1-3,9], zoals phosphatidylcholine, dat veel voorkomt in zowel plantaardige als dierlijke producten. Rundvlees en ander vlees, lever en eiderdooier bevatten meer totale choline [10]. Rood vlees bevat hoge niveaus van carnitine, een andere voorloper van TMA [3]. Als gevolg hiervan geeft een vleesrijk dieet, en met name rood vlees, hoge niveaus van choline en carnitine-precursors voor vorming van TMA en TMAO.
Systematisch uitgevoerde bewijsvoering naar de invloed van chronische dieetpatronen op TMA- en TMAO-productie, -metabolisme- en uitscheiding via de nieren is beperkt. Verschillende plasma TMAO-niveaus zijn wel beschreven wanneer omnivoren en veganisten/vegetariërs werden vergeleken [3,11].
Deze studie onderzocht in een gerandomiseerd, cross-over-design met drie perioden, of chronische (4 weken) inname van isocalorische diëten waarin het eiwit met name afkomstig was van rood vlees, wit vlees of niet-vlees-bronnen, invloed heeft op systemische niveaus van TMAO. Maaltijden werden bereid en beschikbaar gesteld door de studie. Veel van de TMAO-precursors in voeding en hun algemene metabolisme en snelheid van uitscheiding door de nieren in vivo werden bestudeerd. 113 Gezonde deelnemers (allen omnivoor) aten eerst 2 weken lang een baseline (run-in) dieet, waarna ze werden ingedeeld aan drie experimentele diëten in willekeurige volgorde, elk voor vier weken. De dieetperioden werden gescheiden door een 2-7 weken durende washoutperiode, waarin deelnemers werden geïnstrueerd om hun gebruikelijke dieet te eten.
Belangrijkste resultaten
- Na 1 maand het rood vleesdieet te hebben gegeten, liet de meerderheid van de deelnemers een stijging van plasma TMAO-niveaus zien, gemiddeld ongeveer drievoudig ten opzichte van het wit vlees- of vleesloze dieet (beide P<0.0001). Sommige deelnemers lieten een meer dan 10-voudige stijging zien. Het rood vleesdieet had ook een stijging van TMAO in urine tot gevolg.
- TMAO niveaus waren redelijk consistent binnen een deelnemer; de dag-tot-dagvariabiliteit was klein.
- Ten aanzien van metabolieten, was rood vlees geassocieerd met bescheiden maar significante dalingen in plasma-betaïne en urine-choline-concentraties, ten opzichte van de wit vlees- en vleesloze diëten. De carnitinegerelateerde metabolieten metabolites γ-butyrobetaine en crotonobetaïne waren significant hoger na rood vlees in plasma en urine.
- De volgorde van de diëten beïnvloedde de geobserveerde effecten van de diëten op de gemeten metabolieten niet significant. De hoogste TMAO-niveaus werden gezien na voltooiing van het rood vleesdieet en een duidelijke daling van TMAO werd gezien wanneer een ander dieet werd gegeten.
- Consumptie van vier weken diëten met laag- vs. hoog verzadigd vetgehalte had geen effect op de plasmaniveaus of de TMA-bevattende bestanddelen.
- De fractionele nierexcretierate (renale klaring gedeeld door GF, dus de uitgescheiden fractie) van TMAO was significant verminderd na consumptie van het rood vs. witvlees of vleesloos dieet. Het rood vleesdieet had, in vergelijking met de andere diëten, een ander effect op de fractionele nierexcretierate van de andere metabolieten: sommige waren verhoogd, andere waren onveranderd.
- In isotooptracerstudies werd hogere microbiële productie van TMA en TMAO uit carnitine, maar niet uit choline, gezien na het rood vleesdieet.
Conclusie
Een dieet waarin de belangrijkste eiwitbron rood vlees is, resulteert in aanzienlijk stijgingen van plasma- en urine-TMAO-niveaus, ten opzichte va isocalorische wit vlees-gebaseerde en vleesloze diëten. Deze studie naar dit meta-organismale metabolisme van TMAO doet vermoeden dat het rode vlees TMAO-niveaus via drie mechanismen verhoogt: hoger nutriëntgehalte van TMA precursos, hogere microbiële TMA/TMAO productie uit carnitine (maar niet choline) en lagere renale TMAO uitscheiding. De nieren lijken dynamisch de fractionele excretie van TMAO en metabolieten te reguleren. De geziene verminderde renale klaring van TMAO na een maand rood vlees eten, suggereert dat de nier minder efficiënt wordt in het verwijderen van TMAO, terwijl het tegenovergestelde effect op andere metabolieten werd gezien.
Redactioneel commentaar
Davies en Lüscher [12] vatten recente inzichten in de biologische effecten van door darmbacteriën geproduceerde metabolieten samen, inclusief de links tussen TMAO en CV risico.
Met een isocalorische dieetinterventiestudie, hebben Wang et al. aangetoond dat een dieet rijk aan rood vlees significant de plasma- en urineniveaus van TMAO verhoogt. De data over het switchen van een rood vleesdieet naar een wit vlees- of vleesloos dieet suggereren dat dergelijke veranderingen van dieet gunstige effecten kunnen uitoefenen door de plasmaniveaus van de metaboliet te veranderen.
Davies en Lüscher complimenteren de auteurs voor hun toepassing van de isocalorische studieopzet en het beschikbaarstellen van het eten, ten opzichte van andere benaderingen zoals voedselvragenlijsten. Ze merken op dat deze opzet bewijs levert dat een mager rood vlees-gebaseerd dieet (met ofwel een laag of hoog niveau van verzadigd vet) leidt tot aanzienlijke stijging van plasma TMAO.
De studie roept enkele interessante vragen op, bijvoorbeeld ten aanzien van de hoge individuele variatie in plasma TMAO in deelnemers na consumptie van het rood vleesdieet. Het zou interessant zijn deze verschillen te relateren aan specifieke factoren op het niveau van het microbioom, of genetische eigenschappen van de gastheer. Een andere belangrijke vraag is wat als een gezond microbioom kan worden beschouwd ten aanzien van TMAO-niveau.
Verder onderzoek naar de rol van TMAO in CV ziekte kan de moleculaire mechanismen van atherosclerotische plaque verder uitdiepen, waarbij wordt opgemerkt dat het TMAO-gemedieerde pathway apart lijkt te zijn van conventionele CV risicofactoren. Bovendien moet nog worden uitgezocht of interventies zich moeten richten op het microbioom zelf, of op de producten ervan. Van sommige voedingsinterventies is bekend dat ze het microbioom en/of TMAO beïnvloeden, en sommige probiotica kunnen TMA en TMAO-niveaus in plasma verlagen. Microbiële TMA lyase-remmers zouden een farmacologische benadering kunnen zijn. Een andere strategie is transplantatie van fecale microbiota, waarvan is aangetoond dat ze dysbiose als gevolg van een westers dieet rijk aan verwerkte koolhydraten en dierlijke producten kunnen herstellen.
Deze studie bewijst dat rood vlees, door L-carnitine, de belangrijkste bron van verhoogde TMAO-niveaus is in een gezonde Westerse populatie. Deze bevinding vraagt om verder onderzoek in patiënten met CV ziekte.
Deel deze pagina met collega's en vrienden: