En aquestes pàgines ens ocupem sovint d’estudis basats en la dieta mediterrània o en altres patrons alimentaris rics en productes d’origen vegetal. Tot sovint, aquests estudis es basen en qüestionaris freqüències de consum alimentari que els subjectes responen amb l’ajut d’un dietista. El grup de recerca d’Ana Rodríguez-Mateos al King’s College London és interessat en els beneficis per a la salut dels aliments vegetals i dels productes fitoquímics. El caràcter subjectiu dels qüestionaris fa que, per a entendre la biodisponibilitat i metabolisme dels polifenols alimentaris i d’altres components fitoquímics, sigui necessari complementar-los amb una valoració més objectiva. En un article a European Journal of Nutrition, amb Yong Li de primer autor, el grup de Rodríguez-Mateos ens presenta el desenvolupament i avaluació de signatures metabòliques dels patrons alimentaris rics en productes vegetals més habituals. Li et al. fan servir una aproximació metabolòmica dirigida vers 108 metabòlits d’aliments vegetals. En l’estudi hi han participat 218 voluntaris sans, amb una edat mitjana de 51,5 ± 17,7 anys. Mostres d’orina de 24 hores d’aquests participants eren analitzades per cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses (UHPLC-MS). Per a la validació, Li et al empraren 88 mostres d’orina de 24 hores, 198 mostres d’orina del moment i 195 mostres de plasma. Val a dir que l’adhesió a una dieta rica en vegetals dels participants era avaluada prèviament amb qüestionaris de freqüència alimentària. Amb una anàlisi de regressió lineal identificaven els metabòlits associats significativament a cada patró alimentari. Els patrons alimentaris considerats eren A-MED (dieta mediterrània esmenada), O-MED (dieta mediterrània original), DASH (dieta adreçada a aturar la hipertensió), MIND (dieta mediterrània contra la hipertensió adreçada a endarrerir la neurodegeneració), hPDI (índex d’una dieta saludable basada en plantes) i uDPI (índex d’una dieta no-saludable). Entre 15 i 42 metabòlits eren predictius per a cadascun d’aquests patrons alimentaris. Hi trobem 38 àcids fenòlics (14 àcids cinnàmics, 14 àcids hidroxibenzoics, 7 àcids fenilacètics i 3 àcids hipúrics). Els 6 metabòlits comuns a tots els patrons alimentaris estudiats inclouen dos lignans, l’enterolactona-glucurònid i l’enterolactona-sulfat, i quatre àcids fenòlics (àcid cinnàmic, àcid cinnàmic-4-sulfat, àcid 2-hidroxicinnàmic i àcid 4-metoxibenzoic-3-sulfat). Li et al. creuen que aquestes signatures podrien servir per a una avaluació objectiva dels hàbits alimentaris de la població general.
Li et al. han desenvolupat i avaluat signatures metabòliques dels patrons dietètics rics en productes d’origen vegetal més utilitzats
Una dieta rica en productes vegetals
L’estudi fou concebut per Yong Li (King’s College London), Rachel Gibson (King’s College London) i Ana Rodriguez-Mateos. Les dades foren tractades per Li, Yifan Xu (King’s College London) i Melanie Le Sayec (King’s College London). Li va fer l’anàlisi de dades i la redacció de l’article. En el desenvolupament metodològic participaren Li, Rodriguez-Mateos i Gibson. En l’edició de l’article i la supervisió participaren Rodriguez-Mateos, Gibson, Cristina Menni (King’s College London i Università Degli Studi di Milano) i Tim D. Spector (King’s College London). L’administració i finançament del projecte és a càrrec de Rodriguez-Mateos, que és l’autora corresponsal de l’article. Aquest fou tramès a l’European Journal of Nutrition el 9 de febrer del 2024, que l’acceptà el 6 d’octubre, i publicà el 28 de novembre.
Aquest estudi es finançà en part amb un ajut de la Chronic Disease Research Foundation. Yong Li i Yifan Xu han rebut una beca del King’s-China Scholarship Council. TwinsUK es finança amb el Wellcome Trust i altres fonts britànics i europeus.
Les dietes basades en productes vegetals es caracteritzen per un alt consum d’aliments derivats de plantes com ara la fruita, la verdura, grans integrals, fruits secs, llegums i olis vegetals. Tota una evidència assenyala que aquestes dietes s’associen amb la reducció del risc de patir malalties no-contagioses, particularment malalties cardiometabòliques.
Existeixen índexs que proven d’avaluar l’adhesió a aquest tipus de dietes: MDS (puntuació de la dieta mediterrània), DASH (dieta adreçada aturar la hipertensió), PDI (índex de dieta basada en plantes), MIND (dieta mediterrània-DASH per a endarrerir la neurodegeneració), etc. Aquests índexs es calcular a partir de mètodes d’avaluació de la dieta com els qüestionaris de freqüència alimentària (FFQs), els diaris d’aliments o la memòria d’alimentació. Aquests mètodes tenen un punt subjectiu consisteixen en l’autoavaluació del propi subjecte, i incorporen biaixos.
Un mètode objectiu s’hauria de basar en biomarcadors ben validats. Seria el cas d’alguns metabòlits i catabòlits d’origen alimentari presents en el plasma (el sobrenedant de sang centrifugada), el sèrum (la fracció líquida que resulta de sang coagulada) o l’orina. Aquests metabòlits es poden mesurar amb tècniques cromatogràfiques (LC-MS) o de ressonància magnètica nuclear (RMN). La prolina-betaïna, la naringenina i l’hesperetina poden servir com a biomarcadors del consum d’algunes fruites i verdures. L’alfa-carotè, el beta-carotè i l’àcid clorogènic poden servir com a biomarcadors del consum global de fruita i verdura. Convé recordar que la concentració d’un metabòlit pot dependre de la combinació de consum alimentari i de la variabilitat interindividual del metabolisme. Però això pot ajudar a capturar el fet que dues persones poden ingerir la mateixa quantitat del mateix aliment, i metabolitzar-lo d’una manera prou diferent com perquè una tingui una major biodisponibilitat d’alguns dels metabòlits que se’n deriven.
La metabolòmica consisteix en la mesura simultània d’una gran nombre de metabòlits. Més que el resultat concret de la concentració de cada metabòlit, ens ofereix un perfil metabolòmic que es pot analitzar a través de signatures metabòliques. Les signatures metabòliques capturen la combinació entre concentracions de metabòlits i el nivell d’adhesió a un tipus de dieta. La complexitat de dades que deriven d’un perfil metabolòmic pot tractar-se a través de mètodes d’aprenentatge mecànic com ara la regressió de xarxa elàstica.
La cohort POLYNTAKE
La cohort POLYNTAKE aplega dades de 9 estudis clínics conduïts en el King’s College London entre el 2017 i el 2021. Cadascun d’aquests estudis (NCT03434574; NCT03041961; NCT03592966; NCT04084457; NCT04179136; NCT03553225; NCT03995602; NCT03573414; NCT04276974) consta amb una aprovació del comitè ètic d’acord amb els principis de la Declaració de Helsinki: consentiment escrit informat i consentiment per a l’ús de dades en futurs estudis de recerca.
En aquest estudi transversal s’inclouen els participants que completaren un FFQ i que aportaren mostres de plasma i/o orina. Són motius d’exclusió: 1) no oferir dades de consum de 10 ítems alimentaris del FFQ; 2) un consum calòric declarat fora d’un rang de 500-3500 kcal diàries en el cas de les dones i de 800-4000 kcal diàries en el cas dels homes; 3) una ratio de consum energètic declarat per la taxa metabòlica basal més enllà de dues desviacions estàndards de la mitjana.
Foren inclosos 218 participants amb un FFQ i mostres de 24 h d’orina. En 195 d’aquests 218 participants hi havia, a més, l’anàlisi de mostres de plasma.
La subcohort ABP
Li et al. utilitzen per a la validació interna una base de dades corresponent a la subcohort de l’estudi Aronia Berry Consumption on Blood (ABP). La subcohort ABP queda fora de la cohort POLYNTAKE. ABP (NCT03434574) inclou dades de 88 participants. ABP fou conduïda al King’s College London i comptà amb l’aprovació del comitè ètic.
Per a la validació interna s’utilitzen 195 mostres de plasma de POLYINTAKE.
Per a la validació externa s’utilitzen dades de 198 participants de la cohort TwinsUK. Aquest estudi de bessons es realitzà sota l’aprovació del comitè ètic de la NHS.
Del FFQ als patrons dietètics
Cada participant de la cohort POLYNTAKE completava l’EPIC Norfolk FFQ. Això s’analitzava mitjançant el programari FETA que utilitza dades de composició de 290 aliments extretes de la 5ª edició de ‘The Composition of Foods’ de McCance i Widdowson. Així hom pot convertir les dades del FFQ en una estimació de consum energètic.
Els cinc patrons alimentaris seleccionats per Li et al. foren: 1) DASH, 2) PDI, que combina hPDI i uPDI; 3) O-MED; 4) A-MED i 5) MIND.
Els participants de la cohort TwinsUK també ompliren l’EPIC Norfolk FFQ.
Mostres i anàlisi de metabòlits
Les mostres d’orina es recollien en contenidors de 2 L guardats en una bossa amb paquets de gel. El participant havia de recollir tota l’orina produïda al llarg de 24 hores, des de la segona orina del dia anterior fins a la primera orina del dia de la visita de l’estudi. En rebre’l, hom mesurava en un cilindre volumètric la quantitat d’orina recollida.
Les mostres de sang es recollien després de vuit hores de dejuni per venopuntura, abocant-la a tubs amb anticoagulant (EDTA).
Tant les mostres de sang com les d’orina eren centrifugades a 1800 g durant 15 minuts a 4 °C just després de rebre-les. El plasma era el sobrenedant de les mostres de sang. El plasma i el sobrenedant d’orina eren conservats en ultracongelació (-80 °C) prèvia addició d’un 0,2% d’àcid fòrmic.
En el moment d’anàlisi les mostres eren descongelades en gel, centrifugades a 15,000 g durant 15 min a 4 ℃. Les mostres d’orina eren diluïdes 1:5 en aigua per a HPLC.
Les mostres eren analitzades UHPLC-MS. S’identificaren un tota de 108 metabòlits en orina i 116 metabòlits en plasma.
Les mostres d’orina de TwinsUK eren orines recollides al moment. D’aquestes mostres hom mesurà els nivells de creatinina.
L’anàlisi estatística
S’utilitza el programari R 4.1.2. Les puntuacions de dieta seguien una distribució normal en la població de la cohort. Els nivells de metabòlits eren transformats logarítmicament amb ajust pel mètode ComBat per a l’efecte de lot. L’estimació d’ingesta energètica era utilitzada per fer-hi un ajustament en el model de regressió lineal entre les puntuacions de dieta i els nivells de metabòlits.
L’índex PDI s’associava significativament amb menys de deu metabòlits, de forma que Li et al. el descartaren. Dels altres índexs s’obtingueren signatures en les bases de dades de derivació i de validació (ABP, plasma de POLYNTAKE i orina de TwinsUK).
La correlació entre els patrons alimentaris i les signatures metabòliques es calculava pel mètode de Spearman.
Els metabòlits analitzats consistien en 66 àcids fenòlics, 16 flavonoides, 5 lignans, 12 fenols d’altres grips, 5 estilbens i 4 metilxantines. Els patrons alimentaris eren DASH, MIND, A-MED, O-MED, PDI i hPDI i uPDI.
La base de dades de derivació eren les 218 mostres d’orina de 24 hores de l’estudi POLYNTAKE. En el cas d’A-MED la signatura metabòlica consistia en 42 metabòlits: àcids hidroxibenzoics (28,6%), àcids hipúrics (2,4%), àcids cinnàmics (23,8%), estilbens (4,8%), altres polifenols (7,1%), lignans (4,8%), flavonoides (14,3%) i àcids fenilacètics (14,3%).
La base de dades de validació interna consistia en 88 mostres d’orina de 24 hores d’ABP i en 195 mostres de plasma de POLYNTAKE.
La base de dades de validació externa eren 198 mostres d’orina del moment de TwinsUK.
La demografia
L’edat mitjana dels participants inclosos de la cohort POLYNTAKE era de 51,5 ± 17,7 anys. El 75,7% eren blancs. El consum energètic mitjà era de 1586,9 ± 465,6 kcal/d. Les 198 mostres d’orina de 24 hores procedien de 89 homes i 106 dones.
Els rangs de puntuació de dieta eren de 8-40 per a DASH, de 0-15 per a MIND, de 0-9 per a O-MED i A-MED, de 18-90 per a PDI. La correlació entre la puntuació O-MED i A-MED era de r=0,85. La correlació entre la puntuació PDI i uPDI era de r=0,10.
L’edat mitjana de la cohort ABP era de 55,8 ± 8,7 anys. El 79,5% eren blancs. El consum energètic era de 1681,3 ± 487,9 kcal/d. Les 88 mostres d’orina procedien de 45 homes i 43 dones.
L’edat mitjana de la cohort TwinsUK era de 62,0 ± 9,9 anys. El 99,0% eren blancs. El consum energètic era de 1782,5 ± 554,3 kcal/d. Les 198 mostres d’orina procedien totes de dones.
Metabòlits urinaris i patrons de dietes riques en productes vegetals
Li et al. troben en total 108 metabòlits urinaris.
La puntuació A-MED correlaciona amb 42 metabòlits urinaris. La puntuació DASH ho fa amb 33 metabòlits. La puntuació hPDI ho fa amb 33. La puntuació O-MED ho fa amb 22. La puntuació MIND ho fa amb 8. La puntuació PDI ho fa amb 2.
Les associacions positives entre metabòlits i puntuació de dieta es deuen particularment a àcids fenòlics.
Metabòlits plasmàtics i patrons dietaris rics en productes vegetals
Li et al. analitzen 116 metabòlits de plasma. hPDI s’associa positivament amb 16 metabòlits. DASH ho fa amb 10, A-MED amb 9 i O-MED amb 9.
Signatures metabòliques
Les mostres d’orina de 24 hores són les que presenten un major nombre de metabòlits associats amb els patrons dietaris. Així les signatures metabòliques es basen en l’orina de 24 hores.
Les cohorts de validació indiquen que les associacions es mantenen quan hom analitza mostres d’orina del moment o mostres de plasma.
Alhora hi ha una correlació negativa entre les signatures i el consum de productes d’origen animal.
Metabòlits d’enterolactona (glucuronat i sulfat) es troben associats a tots els patrons alimentaris inclosos en l’estudi. Això s’entén si recordem que l’enterolactona és un dels principals derivats metabòlics dels lignans, concretament produït per la microbiota intestinal. Els lignans són presents en llavors, verdures, fruites, llegums, cereals integrals, oli d’oliva verge extra, te, cafè, etc. Els cereals integrals són una de les principals fonts alimentàries de lignans.
Ara bé, la correlació entre el patró dietari i la signatura metabòlica és superior a la que trobem entre el patró dietari i biomarcadors individuals com la pròpia enterolactona.
Els àcids fenòlics són un important component de les signatures. Són un producte del metabolisme secundari de les plantes i de les transformacions de la microbiota intestinal.
En la signatura d’A-MED trobem un ample ventall de flavonoides, com l’epicatequina, la naringenina, la quercetina o la florentina. També hi trobem el resveratrol.
Les signatures derivades d’una mostra d’orina recollida al cap de 24 hores capturen metabòlits amb diferents semivides en el cos humà. Ara bé, no es tracta de quelcom fàcil d’assolir en grans estudis epidemiològics. La validació en mostres d’orina del moment indica que les signatures metabòliques s’hi podrien aplicar en l’avaluació objectiva de la ingesta alimentària d’individus.
Lligams:
– Development of metabolic signatures of plant-rich dietary patterns using plant-derived metabolites. Yong Li, Yifan Xu, Melanie Le Sayec, Tim D. Spector, Claire J. Steves, Cristina Menni, Rachel Gibson, Ana Rodriguez-Mateos. Eur. J. Nutr. 64: 29 (2024).
Des de la Mediterrània 