《The Journal of Nutrition》：Pilot Studies to Determine Vitamin A Absorption Using Compartmental Modeling of Plasma Retinyl Ester Kinetics in Humans
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维生素A吸收效率可通过分室模型分析血浆维生素A酯动力学数据确定，三位健康女性受试者吸收效率分别为72%、81%和78%。采用受控饮食及频繁采血以减少肝VLDL分泌干扰。
Jessica Avila-Prado | Michael H. Green | Joanne Balmer Green | Veronica Lopez-Teros
墨西哥索诺拉州埃莫西略市索诺拉大学化学与生物科学系
摘要
背景
目前需要实用且准确的方法来量化人体对维生素A（VA）的吸收情况。
目的
本研究旨在通过应用隔室模型，分析使用精心设计的控制喂养方案获得的餐后血浆视黄酯（RE）动力学数据，以确定人体对VA的吸收情况。
方法
在收集基线空腹血液样本后，三名健康的年轻女性摄入了1.91 μmol未标记的VA，并食用了含有145克不含VA的酸奶和7克菜籽油的早餐。随后每30分钟采集一次血液样本，持续8小时；在4小时时，受试者每30分钟额外摄入含有2克菜籽油和18克酸奶的零食；4.5小时后，她们食用了不含VA的午餐。血浆RE通过高效液相色谱法（HPLC）进行分析，数据经过基线RE校正后，使用模拟、分析和建模软件进行处理。
结果
给药后30分钟，所有受试者的血浆RE水平均高于基线值，并在90分钟、150分钟和180分钟时达到峰值。此后血浆RE水平以不同速率下降，至8小时时几乎恢复到基线水平。为了拟合这些数据，我们开发了一个包含12个隔室的复杂生理模型，最初设有10个可调参数。经过评估，最终模型预测的三名女性的VA吸收率分别为72%、81%和78%。
结论
我们得出结论：通过将隔室模型应用于在控制喂养方案下获得的餐后血浆RE动力学数据，并收集足够数量的连续血液样本，可以估算人体对VA的吸收效率。需要进一步的研究来完善这种方法，以便能够准确确定人体VA吸收的数值。
引言
尽管近年来关于全身维生素A代谢和动力学的知识有了很大进展，但目前仍缺乏能够准确量化人体VA吸收效率的方法。这类信息非常重要，因为它们可用于制定VA摄入的膳食指南，以及利用视黄醇同位素稀释法准确评估VA的状态。
基于模型的隔室分析是一种强大且多用途的工具，已被用于研究包括VA在内的多种营养素的全身动力学。研究人员首先将已知的或假设的营养素转运和代谢过程概念化到隔室模型中，然后使用WinSAAM（Simulation, Analysis and Modeling程序的Windows开源版本）等软件，将模型与放射性或稳定同位素示踪剂给药后的血浆反应数据进行分析。接着通过迭代调整模型结构和参数值，使模型与数据更好地吻合，并利用SAAM中的加权非线性回归分析确定最终参数值。
虽然通过隔室模型成功描述和量化了动物模型和人体中VA代谢的许多方面，但直到Green等人在2020年的实验之前，这种方法尚未被专门用于估算VA吸收效率。这些作者探讨了通过监测VA摄入后血浆视黄酯（RE）浓度来测定VA吸收的可行性。研究使用了12名理论受试者，这些受试者的VA吸收率已知。他们使用WinSAAM模拟了给药后30分钟至8小时内的RE动力学数据，并将模型预测的VA吸收率与已知值进行比较。结果显示，12名受试者中有10名的预测值与已知值相差在13%以内，所有受试者的预测值相差在23%以内。作者强调，确定VA吸收率的方法需要考虑到新吸收的VA在乳糜微粒中的出现和清除是一个快速过程，因此需要在敏感时间频繁采样以确定动力学参数。此外，由于血浆中的RE也可能来自肝脏分泌的极低密度脂蛋白（VLDL），因此理想的VA吸收方法应通过严格控制给药时及之后的VA剂量和脂肪摄入量，来减少实验过程中新吸收的RE在肝VLDL中的分泌。
作为Green等人工作的延续，我们在年轻女性中进行了初步研究，以进一步推进临床环境中测量VA吸收的方法。我们的研究有几个目标：首先是设计并测试一种能够在短时间内最大化VA吸收同时最小化肝VLDL产生的控制喂养方案，确保血浆中的大部分RE都存在于携带从摄入剂量中吸收的VA的乳糜微粒中；其次是基于餐后血浆RE动力学开发一个生理上现实的VA吸收隔室模型，该模型应具有足够的灵活性以适应不同的吸收模式。由于我们之前注意到（11），给定的血浆视黄醇动力学数据在不同VA吸收率假设下也能很好地拟合到模型中，我们还使用WinSAAM评估了模型对VA吸收率初始预测的准确性。
研究设计
在初步研究中，我们采用了Green等人（11）开发的方法，用于估计一名无明显疾病史的看似健康的年轻女性（受试者A）的VA吸收情况。根据该研究的结果，我们修改了喂养方案和血液采样时间表，并在另外三名看似健康的年轻女性（受试者B、C和D）中进行了第二次实验（初步研究2）。所有研究均在索诺拉大学生物医学与实验营养实验室进行。
初步研究1
补充图2显示了受试者A给药后8小时内血浆RE的FD_p值（已根据观察到的基线RE浓度进行校正；见表1）。数据观察到两个峰值（分别在1.5小时和4小时），随后在8小时时迅速降至基线水平。补充图2还展示了FD_p数据与补充图1中模型的拟合情况。数据拟合得相当好，一些参数（例如L(2,1)、L(4,10)、DT(13)和DT(14)）的不确定性很小（FSD < 0.5）。
讨论
我们进行的这些初步研究是对Green等人（11）工作的延续，他们通过将隔室模型应用于口服标记或未标记VA后的餐后血浆RE反应，预测了12名理论受试者的VA吸收率。Green等人（11）报告称，该模型能够准确预测较宽范围内的VA吸收率（55–90%），并建议下一步在健康受试者中进行初步研究。
支持来源与免责声明
JA-P获得了墨西哥科学、人文、技术及创新部（SECIHTI）的奖学金支持；人体研究由国际原子能机构（项目编号24817）资助。这两个机构均未参与研究设计、数据分析、论文撰写或发表决策。作者声明没有利益冲突。
利益冲突声明
? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Veronica Lopez-Teros表示获得了索诺拉大学的财务支持；Jessica Avila Prado表示获得了科学、人文、技术及创新部的财务支持；Veronica Lopez-Teros还指出与国际原子能机构存在关系，包括咨询或顾问服务以及演讲和讲座费用。
致谢
MHG和JBG已从宾夕法尼亚州立大学退休。
作者的具体职责如下：VLT和MHG提出了研究假设并设计了研究方案；JAP和VLT实施了人体研究并分析了样本；JAP、VLT和MHG进行了建模并解释了结果；所有作者共同撰写了论文；MHG和VLT对这项工作负主要责任；所有作者都阅读并批准了最终稿件。
