Studiu medical refeitor la actiunea zeolitului ca supliment alimentar

Efectele suplimentării cu zeolit asupra parametrilor integrității barierei intestinale, inflamației, biologiei redox și a performanței la subiecți cu antrenament aerob 

M. Lamprecht, S. Bogner, K. Steinbauer, B. Shutetz, J. F. Greilberger, B. Leber, B. Wagner, E. Zinser, T. Petek, T. Oberwink

Journal of the International Society of Sports Nutrition 2015: 12-40 

Introducere

Zeolit este denumirea colectivă pentru unii compuși minerali din grupul silicaților. Zeoliții naturali sunt compuși cristalini de origine vulcanică cu structură microporoasă formată din tetraedre de Si- și Al- legate prin atomi de oxigen puși în comun și formând o structură cristalină deschisă. Dispunerea atomilor influențează capacitatea de legare a apei a structurilor microporoase asemenea unui burete mineral. Structura de sită acționează ca schimbător anorganic de cationi, ca adsorbant, omponent detergent,rezervor activ în reacțiile catalizate de metale, proprietăți cu numeroase aplicații industriale. Zeolitul natural clinopinolit, micronizat, a demonstrat în studii pe animale efecte imunomodulatoare, de modulare ale mecanismelor pro- și anti-in flamatoare, postulându-se utilitatea sa în terapiile anticanceroase. Au fost descrise efecte de adsorbție a glucozei, antidiareice, și antioxidante ale zeoliților. 

În nutriția sportivilor, efecele zeoliților asupra intestinelor, asupra metabolismului inflamator și acțiunea antioxidantă se repercutează asupra performanței. În sportul de performanță există o prevalență a problemelor gastrointestinale la atleții de rezistență (alergători, triatloniști, etc.) atribuite modificărilor de flux sanguin șuntat din viscere către musculatura scheletului sau către cea a inimii. Simptomele descrise sunt greață, crampe stomacale, vomismente și diaree, însoțite de creșterea permebilității pereților intestinali. Se instalează endotoxemii, cu susceptibilitate mărită la infecții și afecțiuni autoimune datorită absorbției de patogeni/toxine în țesuturi și în fluxul sanguin.

Aceste proprietăți determină capacitățile zeolitului de a:

1) Modula integritatea peretelui intestinal prin impact asupra secretării de zonulină din enterocite

Zonulină – (precursor al haptoglobinei 2) este o proteină care modulează permeabilitatea joncțiunilor dintre celulele pereților tractului digestiv. A fost descoperită în  2000 de către Alessio Fasano și colab. la University of Maryland School of Medicine. Ca analogă la mamifere a toxinei zonula occludens secretată de către Vibrio cholerae, zonulina este implicată în patogeneza bolii celiace și diabetului de tip 1.

Gliadina din grîu activează semnalarea zonulinică indiferent de expresia genetică a autoimunității, determinând creșterea permeabilității intestinale față de macromolecule. În intestine se produce și reglarea transferului de antigeni din mediu prin bariera mucosală. Joncțiunile de aici creează gradiente pentru absorbția optimă de nutrienți și controlul echilibrului dintre toleranță și imunitate față de antigeni non-auto. Joncțiunile din epiteliul intestinal trebuie modificate de către sisteme de reglare care controlează ansamblul de rețele din structura multiproteică. Zonulina este implicată în căile paracelulare ale epiteliului intestinal, iar up-reglarea sa la indivizi susceptibili genetic determină boli autoimune.      

2)  A micșora procesele pro-oxidative și pro-inflamatoare din intestin prin legarea de oxidanți

3)  A mări VO_2max și performanța maximă ca rezultat al îmbunătățirii integrității peretelui intestinal, echilibrului redox și metabolismului anti-inflamator

Efectele zeoliților asupra barierei intestinale, inflamației, biologiei, redox și asupra performanțelor fizice nu au fost complet elucidate.

Soluțiile nutriționale precum suplimentarea cu zeoliți ar putea fi relevante pentru sănătatea și performanțele sportivilor.

Obiectivul principal al acestui studiu este explorarea efectelor unei suplementări pe bază de zeoliți asupra markerilor integrității barierei intestinale pentru bărbați și femei care se antrenează. Al doilea obiectiv este de a evalua dacă suplementarea cu zeoliți influențează markerii sanguini ai biologiei redox și inflamației. O a treia ipoteză privește influența suplementării cu zeolit asupra VO_2max și performanțele maxime într-un test ergometric în etape.

Metode. Subiecți

Au participat la test 52 de subiecți antrenați pentru rezistență, cei mai mulți fiind cicliști și triatloniști. Criteriile de includere au fost bărbați și femei, sănătoși, 25-50 de ani, antrenați aerob (VO_2max 45-65 mL/kg.min), nefumători, care nu folosiseră suplemente nutriționale timp de 4 săptămâni anterior primei colectări de sânge /scaun. Criterii de excluziune; fumători, subiecți în afara domeniului VO_2max predefinit, subiecți la care au intervenit modificări majore ale regimului de antrenament în cursul studiului, consum cronic sau excesiv de alcool, intervenții chirurgicale sau boli recente, grăsime corporală peste 20%. Conținutul de grăsime al corpului a fost determinat cu un echipament optic Lipometer. În afară de criteriile de includere și de excluziune a fost stabilită chimia sanguină iar subiecții au completat un istoric medical.

Aspecte etice, recrutare și randomizare

Înainte de randomizare, au fost efectuate testele de VO_2max, aranjate de la valoarea maximă la cea minimă, iar subiecții au fost randomizați în grupe de câte patru și numerotați secvențial. Pentru a asigura o distribuție echilibrată a VO_2max între grupuri (zeolit față de placebo) au fost efectuate stratificări pe baza VO_2max, iar codul de randomizate a fost încredințat unei a treia părți, fiind supus analizelor statistice după colectarea datelor.

Designul studiului și programarea în timp. Stabilirea regimului alimentar

Subiecților li s-a cerut să păstreze regimul alimentar obișnuit, stilul de viață și programul de antrenament timp de 12 săptămâni și să duplice alimentația înainte de fiecare colectare de sânge sau fecale. Înainte de prima vizită la locul de desfășurare a studiului, subiecții au completat o situație a alimentației din ultimele 7 zile pentru evaluarea aportului de nutrienți. Ulterior au primit copii ale acestor înregistrări și li s-a cerut să mențină regimul înainte de a doua vizită. Regimurile alimentare au fost analizate ca număr total de calorii, proteine, carbohidrați, grăsimi, colesterol, fibre, apă, alcool, vitamine, minerale și acizi grași folosind un Soft Optidiet – Germania.

Teste de performanță și VO_2max

În vederea evaluării impactului suplementării asupra VO_2max și a performanței maxime exprimate în watt (W) și pentru a evita răspunsuri polarizate cauzate de diferențele între capacitățile de efort aerob, au fost efectuate determinări ergometrice incrementale până la epuizare evaluând VO_2max și performanța maximă pentru fiecare subiect la începutul și la sfârșitul studiului. Epuizarea a fost atinsă/definită aunci când nu se mai putea menține cadența la solicitare maximă asupra ultimei etape. Subiecților li s-a cerut să nu se mai antreneze cu 3 zile înainte de test. Toți subiecții au efectuat un test ergometric incremental pe biciclete la 80rpm. După un repaus de 3min a început lucrul la 60W (femeile la 40W) crescut cu 15 W la fiecare minut până la epuizare. Electrocardiogramele standard au fost înregistrate pe toată durata testului, sub supraveghere medicală. Variabilele schimburilor respiratorii de gaze au fost măsurate cu Metalyzer 3B, obținând consumul de oxigen (VO₂), debitul de CO2 (VCO₂), ventilația instantanee (V_E), rata de respirație (BR) și volumul fluxului (V_T).Presiunea sanguină și ritmul cardiac au fost înregistrate continuu cu un monitor.

Colectarea fecalelor și a sângelui

Pentru a determina zonulina și alfa-antitripsina în fecale Alfa1-antitripsina – (A1AT) este o proteină din familia serpinelor, inhibitoare de proteaze, care protejează țesuturile împotriva enzimelor din celulele inflamatoare, în special împotriva elastazei din neutrofile care scindează elastaza micșorând elasticitatea pulmonară și generând complicații respiratorii. Au fost colectate probe inițial și după 12 săptămâni, analizate în decurs de 48 de ore de la colectare.

Colectarea de sânge a fost efectuată în poziție supinică din vena cubitală mediană, inițial și după 12 săptămâni. Din sîngele venos au fost determinate proteinele carbonilice (CP), 8-izoprostaglandina F2α (8-izo-PGF2α), peroxidaza glutationei din plasmă (GPx3), acidul uric, vitamina C, interleukinele 6, 8, 10, 22 (IL-6, 8, 10, 22). Pentru chimia sângelui s-au determinat Mg, Ca, Fe, K, Na, Al, P, Cl, ferritina, transferrina, și parametrii hepatici şi renali, ALT, AST, GST, creatinina, testosteronul, globulina de legare a hormonului de sex SHBG, indicele de androgen liber (FAI) și hemograma.

Concluzii

Suplementarea cu zeoliți prezintă efecte benefice asupra integrității barierei intestinale însoțite de ușoare efecte antiinflamatoare . Markerii redox din sânge, VO_2max și P_max pentru subiecții antrenați nu au fost influențate de suplementarea cu zeoliți timp de 3 luni. Aceste observații prezintă relevanță practică pentru sportivi micșorând susceptibilitatea la endotoxemie.