Effects of fish oil on the neuro-endocrine responses to an endotoxin challenge in healthy volunteers

Résumé Introduction et hypothèse : Certains acides gras polyinsaturés de type n-3 PUFA, qui sont contenus dans l'huile de poisson, exercent des effets non-énergétiques (fluidité des membranes cellulaires, métabolisme énergétique et prostanoïdes, régulation génique de la réponse inflammatoire). Les mécanismes de la modulation de cette dernière sont encore mal connus. L'administration d'endotoxine (LPS) induit chez les volontaires sains une affection inflammatoire aiguë, comparable à un état grippal, associé à des modifications métaboliques et inflammatoires transitoires, similaires au sepsis. Ce modèle est utilisé de longue date pour l'investigation clinique expérimentale. Cette étude examine les effets d'une supplémentation orale d'huile de poisson sur la réponse inflammatoire (systémique et endocrinienne) de sujets sains soumis à une injection d'endotoxine. L'hypothèse était que la supplémentation d'huile de poisson réduirait les réponses physiologiques à l'endotoxine. Méthodes : Quinze volontaires masculins (âge 26.0±3.1 ans) ont participé à une étude randomisée, contrôlée. Les sujets sont désignés au hasard à recevoir ou non une supplémentation orale : 7.2 g d'huile de poisson par jour correspondant à un apport de 1.1 g/jour d'acides gras 20:5 (n-3, acide écosapentaénoïque) et 0.7 g/jour de 22:6 (n-3, acide docosahexaénoïque). Chaque sujet est investigué deux fois dans des conditions identiques : une fois il reçoit une injection de 2 ng par kg poids corporel de LPS intraveineuse, l'autre fois une injection de placebo. Les variables suivantes sont relevées avant l'intervention et durant les 360 min qui suivent l'injection :signes vitaux, dépense énergétique (EE) et utilisation nette des substrats (calorimétrie indirecte, cinétique du glucose (isotopes stables), taux plasmatique des triglycérides et FFA, du glucose, ainsi que des cytokines et hormones de stress (ACTH, cortisol, Adré, Nor-Adré). Analyses et statistiques :moyennes, déviations standards, analyse de variance (one way, test de Scheffé), différences significatives entre les groupes pour une valeur de p < 0.05. Résultats :L'injection de LPS provoque une augmentation de la température, de la fréquence cardiaque, de la dépense d'énergie et de l'oxydation nette des lipides. On observe une élévation des taux plasmatiques de TNF-a et IL-6, de la glycémie, ainsi qu'une élévation transitoire des concentrations plasmatiques des hormones de stress ACTH, cortisol, adrénaline et noradrénaline. L'huile de poisson atténue significativement la fièvre, la réponse neuro-endocrinienne (ACTH et cortisol) et sympathique (baisse de la noradrénaline plasmatique). Par contre, les taux des cytokines ne sont pas influencés par la supplémentation d'huile de poisson. Conclusion : La supplémentation d'huile de poisson atténue la réponse physiologique à l'endotoxine chez le sujet sain, en particulier la fièvre et la réponse endocrinienne, sans influencer la production des cytokines. Ces résultats soutiennent l'hypothèse que les effets bénéfiques de l'huile de poisson sont principalement caractérisés au niveau du système nerveux central, par des mécanismes non-inflammatoires qui restent encore à élucider.

Cost-effectiveness analysis of immune-modulating nutritional support for gastrointestinal cancer patients.

BACKGROUND & AIM: Immune-modulating nutritional formula containing arginine, omega-3 fatty acids and nucleotides has been demonstrated to decrease complications and length of stay in surgical patients. This study aims at assessing the impact of immune-modulating formula on hospital costs in gastrointestinal cancer surgical patients in Switzerland. METHOD: Based on a previously published meta-analysis, the relative risks of overall and infectious complications with immune-modulating versus standard nutrition formula were computed. Swiss hospital costs of patients undergoing gastrointestinal cancer surgery were retrieved. A method was developed to compute the patients' severity level, not taking into account the complications from the surgery. Incremental costs of complications were computed for both treatment groups, and sensitivity analyses were carried out. RESULTS: Relative risk of complications with pre-, peri- and post-operative use of immune-modulating formula was 0.69 (95%CI 0.58-0.83), 0.62 (95%CI 0.53-0.73) and 0.73 (95%CI 0.35-0.96) respectively. The estimated average contribution of complications to the cost of stay was CHF 14,949 (euro10,901) per patient (95%CI 10,712-19,186), independently of case's severity. Based on this cost, immune-modulating nutritional support decreased costs of hospital stay by CHF 1638 to CHF 2488 per patient (euro1195-euro1814). Net hospital savings were present for baseline complications rates as low as 5%. CONCLUSION: Immune-modulating nutritional solution is a cost-saving intervention in gastrointestinal cancer patients. The additional cost of immune-modulating formula are more than offset by savings associated with decreased treatment of complications.

Diet and gene interactions influence the skeletal response to polyunsaturated fatty acids.

Diets rich in omega-3s have been thought to prevent both obesity and osteoporosis. However, conflicting findings are reported, probably as a result of gene by nutritional interactions. Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma (PPARγ) is a nuclear receptor that improves insulin sensitivity but causes weight gain and bone loss. Fish oil is a natural agonist for PPARγ and thus may exert its actions through the PPARγ pathway. We examined the role of PPARγ in body composition changes induced by a fish or safflower oil diet using two strains of C57BL/6J (B6); i.e. B6.C3H-6T (6T) congenic mice created by backcrossing a small locus on Chr 6 from C3H carrying 'gain of function' polymorphisms in the Pparγ gene onto a B6 background, and C57BL/6J mice. After 9months of feeding both diets to female mice, body weight, percent fat and leptin levels were less in mice fed the fish oil vs those fed safflower oil, independent of genotype. At the skeletal level, fish oil preserved vertebral bone mineral density (BMD) and microstructure in B6 but not in 6T mice. Moreover, fish oil consumption was associated with an increase in bone marrow adiposity and a decrease in BMD, cortical thickness, ultimate force and plastic energy in femur of the 6T but not the B6 mice. These effects paralleled an increase in adipogenic inflammatory and resorption markers in 6T but not B6. Thus, compared to safflower oil, fish oil (high ratio omega-3/-6) prevents weight gain, bone loss, and changes in trabecular microarchitecture in the spine with age. These beneficial effects are absent in mice with polymorphisms in the Pparγ gene (6T), supporting the tenet that the actions of n-3 fatty acids on bone microstructure are likely to be genotype dependent. Thus caution must be used in interpreting dietary intervention trials with skeletal endpoints in mice and in humans.

Blunting the response to endotoxin in healthy sujects : effects of various dose of intravenous fish oil

Enjeux et contexte La recherche de cette dernière décennie sur les acides gras n-3 PUFA contenus dans l'huile de poisson a montré que ceux-ci, et particulièrement l'ΕΡΑ et le DHA, avaient des propriétés anti¬inflammatoires et anti arythmiques puissantes, potentiellement utiles chez les septiques et « cardiaques ». Les mécanismes sous-jacents sont nombreux, incluant l'incorporation des acides gras dans les membranes de phopholipides, la réduction de la production de médiateurs pro-inflammatoires (prostaglandines, leukotrienes, thromboxane), l'augmentation de la production de résolvines et protectines dérivées du DHA, et la régulation de voies de signalisation cellulaire. Cependant, les doses de n-3 PUFA utilisées dans les études cliniques et chez le sujet sain avant le travail de Yann-Karim Pittet étaient nettement supérieures aux doses nutritionnelles de l'ordre de 5-8 g/j par voie orale ou 1 g/kg par voie intraveineuse. De plus, la voie entérale avait la réputation de nécessiter plusieurs jours à semaines de traitement avant d'aboutir à une incorporation d'acides gras membranaire suffisante pour avoir un impact clinique; quant au temps minimal requis pour obtenir cet effet par voie IV, il était inconnu. Depuis, le développement d'émulsions lipidiques intraveineuses destinées à la nutrition parentérale a permis d'imaginer l'administration de prétraitements IV rapides. Pour les étudier, notre laboratoire a développé un modèle d'endotoxine (LPS d'E.Coli) qui mime les réponses physiologique, endocrinienne et biologique du sepsis chez le sujet sain, utilisant des doses de 2 ng/kg IV. Les réponses sont totalement réversibles en 8 heures. Dans le but de réduire à la fois la dose de lipides et le temps de perfusion, ce travail a étudié l'influence de 3 doses dégressives de n-3 PUFA sur les réponses à l'endotoxine, et sur l'incorporation membranaire de ces acides gras. Méthodes Etude prospective chez 3 groupes consécutifs de sujets sains soumis à un challenge d'endotoxine. Intervention : perfusions d'huile de poisson (0.5 et 0.2 g/kg de n-3 PUFA, Omegaven® 10%) ou placebo, administrées en 3 heures ou en 1 heure, soit le jour avant ou le jour-même du test d'endotoxine. Mesures : variables physiologiques (T°, fc, tension artérielle, calorimétrie indirecte) Laboratoire - prises de sang à T0, 60, 120 et 360 min après l'injection de LPS: TNF-α, hs-CRP, hormones de stress, composition en acides gras des membranes plaquettaires. Statistiques Les résultats ont été rapportés en moyennes et écarts types. Des aires sous la courbe (AUC) ont été calculées avec la méthode des parallélépipèdes pour toutes les variables déterminées de manière répétée. L'effet du temps a été exploré par des two-way ANOVA pour mesures répétées. Les comparaisons post-hoc ont été réalisées avec des tests de Dunnett's ou de Scheffe. Les modifications de composition membranaires ainsi que les AUC ont été analysées par des tests non-paramétriques (Kruskal-Wallis). Résultats Après LPS, la température, les concentrations d'ACTH et TNF-α ont augmenté dans les 3 groupes. Ces réponse ont été significativement atténuées (p<0.0001) par l'huile de poisson comparé à ce que nous avions observé dans le groupe contrôle de Pluess et al (ICM 2007). Les concentrations les plus faibles d'ACTH, de TNF-α, et les AUC les plus basses des températures, ont été observées après une dose unique de 0.2 g/kg de n-3 PUFA administrée 1 heure avant le LPS. Par contre, l'incorporation membranaire d'EPA est dose-dépendante. Conclusions Sachant que la réponse à l'endotoxine est reproductible, cette étude montre que 3 doses différentes d'huile de poisson atténuent de manière différente cette réponse. La perfusion de 0.2 g/kg administrée juste avant l'endotoxine s'est avérée la plus efficace à atténuer la réponse fébrile, les cytokines et les hormones de stress, suggérant une capture de l'endotoxine par l'émulsion lipidique qui se surajoute aux effets systémiques et membranaires.

Prevalence and characteristics of vitamin or dietary supplement users in Lausanne, Switzerland: the CoLaus study.

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Vitamin+mineral supplement (VMS) and dietary supplement (DS) use is widespread in the general population, but the motivations for such use are poorly known. The prevalence and characteristics of VMS and DS users in Lausanne, Switzerland, were thus assessed. METHOD: Cross-sectional study was performed including 3249 women and 2937 men (CoLaus study). VMS were defined as single or multivitamin-multimineral preparations. DS included omega-3 or omega-6 fatty acids, herbal teas, plant or animal extracts and bacterial (Lactobacillus) preparations. Calcium and iron supplements were assessed separately. RESULTS: Twenty-six percent of the subjects reported using VMS or DS. VMS were the most frequently consumed item (16.8%), followed by DS (10%), calcium (6.6%) and iron (1.8%). Women reported a higher consumption than men. In women, VMS, DS and calcium use increased and iron use decreased with age, whereas in men only VMS and calcium intake increased with age. Multivariate analysis showed female gender, being born in Switzerland, increased age, higher education and increased physical activity to be positively related with VMS and DS. On bivariate analysis, VMS and DS users presented more frequently with arthritis, anxiety, depression and osteoporosis, but on multivariate analysis only positive relationships between DS use and anxiety/depression (odds ratio (OR)=1.40; 95% confidence interval (CI): [1.16-1.70]) and calcium and osteoporosis (OR=10.6; 95% CI [7.77-14.4]) were found. CONCLUSION: VMS and DS use is common in the population of Lausanne and associated with a better health profile. Calcium supplements are taken to prevent osteoporosis, whereas the rationale for taking other VMS and DS is unclear.

Three short perioperative infusions of n-3 PUFAs reduce systemic inflammation induced by cardiopulmonary bypass surgery: a randomized controlled trial.

BACKGROUND: Fish oil (FO) has antiinflammatory effects, which might reduce systemic inflammation induced by a cardiopulmonary bypass (CPB). OBJECTIVE: We tested whether perioperative infusions of FO modify the cell membrane composition, inflammatory responses, and clinical course of patients undergoing elective coronary artery bypass surgery. DESIGN: A prospective randomized controlled trial was conducted in cardiac surgery patients who received 3 infusions of 0.2 g/kg FO emulsion or saline (control) 12 and 2 h before and immediately after surgery. Blood samples (7 time points) and an atrial biopsy (during surgery) were obtained to assess the membrane incorporation of PUFAs. Hemodynamic data, catecholamine requirements, and core temperatures were recorded at 10-min intervals; blood triglycerides, nonesterified fatty acids, glucose, lactate, inflammatory cytokines, and carboxyhemoglobin concentrations were measured at selected time points. RESULTS: Twenty-eight patients, with a mean ± SD age of 65.5 ± 9.9 y, were enrolled with no baseline differences between groups. Significant increases in platelet EPA (+0.86%; P = 0.0001) and DHA (+0.87%; P = 0.019) were observed after FO consumption compared with at baseline. Atrial tissue EPA concentrations were higher after FO than after control treatments (+0.5%; P < 0.0001). FO did not significantly alter core temperature but decreased the postoperative rise in IL-6 (P = 0.018). Plasma triglycerides increased transiently after each FO infusion. Plasma concentrations of glucose, lactate, and blood carboxyhemoglobin were lower in the FO than in the control group on the day after surgery. Arrhythmia incidence was low with no significant difference between groups. No adverse effect of FO was detected. CONCLUSIONS: Perioperative FO infusions significantly increased PUFA concentrations in platelet and atrial tissue membranes within 12 h of the first FO administration and decreased biological and clinical signs of inflammation. These results suggest that perioperative FO may be beneficial in elective cardiac surgery with CPB. This trial was registered at clinicaltrials.gov as NCT00516178.