キシリトールは血栓促進作用があり、心血管リスクに関連する

Xylitol is prothrombotic and associated with cardiovascular risk.

抄録

背景と目的:

心血管疾患リスクの残存に寄与する経路や代謝産物は不明である。低カロリー甘味料は、健康上の利点が推定される加工食品の砂糖代替品として広く使用されている。多くの低カロリー甘味料は糖アルコールであり、砂糖代替品としての摂取後に観察されるレベルより1000倍以上低いレベルではあるが、内因的にも産生される。

BACKGROUND AND AIMS: The pathways and metabolites that contribute to residual cardiovascular disease risks are unclear. Low-calorie sweeteners are widely used sugar substitutes in processed foods with presumed health benefits. Many low-calorie sweeteners are sugar alcohols that also are produced endogenously, albeit at levels over 1000-fold lower than observed following consumption as a sugar substitute.

方法:

非標的メタボロミクス研究は、待機的な心臓診断評価を受ける連続安定被験者の探索コホート（n = 1157）の一晩絶食血漿サンプルで実施され、その後の安定同位体希釈液体クロマトグラフィータンデム質量分析（LC-MS/MS）分析は、重複しない独立した検証コホート（n = 2149）で実施された。相補的な単離ヒト血小板、血小板リッチ血漿、全血、動物モデル試験により、in vivoにおける血小板反応性と血栓形成に対するキシリトールの効果が検討された。最後に、健康なボランティア（n = 10）におけるキシリトール摂取が血小板機能に及ぼす影響を評価する介入研究が行われた。

METHODS: Untargeted metabolomics studies were performed on overnight fasting plasma samples in a discovery cohort (n = 1157) of sequential stable subjects undergoing elective diagnostic cardiac evaluations; subsequent stable isotope dilution liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) analyses were performed on an independent, non-overlapping validation cohort (n = 2149). Complementary isolated human platelet, platelet-rich plasma, whole blood, and animal model studies examined the effect of xylitol on platelet responsiveness and thrombus formation in vivo. Finally, an intervention study was performed to assess the effects of xylitol consumption on platelet function in healthy volunteers (n = 10).

結果:

最初の非標的メタボロミクス研究（発見コホート）において、キシリトールと仮に分類されたポリオールの循環レベルは、主要有害心血管イベント（MACE）の発症（3年）リスクと関連していた。その後の安定同位体希釈LC-MS/MS分析（検証コホート）では、キシリトール（およびその構造異性体ではない）に特異的なLC-MS/MS分析により、MACE発症リスクとの関連が確認された［第3三分位対第1三分位の調整ハザード比（95％信頼区間）、1.57（1.12-2.21）、P＜0.01］。相補的なメカニズム研究では、キシリトールは空腹時血漿で観察されるレベルで血小板反応性の複数の指標とin vivo血栓形成を増強することが示された。介入研究では、キシリトール入り飲料の摂取により、すべての被験者において血漿中濃度が著しく上昇し、血小板反応性の複数の機能的指標が増強された。

RESULTS: In initial untargeted metabolomics studies (discovery cohort), circulating levels of a polyol tentatively assigned as xylitol were associated with incident (3-year) major adverse cardiovascular event (MACE) risk. Subsequent stable isotope dilution LC-MS/MS analyses (validation cohort) specific for xylitol (and not its structural isomers) confirmed its association with incident MACE risk [third vs. first tertile adjusted hazard ratio (95% confidence interval), 1.57 (1.12-2.21), P < .01]. Complementary mechanistic studies showed xylitol-enhanced multiple indices of platelet reactivity and in vivo thrombosis formation at levels observed in fasting plasma. In interventional studies, consumption of a xylitol-sweetened drink markedly raised plasma levels and enhanced multiple functional measures of platelet responsiveness in all subjects.

結論:

キシリトールはMACE発症リスクと関連している。さらに、キシリトールはin vivoで血小板反応性と血栓症の可能性をともに亢進させた。キシリトールの心血管系の安全性を検討するためにさらなる研究が必要である。

CONCLUSIONS: Xylitol is associated with incident MACE risk. Moreover, xylitol both enhanced platelet reactivity and thrombosis potential in vivo. Further studies examining the cardiovascular safety of xylitol are warranted.