Assessment of Enteral Nutrition Formulas: Mineral and trace element bioaccessibility and comparison with clinical parameters of patients with home enteral nutrition

Abstract

Enteral nutrition is a type of nutrition support that has an extensive clinical background, yet its use has recently intensified in the last decades due to the improvements in materials and formulations. Given that enteral nutrition formulas are commonly used as a single nutrition source, or in situations that require a supplementary intake, corroborating the adequacy and sufficiency of these products is critical. To this end, this dissertation addresses both the nutritional composition of formulas at different levels, as well as the effect they have on patients who use them in the short, medium and long term. To approach this, the content of protein, fat, fiber and some micronutrients (Ca, Fe, Zn, Mg, Cu, Mn) of commercial formulations was determined, laboratory data was then compared to label data. The further analysis assessed the contribution of these products to the Dietary Reference Intake (DRI). Then, in vitro bioaccessibility assays were performed to measure the dialyzable fraction of such micronutrients, which also led to reveal common interactions between the formulas´ components. Furthermore, bioaccessibility of one trace element was confirmed through a Cloud Point Extraction speciation method developed for its use in nutrition formulas. Complementary to this, to assess bioaccessibility and antioxidant capacity of selenium present in nutrition formulas these parameters were analyzed at a cellular level using human hepatoma cell models. Different effects on the activity and expression of Selenoenzymes were found, depending on selenium´s chemical form and concentration. To elaborate, a retrospective cohort study was carried out with patients who started enteral nutrition in the province of Cordova, Spain from 2012 to 2017. Characteristics of tube-fed patients in the province are described, whereas Kaplan Meier survival analysis and Cox regression model allowed to shed light on the factors associated with higher mortality. In conclusion, the results of this thesis contribute to the field of evidence-based nutrition thanks to a multi-dimensional assessment. Findings should be considered in the decision-making process of enteral feeding indication and when choosing the formula to be prescribed.

La nutrición enteral es un tipo de soporte nutricional que tiene un amplio respaldo clínico. Sin embargo, el desarrollo de nuevos materiales y formulaciones ocurrido en las últimas décadas ha propiciado que su uso se haya intensificado notablemente. Dado que las fórmulas de nutrición enteral frecuentemente se usan como fuente de nutrición única o como una necesidad complementaria, es crítico ratificar la idoneidad y suficiencia de estos productos. Con este propósito, esta tesis aborda tanto el análisis de la composición nutricional de las fórmulas a distintos niveles, como el efecto que tiene en los pacientes que utilizan estos productos a corto, medio y largo plazo. Para ello, se determinó en primer lugar el contenido de proteína, grasa, fibra y algunos micronutrientes (Ca, Fe, Zn, Mg, Cu, Mn) en formulaciones comerciales, comparando los resultados obtenidos en el laboratorio con los datos del etiquetado. Posteriormente se evaluó la contribución de estos productos a la Ingesta Dietética de Referencia (IDR). Luego, se realizaron ensayos in vitro de bioaccesibilidad para medir la fracción dializable de dichos micronutrientes, lo que también reveló interacciones comunes entre los componentes de las fórmulas. Además, la bioaccesibilidad de alguno de estos elementos traza fue confirmada mediante un método de especiación ¨cloud point extraction¨ desarrollado para su uso en estas formulaciones. Para evaluar la bioaccesibilidad y la capacidad antioxidante del selenio presente en las fórmulas de nutrición, estos parámetros se analizaron a nivel celular utilizando modelos de células de hepatoma humano. Se encontraron diferencias en el efecto del selenio sobre la actividad y expresión de Selenoenzimas según la forma química utilizada y la concentración biodisponible. Asimismo, se realizó un estudio de cohorte retrospectivo con pacientes que iniciaron la nutrición enteral entre el 2012 y 2017 en la provincia de Córdoba, España. En este apartado se describen las características de los pacientes alimentados con sonda en la provincia, se realiza un análisis de supervivencia de Kaplan Meier y se evidencian los factores independientes asociados con una mayor mortalidad con el modelo de regresión de Cox. En conclusión, los resultados de esta tesis contribuyen al campo de la nutrición basada en la evidencia gracias a una evaluación multidimensional del tema.