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Canadian Journal of Cardiology

The Relationship Between Trimethylamine-N-Oxide and Prevalent Cardiovascular Disease in a Multiethnic Population Living in Canada

      Abstract

      Background

      Microflora-dependent trimethylamine-N-oxide (TMAO) formation, which results from intake of choline and L-carnitine-rich food, shows promise as a predictor of cardiovascular disease (CVD) risk, but these associations have not been examined in ethnically diverse populations. In a multiethnic population-based study of adults in Canada, we assessed the stability of TMAO and L-carnitine in stored serum samples and their association with intimal medial thickness, prevalent risk factors, and clinical events.

      Methods

      In a randomly sampled cross-sectional study of 1286 Canadians, fasting serum samples were collected and stored. In 292 consecutive individuals (99 CVD cases and 193 unmatched control subjects), L-carnitine and TMAO concentrations were assessed using validated analytical approaches.

      Results

      The mean (± SD) TMAO level was 1.998 ± 3.13 μM and L-carnitine was 42.29 ± 11.35 μM. The relative levels of the samples did not appreciably change after 3 freeze-thaw cycles (coefficient of variation, 5.6% and 4.7%, respectively). No significant association between L-carnitine levels and prevalent CVD was found, with adjustment for covariates (odds ratio, 1.57; 95% confidence interval, 0.58-4.26; P trend = 0.65), for highest vs lowest quintile group. TMAO levels showed a significant, graded association with prevalent CVD (odds ratio, 3.17; 95% confidence interval, 1.05-9.51; P trend = 0.02). After further adjustment for diabetes status, meat, fish, and cholesterol intake, the association remained significant. No significant association between carotid intimal medial thickness and L-carnitine (P = 0.64) or TMAO (P = 0.18) was found.

      Conclusions

      Serum TMAO and L-carnitine analysis on stored samples is reliable. Our findings support an association between TMAO with prevalent CVD in a multiethnic population. This finding requires replication in larger studies in which dietary intake and stored serum samples exist.

      Résumé

      Introduction

      La formation d’oxyde de triméthylamine (OTMA) dépendant de la microflore, qui résulte d’un apport d’aliments riches en choline et L-carnitine, semble prometteur pour la prédiction du risque de maladies cardiovasculaires (MCV), mais ces associations n'ont pas été examinées dans des populations ayant des origines ethniques diverses. Dans une étude basée sur une population multiethnique d’adultes au Canada, nous avons évalué la stabilité de l’OTMA et la L-carnitine dans des échantillons sériques stockés et leur association avec l’épaisseur de l'intima-média, les facteurs de risque les plus courants et les événements cliniques.

      Méthodes

      Dans une étude transversale avec un échantillonnage aléatoire de 1 286 Canadiens, des échantillons de sérum à jeun ont été collectés et stockés. Pour 292 individus consécutifs (99 cas de MCV et 193 sujets témoins non appariés), les concentrations de L-carnitine et d’OTMA ont été évaluées selon des approches analytiques validées.

      Résultats

      Le niveau moyen (± DS) d’OTMA était de 1,998 ± 3,13 uM et de L-carnitine était de 42,29 ± 11,35 uM. Les niveaux relatifs des échantillons n'ont pas changé de façon appréciable après trois cycles de congélation-décongélation (coefficient de variation, 5,6 % et 4,7 %, respectivement). Aucune association significative entre les niveaux de L-carnitine et la prévalence des MCV n’a été trouvé, avec un ajustement des covariables (ratio d'incidence approché, 1,57; intervalle de confiance à 95 %, 0,58 à 4,26; tendance du P = 0,65), pour le quintile le plus haut vs le plus bas. Les niveaux d’OTMA ont montré une association significative et graduée avec la prévalence de MCV (ratio d'incidence approché, 3,17; intervalle de confiance à 95 %, 1,05 à 9,51; tendance du P = 0,02). Après un ajustement supplémentaire pour le statut du diabète, de l’apport en viande, en poisson et en cholestérol, l'association est restée significative. Aucune association significative n’a été trouvée entre l’épaisseur de l’intima-média et la L-carnitine (P = 0,64) ou l’OTMA (P = 0,18) .

      Conclusions

      L’analyse du sérum de l’OTMA et de la L-carnitine sur des échantillons stockés est fiable. Nos résultats confirment une association entre l'OTMA et la prévalence de MCV dans une population multiethnique. Ce constat nécessite d’être répliqué dans des études plus vastes intégrant l’apport alimentaire et des échantillons stockés de sérum.
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