Potřeba threoninu u dospělých mužů s Crohnovou chorobou pomocí IAAO

STAV TECHNIKY Současná doporučení dietního referenčního příjmu (DRI) pro požadavky na esenciální aminokyseliny jsou založena na doporučeních pro mladé zdravé dospělé a nebyla přímo stanovena u pacientů s Crohnovou chorobou. Bílkoviny a aminokyseliny jsou klíčovými složkami naší stravy. Po definování požadavku na esenciální aminokyselinu, threoninu u zdravých dospělých pomocí IAAO, jsou nyní výzkumníci v ideální pozici pro definování potřeb u zranitelné populace, jako jsou pacienti s chronickými zánětlivými stavy, jako je Crohnova choroba (CD).

Studie na zvířatech naznačují zvýšení potřeby threoninu u modelů Crohnovy choroby a kolitidy. Pokud to platí i u lidí, znalost potřeby threoninu u pacientů s IBD by mohla poskytnout cenné informace pro zlepšení lékařského nutričního managementu této populace pacientů. Zlepšená léčebná nutriční terapie by pravděpodobně mohla zkrátit dobu zotavení a/nebo prodloužit dobu remise u pacientů s IBD.

Metoda:

Indikátor Amino Acid Oxidation

Hypotéza:

Předpokládá se, že potřeba threoninu u pacientů s CD bude vyšší než potřeba threoninu dříve stanovená u mladých dospělých pomocí metody IAAO (19 mg/kg/den).

Cíle:

1. Stanovit potřebu threoninu u pacientů s CD pomocí techniky IAAO; měřením oxidace L-[1-13 C] fenylalaninu na 13 CO 2 [F 13 CO 2] v reakci na odstupňovaný příjem leucinu.
2. Porovnat na základě tělesné hmotnosti a hmotnosti bez tuku požadavek odvozený z této studie s požadavkem threoninu stanoveným dříve u mladých dospělých metodou IAAO.

Předměty:

Z kliniky IBD v nemocnici Mt. Sinai Hospital v Torontu bude přijato až 10 klinicky stabilních pacientů s CD, kteří budou pro tuto studii identifikováni Dr. Markem Silverbergem a následně sledováni v Centru klinického výzkumu (CRC), The Hospital. pro nemocné děti (SickKids), Toronto, Kanada. Před zahájením studie budou účastníci muset navštívit CRC (Room 5500 Hill Wing, Nemocnice pro nemocné děti), aby před zahájením studie zhodnotili svou výšku, hmotnost, tukovou hmotu, beztukovou hmotu, klidovou rychlost metabolismu a zdravotní stav. Dějiny. Dokončení těchto hodnocení bude trvat přibližně 3 hodiny. Před hodnocením před studiem budou muset být 10 hodin nalačno. Potřebujeme posouzení před zahájením studie k výpočtu jejich dietních požadavků pro studii a k ​​posouzení zdravotního stavu.

Po podepsání formuláře souhlasu subjekty vyplní screeningové postupy (výška, váha, odběr krve nalačno a dotazník anamnézy, BIA, kožní řasy a kalorimetrie).

• Dobrovolníci obdrží finanční kompenzaci za náklady vynaložené na účast ve studii.
• Všechny postupy ve studii budou schváleny Etickou radou pro výzkum v SickKids.

Experimentální design:

Experimentální design bude založen na minimálně invazivním modelu IAAO pro sběr dechu a moči místo krve během studijního dne. Pro stanovení potřeby threoninu u pacientů s CD bude provedeno celkem maximálně 50 studií IAAO. Bude přijato až 10 pacientů mužského pohlaví s CD. Každý subjekt bude studován pro minimálně 2 úrovně příjmu a maximálně pro 5 různých úrovní příjmu threoninu. Každá úroveň příjmu bude náhodně přidělena subjektům.

Při hodnocení před zahájením studie bude u subjektu měřen klidový energetický výdej (REE) kontinuální nepřímou kalorimetrií s otevřeným okruhem a složení těla bude měřeno tloušťkou kožní řasy a analýzou bioelektrické impedance (BIA). Subjekty budou také zváženy při hodnocení před studií a na začátku každého dne studie IAAO, aby se zajistilo přesné předepisování diet a izotopů a aby se potvrdilo udržení hmotnosti v průběhu studie.

Každá studie bude sestávat z 2denního adaptačního období na předepsanou dietu v souladu s energetickými požadavky subjektu a 1 dne studie. Dieta zajistí dostatečné množství bílkovin, 1 g bílkovin∙kg-1∙d-1. Dvoudenní adaptační období má umožnit tělu adaptovat se na adekvátní množství bílkovin, protože bylo prokázáno, že kinetika bílkovin se bez nich mění. Po 2 dnech adaptace je den studie, kdy bude náhodně přidělen příjem threoninu a bude měřena kinetika fenylalaninu (Phe) s použitím L-[1-13C]Phe. V tento den bude VCO2 měřeno kalorimetrií bezprostředně po 5. jídle po dobu 20 minut.

Dietní příjem a experimentální dieta:

3denní protokol

• 1. a 2. den bude subjekt konzumovat adaptační dietu a 3. den se zúčastní 8hodinového testovacího období. Každý 3denní protokol bude oddělen nejméně jedním týdnem (období vymytí).
• Dietní příjem během 2denního adaptačního období před 3. dnem studie IAAO bude zajištěn ve formě bezlaktózových mléčných koktejlů (Scandishake) s přidanými sacharidy (SolCarb) a bílkovinami (beneprotein), aby byly splněny požadavky subjektů. Protein bude poskytnut ze skandishake jako mléčný protein (kasein a syrovátka) a poskytne 1g.kg-1.den-1 příjem bílkovin. Celkové kalorie budou poskytnuty jako měření klidového energetického výdeje (REE) nepřímou kalorimetrií a vynásobené 1,7. V adaptační dny bude strava podávána jako čtyři izodusíkatá, izokalorická jídla rozložená rovnoměrně do celého dne.
• V den studie (3. den každého 3denního období) bude strava poskytována jako 8hodinová izokalorická, izodusíkatá jídla složená z ochuceného tekutého přípravku a sušenek bez proteinů vyvinutých pro použití ve studiích kinetiky aminokyselin. Každé jídlo bude představovat 1/12 celkových denních potřeb subjektu. Obsah dusíku (proteinu) ve stravě bude poskytován ve formě krystalické směsi aminokyselin na základě aminokyselinového složení vaječného proteinu. Energetický příjem ve studijní den bude uveden jako REE x 1,5.
• Tyrosin bude poskytován v přebytku 40 mg/kg/den
• Fenylalanin bude podáván při konstantním příjmu 20 mg/kg/den.
• Threonin bude poskytován v odstupňovaném příjmu v rozmezí od 3 do 45 mg/kg/den a hladiny alaninu budou upraveny tak, aby vyrovnaly měnící se hladiny leucinu a zajistily, že přípravky jsou izodusíkaté.
• Během období studie bude poskytován denní multivitaminový doplněk.
• V adaptační dny nebudou konzumovány žádné jiné potraviny ani nápoje kromě vody, 1 šálku čistého čaje nebo 1 šálku čisté kávy.
• Během 8hodinového studijního dne nebude konzumováno žádné jiné jídlo ani pití kromě vody.

Studijní den

• Strava dne studie bude rozdělena do 8 izodusíkových, izokalorických jídel, z nichž každé představuje jednu dvanáctinu celkových denních potřeb subjektu.
• Ráno každého studijního dne zkonzumuje subjekt 4 hodinová jídla doma a poté navštíví výzkumnou laboratoř. Subjekt poté začne konzumovat zbývající 4 z 8 izokalorických jídel v hodinových intervalech.
• Bude testováno až 5 úrovní příjmu threoninu v potravě v náhodném pořadí, jak je uvedeno v části "experimentální design".
• 1-13C fenylalanin bude podán jako indikátor v 5. jídle a bude nadále podáván se zbývajícími jídly.

Měření tělesného složení

• Složení těla bude určeno analýzou bioelektrické impedance (BIA a vícenásobným měřením tloušťky kožní řasy na začátku studie během hodnocení před studií). Pro získání odhadů tukové hmoty budou měřeny čtyři tloušťky kožní řasy (triceps, biceps, subskapulární a suprailiakální). BIA bude prováděna pomocí analyzátoru s pevnou frekvencí (50 kHz; BIA model 101A: RJL Systems). K výpočtu FFM budou použity rovnice popsané výše.

Protokol izotopové infuze:

• Jako izotop bude použit 1-13C fenylalanin. Perorální primární dávka 0,66 mg/kg bude podávána s pátým jídlem a hodinová perorální dávka 1,2 mg/kg/d začne současně a bude pokračovat po dobu 3 hodin s jídlem 6, 7 a 8. Podávají se celkem 4 izotopové dávky, aby se zajistilo, že pozadí 13CO2 v dechu dosáhne rovnováhy
• Současně s podáním primární dávky L-[13C]phe bude také podána perorální primární dávka 0,176 mg/kg hydrogenuhličitanu (NaH13CO3).
• Množství fenylalaninu podané jako izotop v den studie bude odečteno od dietního fenylalaninu, aby byl celkový dietní příjem zachován na 20 mg Phe/kg/d.
• Příjem tyrosinu bude udržován na 40 mg∙kg-1∙d-1, aby byl zajištěn nadbytek tyrosinu
• Vzorky dechu a moči se odebírají pravidelně před a po konzumaci indikátorů

Kolekce vzorků:

• Vzorky moči a dechu budou odebírány na začátku a v izotopickém ustáleném stavu.
• Vzorky dechu budou odebírány současně se vzorky moči.
• Pět základních vzorků dechu bude odebráno 60, 45, 30, 15 minut a těsně před zahájením protokolu indikátoru.
• Tři základní vzorky moči budou odebrány 60, 30 minut a těsně před zahájením protokolu s indikátorem.
• Každých 15 minut 2,5 hodiny po zahájení protokolu traceru budou odebírány čtyři vzorky dechu s plató.
• Každých 30 minut 2,5 hodiny po zahájení protokolu traceru budou odebírány tři vzorky dechu z plató
• Vzorky dechu se odebírají subjektům dýchajícím do plastové zkumavky Exetainers a vzorky se až do analýzy skladují v předem evakuovaných skleněných zkumavkách při pokojové teplotě.
• Vzorky moči budou odebírány do zkumavek Eppendorf a skladovány při teplotě -20 °C, dokud nebudou analyzovány na obohacení fenylalaninu o 1-13C.
• Rychlost produkce CO2 (VCO2) bude měřena každý testovací den pomocí nepřímého kalorimetru s ventilovanou digestoří při jídle 5 pro kvantifikaci vylučování 13CO2 dechem.

Analýza vzorku.

• Dech: vydechl 13 Obohacení CO2 bude měřeno hmotnostním spektrometrem s poměrem izotopů s kontinuálním průtokem (IRMS).
• Obohacení 1-13C fenylalaninem v moči bude analyzováno tandemovou hmotnostní spektrometrií plynovou chromatografií (LC-MS-MS).

Odhad izotopové kinetiky Celotělový tok fenylalaninu bude vypočítán, jak bylo popsáno dříve, podle stochastického modelu Matthewse et al. Izotopový ustálený stav v obohacení traceru na počátku a plató bude reprezentován jako neměnné hodnoty L-[1-13C]fenylalaninu v moči a 13CO2 v dechu.

Tok fenylalaninu (umol/kg/h) bude vypočítán z ředění perorálně podaného 13C-fenylalaninu do metabolického poolu (v ustáleném stavu) pomocí obohacení 13C-fenylalaninu v moči. Rychlost výskytu 13CO2 v dechu (F13CO2 umol/kg/h) po oxidaci požitého 13C-fenylalaninu bude vypočítána podle modelu Matthewse et al., s použitím faktoru 0,82 pro započtení oxidu uhličitého zadrženého v tělesný bikarbonátový bazén. Rychlost oxidace fenylalaninu (umol/kg/h) bude vypočtena z F13CO2 a obohacení 13C-fenylalaninem v moči.

Statistická analýza

Párový t test bude použit k testování: rozdílů v FFM a procentu tělesného tuku; rozdíly ve dvou metodách složení těla BIA a kožní řasy. ANOVA bude použita k testování rozdílů mezi různými odhady tělesného složení (tuk a FFM) a bude provedena korelační analýza pro testování asociací

Příjem threoninu bude mezi subjekty zcela náhodný, přičemž množství příjmu treoninu bude sloužit jako hlavní účinek léčby. Účinek threoninu na tok fenylalaninu, oxidaci a F13CO2 bude testován pomocí smíšeného lineárního modelu se subjektem jako náhodnou proměnnou (PROC MIXED) pomocí SAS. Rozdíly mezi jednotlivými toky budou porovnány pomocí ANOVA s post hoc analýzou pomocí Bonferroniho testu vícenásobného srovnání.

Požadavek na threonin bude stanoven aplikací bifázické lineární regresní zkřížené analýzy za účelem stanovení bodu zlomu (EAR) a následného výpočtu 95% CI. Střední potřeba threoninu bude odhadnuta aplikací nelineárního modelu smíšených efektů (PROC NLMIXED; SAS Institute) na oxidační údaje a data F13CO2. Pozorování v rámci subjektů budou považována za statisticky závislá.