Análisis Metabólico en la Deficiencia de Aminoácidos de Azufre Humano

La ingesta variada de alimentos, las enfermedades y las diferencias genéticas dan como resultado interacciones complejas entre la dieta y la salud. En principio, los análisis metabólicos ricos en información combinados con herramientas bioinformáticas proporcionan un enfoque para explorar estas interacciones. Este proyecto es un estudio de viabilidad del uso de 1H-NMR de alta resolución para estudiar las perturbaciones metabólicas inducidas por la deficiencia de aminoácidos azufrados (SAA). En cultivo celular, la deficiencia de aminoácidos de azufre (SAA) da como resultado una oxidación sustancial del estado redox del glutatión (GSH). Debido a que la redox de GSH afecta los mecanismos homeostáticos centrales y de defensa celular, los cambios redox in vivo debido a la deficiencia de SAA podrían inducir efectos fisiológicos complejos que no son fácilmente predecibles mediante análisis metabólicos más tradicionales. 1) probaremos la hipótesis de que la ingesta dietética deficiente de SAA en humanos da como resultado la oxidación de GSH/GSSG redox y 2) determinaremos si la 1H-NMR de sangre y orina detecta cambios metabólicos debido a la deficiencia de SAA. Los estudios se realizarán en 12 individuos sanos (6 hombres, 6 mujeres) en el Centro de Investigación Clínica General de Emory (GCRC) utilizando un diseño cruzado (lleno, deficiente, completo). Los estudios cinéticos y de equilibrio establecerán el curso temporal y la magnitud de los cambios en SAA y los metabolitos en sangre y orina en respuesta a la ingesta de SAA. Se medirá GSH/GSSG y cisteína/cistina redox en plasma para determinar si la variación en la ingesta de SAA afecta el estado redox de tiol-disulfuro en estado estacionario. Se utilizarán espectros de 1H-NMR de muestras de sangre y orina para determinar si se pueden detectar cambios metabólicos no relacionados con los metabolitos directos de SAA en asociación con la variación en la ingesta de SAA. Los resultados mostrarán si es probable que la variación en la ingesta de SAA afecte los riesgos para la salud asociados con el tiol-disulfuro redox y el estrés oxidativo. Además, debido a que el análisis de RMN de biofluidos se puede realizar con un alto rendimiento (p. ej., 300 muestras/día con una celda de flujo), los resultados mostrarán si este enfoque podría ser útil para la evaluación nutricional de los efectos metabólicos complejos de la ingesta de SAA.