Un estudio fisiológico para determinar los requerimientos de treonina enteral en lactantes de 1 a 6 meses (INFORALTHR)

INTRODUCCIÓN

La treonina es un AA indispensable que debe provenir de fuentes dietéticas. Es fundamental en la producción de mucinas en el intestino (Law, Bertolo et al. 2007) y contribuye significativamente a la formación de colágeno, elastina y esmalte dental (Kramsch, Franzblau et al. 1971, Robinson, Lowe et al. 1975). La ingesta adecuada (IA) actual de treonina en lactantes propuesta por el Instituto de Medicina, Junta de Alimentos y Nutrición, en las Ingestas dietéticas de referencia (DRI) de macronutrientes de 2005 se basa en un enfoque factorial debido a la falta de datos empíricos concluyentes. Los estudios que conducen a la determinación de los requisitos de aminoácidos (AA) para lactantes utilizaron la técnica de análisis de nitrógeno y se realizaron hace más de 20 años (Snyderman, Norton et al. 1959). Los avances metodológicos han permitido determinar los requerimientos de AA en humanos con una técnica más precisa (Zello, Wykes et al. 1995). Sin embargo, no se han informado estudios sobre el requerimiento de treonina en lactantes (de 1 a 6 meses de edad) con el uso de los métodos de isótopos estables más nuevos.

Para determinar con precisión los requisitos de aminoácidos, es necesario proporcionar una variedad de ingestas de aminoácidos. Por razones éticas, los bebés no pueden ser alimentados con dietas muy bajas o altas en aminoácidos de prueba durante períodos prolongados. El método mínimamente invasivo de la IAAO, inicialmente desarrollado en adultos en nuestro laboratorio (Zello, Pencharz et al. 1993) y ahora utilizado internacionalmente (Huang, Hogewind-Schoonenboom et al. 2011) para determinar los requerimientos de aminoácidos, supera este problema. El método de la IAAO tarda menos de 24 horas en realizarse y se ha utilizado de forma segura en recién nacidos alimentados por vía parenteral, recién nacidos alimentados por vía enteral, niños y adultos.

Nuestro laboratorio determinó el requerimiento enteral de treonina en lechones (Bertolo, Chen et al. 1998) que fue de 0,42 g/kg/d. Podemos extrapolar a partir de estos datos y proponer que el requerimiento enteral para los recién nacidos sería de 84 mg/kg/d. En este estudio, determinaremos el requerimiento enteral para bebés de 1 a 6 meses de edad y pronosticaremos que dado que el crecimiento se ralentiza y el requerimiento de proteínas disminuye después del primer mes de vida, el requerimiento enteral de los bebés será similar al AI de DRI de 73 mg. /kg/día. Así, el objetivo de este estudio es determinar el requerimiento de Treonina enteral en lactantes de 1 a 6 meses de edad con el método IAAO.

SUJETOS Y MÉTODOS

Sujetos: se realizará un total de 18 estudios en los que los participantes se asignarán al azar a 1 de 18 ingestas de treonina de prueba. Los bebés entre las edades de 1 y 6 meses serán reclutados de la población posquirúrgica de pacientes hospitalizados del Hospital for Sick Children (SickKids), Toronto, Canadá. Los participantes pueden ser elegibles para participar en más de una ingesta de estudio después de la inscripción, por lo que se les asignará aleatoriamente una segunda ingesta de treonina. Todos los procedimientos del estudio y los formularios de consentimiento tendrán la aprobación del consejo de ética de la investigación de SickKids. Se obtendrá el permiso del cirujano tratante para inscribir a los bebés en el estudio y se obtendrá el consentimiento informado por escrito de uno o ambos padres/tutores. Se espera que el reclutamiento de pacientes comience en diciembre de 2015. El estudio está registrado en Clinicaltrials.gov. #NCT02364843.

Los bebés se incluirán en el estudio si tienen entre 1 y 6 meses de edad, nacieron entre las 32 y las 43 semanas de edad gestacional, están clínicamente estables según lo determinado por valores sanguíneos y signos vitales normales, y son pacientes hospitalizados que están ser alimentado a través de una sonda de alimentación nasogástrica (NG-), yeyunal (NJ- o J-) o gástrica (G-). Los bebés serán excluidos si reciben oxígeno suplementario, están ventilados mecánicamente, tienen anomalías endocrinas o genéticas que podrían influir en el metabolismo de proteínas y AA, o están recibiendo medicamentos que podrían influir en el metabolismo de proteínas y AA (p. terapia con corticosteroides).

Diseño experimental y dieta de estudio.

El diseño del estudio es el diseño mínimamente invasivo de la IAAO, que se basa en el concepto de que, debido a que los AA no se almacenan en el cuerpo, la ingesta de AA esenciales en la dieta en relación con su uso para la síntesis de proteínas determina si se oxidan o se incorporan a la proteína. Cuando se restringe la ingesta de un AA indispensable, los otros AA indispensables están en exceso y se oxidan porque no pueden incorporarse a la proteína como se describió anteriormente (Zello, Pencharz et al. 1993). Cada estudio se llevará a cabo durante un período de 18 a 24 horas después de la confirmación por parte del dietista clínico del bebé de que se ha administrado una ingesta enteral adecuada de energía proteica y no proteica de los alimentos del bebé durante las 24 a 48 horas anteriores al día del estudio. En el día del estudio (cuya duración será inferior a 24 horas; véase la Fig. 1), el bebé recibirá una fórmula hecha con una fórmula enteral libre de proteínas comercial (Pro-Phree) que proporciona una cantidad conocida de carbohidratos, grasas , minerales, oligoelementos y vitaminas apropiados para un lactante y al que se le añadirá una mezcla de AA. Los aminoácidos se agregarán en el patrón de la leche materna de la siguiente manera en mg·kg-1·d-1: Lys 207, Met 48, Leu 288, Ile 165, Val 165, Phe 126, Try 51, His 63, Tyr 156 , Arg 69, Pro 240, Cys 51, Gly 69, Ala 114, Ser 150, Asp 270, Glu 534 (OMS 2007). Cada bebé recibirá una ingesta diferente de Treonina por estudio y las 18 ingestas para los 18 bebés caerán en un continuo entre 15 y 130 mg·kg-1·d-1. Como se varía la ingesta de treonina, las fórmulas se mantendrán como isonitrogenadas variando las ingestas de alanina, que es un AA prescindible. La mezcla de aminoácidos se pasará por un filtro de 0,22 µ para garantizar que esté estéril y libre de patógenos. Este es un paso de seguridad adicional que no se realiza con fórmulas comerciales, pero se realizó con nuestras soluciones parenterales al estudiar los requisitos de treonina y lisina en lactantes alimentados por vía parenteral (Chapman 2009, 2010). La combinación de la mezcla de AA y la fórmula de Pro-Phree preparada comercialmente se realizará en la sala de fórmulas del hospital según las pautas del procedimiento operativo estándar (SOP, por sus siglas en inglés) para la preparación de fórmulas clínicas. Los bebés recibirán la fórmula del estudio a través de su sonda de alimentación, o una combinación de alimentación por sonda y alimentación oral, durante el período de estudio de 18 a 24 horas según lo ordene el dietista clínico.

Se utilizará un trazador de isótopos estables de grado de investigación, fabricado por Cambridge Isotope Laboratories (CIL), Maine, EE. UU., para medir la oxidación o la deposición de proteínas en respuesta a las distintas ingestas de treonina. El isótopo estable es un aminoácido L-[1-13C]fenilalanina, y se administra con los alimentos del lactante a una dosis de 15 µ·kg-1/h-1. Este isótopo estable se encuentra en todos los seres humanos como el 1 % del porcentaje total del aminoácido fenilalanina y el isótopo estable en sí se ha utilizado con éxito y sin daño cuando se administra por vía intravenosa a bebés en 4 estudios previos realizados en The Hospital for Sick Children, Toronto Canadá (Roberts 2001; Courtney Martin 2008; Chapman 2009, 2010).

Estamos utilizando un protocolo de estudio que brinda tiempo suficiente para que el bebé alcance un estado estable con el isótopo estable de 1-13Cfenilalanina por encima de los valores iniciales según lo determinado por nuestros estudios parenterales para bebés (Chapman 2009, 2010). Llevaremos a cabo los primeros dos estudios usando solo el isótopo estable de fenilalanina. Si en el análisis encontramos que no vemos una diferencia suficiente entre los niveles de referencia y de estado estacionario del isótopo estable 1-13Cfenilalanina, entonces introduciremos una dosis única de bicarbonato de sodio 13C (NaH13CO2) a 14 μmol kg- 1 administrado por sonda NG/G para permitirnos ver una diferenciación entre la 1-13Cfenilalanina que se produce naturalmente en el bebé y la cantidad que administramos con la fórmula. No creemos que necesitemos usar el isótopo de bicarbonato, pero lo hemos agregado a nuestro protocolo para su aprobación en caso de que su uso sea necesario. Lo utiliza de forma rutinaria un grupo de científicos en los Países Bajos que también estudian los requisitos de aminoácidos de los bebés y que no informaron ningún problema con su administración (Hogewind-Schoonenboom 2014)

Los trazadores de isótopos estables están etiquetados como "Solo para uso en investigación" y son aceptables para su uso en humanos de todas las edades, lo que será confirmado por la empresa fabricante de isótopos que proporcionará un Certificado de análisis con pruebas de pureza química, presencia, si la hay, de metales pesados ​​(en partes por millón) y análisis microbiológicos, incluidos los pirógenos. Ambos isótopos se prepararán en la Diet Kitchen del hospital en el momento de la preparación de la fórmula del estudio bajo las mismas pautas SOP que las dietas clínicas.

Recolección y análisis de muestras

Se recolectarán muestras de aliento y orina para determinar los cambios en la respuesta de los bebés a la dieta del estudio. Se recolectarán tres muestras de aliento y orina de referencia antes de la introducción de la dieta del estudio. Se recolectarán cuatro muestras de aliento y orina de meseta cada hora a partir de 12 a 18 horas después de la introducción de los trazadores marcados con isótopos estables de grado de investigación. Las muestras de aliento se recolectarán utilizando un carro analizador de dióxido de carbono que es similar en diseño y uso como un dispositivo de prueba clínica llamado calorímetro. Ambos dispositivos utilizan un sistema de campana ventilada bajo el cual los bebés duermen o descansan y se mide el VCO2. Cada muestra de aliento se recolectará durante un período de 10 minutos burbujeando el efluente del aliento en un condensador de reflujo y atrapando el aliento en un tubo de ensayo. Las muestras de aliento se medirán mediante un espectrómetro de masas de relación isotópica de flujo continuo. Las muestras de orina se recolectarán colocando bolas de algodón en los pañales del bebé y se analizarán en un espectrómetro de masas en tándem.

análisis estadístico

El efecto de la ingesta de treonina sobre el flujo de fenilalanina, la oxidación y F13CO2 se probará mediante el análisis de varianza con el procedimiento PROC GLM (SAS versión 9.4). Las estimaciones de la ingesta media de treonina se derivarán del análisis de punto de corte de los datos de la tasa de liberación de 13CO2 (F13CO2) con el uso de un modelo cruzado de regresión lineal de 2 fases. El punto de quiebre se calculará utilizando los modelos mixtos y el procedimiento de regresión de SAS sin que la pendiente de la línea sea significativamente diferente de cero. La significación estadística se establecerá en P< 0,05.

Las variables del análisis de regresión son treonina como variable independiente y F13CO2 y oxidación de fenilalanina como variables dependientes. La selección del mejor modelo estará determinada por factores relacionados con el ajuste (significación del modelo y r2) y estimaciones de variación sobre el modelo (CV y SE de la estimación). La Ingesta Dietética Recomendada de la población se estimará determinando los límites superiores de confianza del 95% de la estimación del punto de corte.