Requerimiento de treonina en hombres adultos con enfermedad de Crohn usando IAAO

ANTECEDENTES Las recomendaciones actuales de ingesta dietética de referencia (DRI) para los requisitos de aminoácidos esenciales se basan en recomendaciones para adultos jóvenes sanos y no se han determinado directamente en pacientes con enfermedad de Crohn. Las proteínas y los aminoácidos son componentes clave de nuestra dieta. Habiendo definido el requerimiento del aminoácido esencial Treonina en adultos sanos utilizando la IAAO, los investigadores ahora están en una posición ideal para definir las necesidades en poblaciones vulnerables, como pacientes con afecciones inflamatorias crónicas, como la enfermedad de Crohn (EC).

Los estudios en animales sugieren un aumento en el requerimiento de treonina en modelos de colitis y de Crohn. Si esto también es cierto en humanos, el conocimiento del requerimiento de treonina en pacientes con EII podría proporcionar información valiosa para mejorar el manejo nutricional médico de esta población de pacientes. Una mejor terapia de nutrición médica probablemente podría acortar el tiempo de recuperación y/o aumentar el período de remisión en pacientes con EII.

Método:

Oxidación de aminoácidos indicadores

Hipótesis:

Se supone que el requerimiento de treonina en pacientes con EC será mayor que el requerimiento de treonina previamente determinado en adultos jóvenes usando el método IAAO (19 mg/kg/d).

Objetivos:

1. Determinar el requerimiento de treonina en pacientes con EC mediante la técnica IAAO; midiendo la oxidación de L-[1-13 C] fenilalanina a 13 CO 2 [F 13 CO 2] en respuesta a ingestas graduadas de leucina.
2. Comparar, en función del peso corporal y la masa magra, el requerimiento derivado de este estudio con el requerimiento de treonina determinado previamente en adultos jóvenes por el método IAAO.

Asignaturas:

Se reclutarán hasta 10 pacientes clínicamente estables con EC de la Clínica de EII en el Hospital Mt. Sinai, Toronto, quienes serán identificados por el Dr. Mark Silverberg para este estudio y posteriormente serán objeto de seguimiento en el Centro de Investigación Clínica (CRC) del Hospital para niños enfermos (SickKids), Toronto, Canadá. Antes de que comience el estudio, los participantes deberán visitar el CRC (Room 5500 Hill Wing, The Hospital for Sick Children) para una evaluación previa al estudio de su altura, peso, masa grasa, masa libre de grasa, tasa metabólica en reposo y estado médico. historia. Estas evaluaciones tardarán aproximadamente 3 horas en completarse. Deberán haber estado en ayunas durante 10 horas antes de la evaluación previa al estudio. Necesitamos la evaluación previa al estudio para calcular sus requisitos dietéticos para el estudio y para evaluar el estado de salud.

Después de firmar el formulario de consentimiento, los sujetos completarán los procedimientos de selección (altura, peso, muestra de sangre en ayunas y cuestionario de historial médico, BIA, pliegue cutáneo y calorimetría).

• Los voluntarios recibirán una compensación económica por los gastos incurridos durante su participación en el estudio.
• Todos los procedimientos del estudio serán aprobados por el Consejo de ética de la investigación de SickKids.

Diseño experimental:

El diseño experimental se basará en el modelo mínimamente invasivo de la IAAO para recolectar aliento y orina, en lugar de sangre durante el día del estudio. Se realizarán un máximo de 50 estudios IAAO para determinar el requerimiento de treonina en pacientes con EC. Se reclutarán hasta 10 pacientes varones con EC. Cada sujeto será estudiado para al menos 2 niveles de ingesta y hasta un máximo de 5 niveles de ingesta diferentes de treonina. Cada nivel de admisión se asignará aleatoriamente a los sujetos.

En la evaluación previa al estudio, el gasto de energía en reposo (REE) del sujeto se medirá mediante calorimetría indirecta continua de circuito abierto, y la composición corporal se medirá mediante el grosor de los pliegues cutáneos y el análisis de impedancia bioeléctrica (BIA). Los sujetos también se pesarán en la evaluación previa al estudio y al comienzo de cada día de estudio de la IAAO para garantizar una prescripción precisa de dietas e isótopos, y para confirmar el mantenimiento del peso durante todo el estudio.

Cada estudio constará de un período de adaptación de 2 días a una dieta prescrita de acuerdo con el requerimiento energético del sujeto y 1 día de estudio. La dieta proporcionará una cantidad adecuada de proteína, de 1 g de proteína∙kg-1∙d-1. El período de adaptación de 2 días es para permitir que el cuerpo se adapte a una cantidad adecuada de proteína, ya que se ha demostrado que la cinética de la proteína se altera sin ella. Después de los 2 días de adaptación, llega el día del estudio en el que se asignará aleatoriamente la ingesta de treonina y se medirá la cinética de la fenilalanina (Phe) con el uso de L-[1-13C]Phe. En este día, el VCO2 se medirá por calorimetría inmediatamente después de la 5ª comida durante un período de 20 minutos.

Ingesta Dietética y Dieta Experimental:

protocolo de 3 días

• Los días 1 y 2, el sujeto consumirá una dieta de adaptación y el tercer día participará en un período de prueba de 8 horas. Cada protocolo de 3 días estará separado por al menos una semana (período de lavado).
• Las ingestas dietéticas durante el período de adaptación de 2 días antes del estudio IAAO del día 3 se proporcionarán en forma de batidos de leche sin lactosa (Scandishake) con carbohidratos (SolCarb) y proteína (beneproteína) agregados para cumplir con los requisitos de los sujetos. La proteína la aportará el scandishake como proteína de leche (caseína y suero) y aportando 1g.kg-1.día-1 ingesta de proteínas Las calorías totales se proporcionarán como gasto energético en reposo (REE) medido por calorimetría indirecta y multiplicado por 1,7. En los días de adaptación, la dieta se realizará en cuatro comidas isonitrogénicas e isocalóricas repartidas de manera uniforme a lo largo del día.
• El día del estudio (tercer día de cada período de 3 días), la dieta se proporcionará en forma de comidas isonitrogenadas isocalóricas de 8 horas compuestas de una fórmula líquida saborizada y galletas sin proteínas desarrolladas para su uso en estudios cinéticos de aminoácidos. Cada comida representará 1/12 de los requerimientos diarios totales del sujeto. El contenido de nitrógeno (proteína) de la dieta se proporcionará en forma de una mezcla cristalina de aminoácidos basada en la composición de aminoácidos de la proteína del huevo. La ingesta energética el día del estudio se proporcionará como REE x 1,5.
• Se suministrará tirosina en exceso a 40 mg/kg/día
• La fenilalanina se proporcionará a una ingesta constante de 20 mg/kg/d.
• La treonina se proporcionará en ingestas graduadas que oscilarán entre 3 y 45 mg/kg/d y los niveles de alanina se ajustarán para equilibrar los niveles cambiantes de leucina y garantizar que las fórmulas sean isonitrogénicas.
• Se proporcionará un suplemento multivitamínico diario durante el período de estudio.
• No se consumirán otros alimentos o bebidas en los días de adaptación, excepto agua, 1 taza de té claro o 1 taza de café claro.
• Durante el día de estudio de 8 horas, no se consumirá ningún otro alimento o bebida excepto agua.

Día de estudio

• La dieta del día de estudio se dividirá en 8 comidas isonitrogenadas e isocalóricas, cada una de las cuales representará una doceava parte de los requerimientos diarios totales del sujeto.
• En la mañana de cada día de estudio, el sujeto consumirá 4 de las comidas por hora en casa y luego visitará el laboratorio de investigación. Luego, el sujeto comenzará a consumir las 4 comidas isocalóricas restantes de las 8 en intervalos de una hora.
• Se probarán hasta 5 niveles de ingesta dietética de treonina en orden aleatorio, como se menciona en "diseño experimental".
• Se administrará fenilalanina 1-13C como marcador en la quinta comida y se seguirá administrando con las comidas restantes.

Medidas de composición corporal

• La composición corporal se determinará mediante un análisis de impedancia bioeléctrica (BIA) y múltiples mediciones del grosor de los pliegues de la piel al comienzo del estudio durante la evaluación previa al estudio. Se medirán cuatro pliegues cutáneos (tríceps, bíceps, subescapular y suprailíaco) para obtener estimaciones de la masa grasa. El BIA se realizará utilizando un analizador de frecuencia fija (50 kHz; BIA modelo 101A: RJL Systems). Las ecuaciones descritas anteriormente se utilizarán para calcular FFM.

Protocolo de infusión de isótopos:

• Como isótopo se utilizará fenilalanina 1-13C. Se administrará una dosis de preparación oral de 0,66 mg/kg con la quinta comida, y una dosis oral por hora de 1,2 mg/kg/d comenzará simultáneamente y continuará durante 3 horas con las comidas 6, 7 y 8. Se administra un total de 4 dosis isotópicas para garantizar que el 13CO2 de fondo en el aliento alcance el equilibrio
• Al mismo tiempo que se administra la dosis de cebado de L-[13C]phe, se administrará también una dosis de cebado oral de 0,176 mg/kg de bicarbonato (NaH13CO3)
• La cantidad de fenilalanina administrada como isótopo el día del estudio se restará de la fenilalanina dietética para mantener la ingesta dietética total en 20 mg Phe/kg/día.
• La ingesta de tirosina se mantendrá en 40 mg∙kg-1∙d-1 para asegurar un exceso de tirosina
• Las muestras de aliento y orina se recolectan periódicamente antes y después de consumir los trazadores.

Coleccion de muestra:

• Las muestras de orina y aliento se recogerán al inicio y en el estado estacionario isotópico.
• Las muestras de aliento se recolectarán simultáneamente con las muestras de orina.
• Se recolectarán cinco muestras de aliento de referencia 60, 45, 30, 15 min y justo antes de que comience el protocolo de trazador.
• Se recolectarán tres muestras de orina de referencia 60, 30 min y justo antes de que comience el protocolo de trazador.
• Se recogerán cuatro muestras de aliento meseta cada 15 minutos 2,5 h después de que comience el protocolo de trazador.
• Se recolectarán tres muestras de aliento de meseta cada 30 minutos 2,5 h después de que comience el protocolo de trazador
• Las muestras de aliento se recolectarán con los sujetos respirando en un tubo de plástico Exetainers y las muestras se almacenarán en tubos de vidrio previamente evacuados a temperatura ambiente hasta el análisis.
• Las muestras de orina se recogerán en tubos Eppendorf y se almacenarán a -20 ºC hasta que se analicen para el enriquecimiento de fenilalanina 1-13C.
• La tasa de producción de CO2 (VCO2) se medirá en cada día de prueba utilizando un calorímetro indirecto de campana ventilada en la comida 5 para cuantificar la excreción de 13CO2 en el aliento.

Análisis de muestras.

• Aliento: el enriquecimiento de 13 CO2 espirado se medirá mediante un espectrómetro de masas de relación isotópica de flujo continuo (IRMS).
• El enriquecimiento urinario de fenilalanina 1-13C se analizará mediante cromatografía de gases espectrometría de masas en tándem (LC-MS-MS).

Estimación de la cinética isotópica El flujo de fenilalanina de cuerpo entero se calculará como se ha descrito previamente de acuerdo con el modelo estocástico de Matthews et al. El estado estacionario isotópico en el enriquecimiento del trazador al inicio y en la meseta se representará como los valores invariables de L-[1-13C]fenilalanina en la orina y 13CO2 en el aliento.

El flujo de fenilalanina (umol/kg/h) se calculará a partir de la dilución de 13C-fenilalanina administrada por vía oral en el conjunto metabólico (en estado estacionario) mediante el enriquecimiento de 13C-fenilalanina en la orina. La tasa de aparición de 13CO2 en el aliento (F13CO2 umol/kg/h) después de la oxidación de la 13C-fenilalanina ingerida se calculará según el modelo de Matthews et al., usando un factor de 0,82 para tener en cuenta el dióxido de carbono retenido en la piscina de bicarbonato del cuerpo. La tasa de oxidación de fenilalanina (umol/kg/h) se calculará a partir de F13CO2 y el enriquecimiento urinario de 13C-fenilalanina.

Análisis estadístico

Se utilizará una prueba t pareada para evaluar: diferencias en FFM y porcentaje de grasa corporal; diferencias en los dos métodos de composición corporal de BIA y pliegue cutáneo. Se usará ANOVA para probar las diferencias entre las diversas estimaciones de la composición corporal (grasa y FFM), y se realizará un análisis de correlación para probar las asociaciones.

La ingesta de treonina será completamente aleatoria dentro de los sujetos, y la cantidad de ingesta de treonina servirá como efecto principal del tratamiento. El efecto de la treonina sobre el flujo de fenilalanina, la oxidación y el F13CO2 se probará mediante un modelo lineal mixto con sujeto como variable aleatoria (PROC MIXED) mediante SAS. Las diferencias entre los flujos individuales se compararán mediante ANOVA, con análisis post hoc utilizando la prueba de comparaciones múltiples de Bonferroni.

El requerimiento de treonina se determinará aplicando un análisis cruzado de regresión lineal bifásica para determinar el punto de corte (EAR) y posteriormente calcular el IC del 95%. El requerimiento medio de treonina se estimará aplicando un modelo no lineal de efectos mixtos (PROC NLMIXED; SAS Institute) a los datos de oxidación y F13CO2. Las observaciones dentro de los sujetos se considerarán estadísticamente dependientes.