Treoniinin tarve aikuisilla miehillä, joilla on Crohnin tauti, käyttämällä IAAO:ta

TAUSTA Nykyiset ravinnon vertailusaannin (DRI) suositukset välttämättömien aminohappotarpeiden osalta perustuvat suosituksiin nuorille terveille aikuisille, eikä niitä ole määritetty suoraan Crohnin tautia sairastaville potilaille. Proteiini ja aminohapot ovat ruokavaliomme avainkomponentteja. Määritettyään välttämättömän aminohapon, treoniinin, tarpeen terveillä aikuisilla IAAO:n avulla, tutkijat ovat nyt ihanteellisessa asemassa määrittämään tarpeet haavoittuville väestöryhmille, kuten potilaille, joilla on krooninen tulehdussairaus, kuten Crohnin tauti (CD).

Eläintutkimukset viittaavat treoniinin tarpeen lisääntymiseen Crohnin ja koliittimalleissa. Jos tämä pätee myös ihmisiin, tieto IBD-potilaiden treoniinin tarpeesta voisi tarjota arvokasta tietoa tämän potilaspopulaation lääketieteellisen ravitsemushallinnan parantamiseksi. Parannettu lääketieteellinen ravitsemushoito voisi todennäköisesti lyhentää toipumisaikaa ja/tai pidentää remissioaikaa potilailla, joilla on IBD.

Menetelmä:

Indikaattori Aminohappohapetus

Hypoteesi:

Oletuksena on, että CD-potilaiden treoniinin tarve on suurempi kuin aiemmin IAAO-menetelmällä nuorilla aikuisilla määritetty treoniinin tarve (19 mg/kg/d).

Tavoitteet:

1. Treoniinin tarpeen määrittäminen CD-potilailla IAAO-tekniikalla; mittaamalla L-[1-13 C] fenyylialaniinin hapettumista 13 CO 2:ksi [F 13 CO 2] vasteena leusiinin porrastetulle saannille.
2. Vertaamaan ruumiinpainon ja rasvattoman massan perusteella tästä tutkimuksesta johdettua tarvetta nuorten aikuisten aiemmin IAAO-menetelmällä määritettyyn treoniinitarpeeseen.

Aiheet:

Jopa 10 kliinisesti vakaata CD-potilasta rekrytoidaan Toronton Mt. Sinai Hospitalin IBD-klinikalta, jotka tohtori Mark Silverberg tunnistaa tätä tutkimusta varten ja joita seurataan myöhemmin sairaalan Clinical Research Centerissä (CRC). sairaille lapsille (SickKids), Toronto, Kanada. Ennen tutkimuksen alkamista osallistujien on vierailtava CRC:ssä (Room 5500 Hill Wing, The Hospital for Sick Children) arvioidakseen tutkimusta edeltävää pituutta, painoa, rasvamassaa, rasvatonta massaa, lepoaineenvaihduntaa ja terveydentilaa. historia. Näiden arvioiden suorittaminen kestää noin 3 tuntia. Heidän on oltava paastonnut 10 tuntia ennen esitutkimusta. Tarvitsemme tutkimusta edeltävän arvion laskeaksemme heidän ruokavaliotarpeensa tutkimuksessa ja arvioidaksemme terveydentilaa.

Suostumuslomakkeen allekirjoittamisen jälkeen koehenkilöt suorittavat seulontatoimenpiteet (pituus, paino, paastoverinäyte ja sairaushistoriakysely, BIA, ihopoimu ja kalorimetria).

• Vapaaehtoiset saavat rahallista korvausta tutkimukseen osallistumisesta aiheutuneista kustannuksista.
• SickKidsin tutkimuseettinen lautakunta hyväksyy kaikki tutkimuksen menettelyt.

Kokeellinen suunnittelu:

Kokeellinen suunnittelu perustuu minimaalisesti invasiiviseen IAAO-malliin hengityksen ja virtsan keräämiseksi veren sijaan tutkimuspäivän aikana. CD-potilaiden treoniinitarpeen määrittämiseksi tehdään yhteensä enintään 50 IAAO-tutkimusta. Rekrytoidaan enintään 10 CD-potilasta. Kutakin kohdetta tutkitaan vähintään 2 treoniinin saantitasolla ja enintään 5 eri treoniinin saantitasolla. Jokainen saantitaso jaetaan satunnaisesti koehenkilöille.

Tutkimusta edeltävässä arvioinnissa koehenkilön lepoenergian kulutusta (REE) mitataan jatkuvalla, avoimen piirin epäsuoralla kalorimetrialla ja kehon koostumus mitataan ihopoimun paksuudella ja biosähköisellä impedanssianalyysillä (BIA). Koehenkilöt punnitaan myös tutkimusta edeltävässä arvioinnissa ja jokaisen IAAO-tutkimuspäivän alussa, jotta varmistetaan tarkka ruokavalion ja isotooppimääräys ja varmistetaan painon pysyminen koko tutkimuksen ajan.

Jokainen tutkimus koostuu 2 päivän sopeutumisjaksosta määrättyyn ruokavalioon koehenkilön energiatarpeen mukaisesti ja 1 tutkimuspäivästä. Ruokavalio tarjoaa riittävän määrän proteiinia, 1 g proteiinia∙kg-1∙d-1. Kahden päivän sopeutumisjakson tarkoituksena on antaa keholle mahdollisuus sopeutua riittävään määrään proteiinia, koska on osoitettu, että proteiinikinetiikka muuttuu ilman sitä. Kahden sopeutumispäivän jälkeen on tutkimuspäivä, jolloin treoniinin saanti määrätään satunnaisesti ja fenyylialaniinin (Phe) kinetiikka mitataan käyttämällä L-[1-13C]Phe:tä. Tänä päivänä VCO2 mitataan kalorimetrialla välittömästi viidennen aterian jälkeen 20 minuutin ajan.

Ruokavalio ja kokeellinen ruokavalio:

3 päivän protokolla

• Päivinä 1 ja 2 koehenkilö noudattaa sopeutumisruokavaliota ja 3. päivänä osallistuu 8 tunnin testijaksoon. Jokaisen kolmen päivän protokollan välillä on vähintään yksi viikko (wash-out-jakso).
• Ruokavalio 2 päivän sopeutumisjakson aikana ennen 3. päivän IAAO-tutkimusta tarjotaan laktoosittomina maitopirtelöinä (Scandishake), joihin on lisätty hiilihydraattia (SolCarb) ja proteiinia (beneproteiinia) koehenkilöiden tarpeiden täyttämiseksi. Proteiinia saadaan skandishakesta maitoproteiinina (kaseiini ja hera) ja saadaan 1g.kg-1.day-1 proteiinin saanti. Kokonaiskalorit ilmoitetaan lepoenergian kulutuksen (REE) mittana epäsuoralla kalorimetrialla ja kerrotaan luvulla 1,7. Sopeutumispäivinä ruokavalio toteutetaan neljänä isonityppipitoisena, isokalorisena ateriana jaettuna tasaisesti koko päivälle.
• Tutkimuspäivänä (jokaisen 3 päivän jakson 3. päivä) ruokavaliota tarjotaan 8 tunnin välein isokalorisena, isonityppipitoisena ateriana, joka koostuu maustetusta nestemäisestä koostumuksesta ja proteiinittomista keksistä, jotka on kehitetty käytettäväksi aminohappokineettisiin tutkimuksiin. Jokainen ateria edustaa 1/12:ta tutkittavan päivittäisestä kokonaistarpeesta. Ruokavalion typpi- (proteiini-) pitoisuus tarjotaan kiteisenä aminohapposeoksena, joka perustuu munaproteiinin aminohappokoostumukseen. Opintopäivän energiansaannin määrä on REE x 1,5.
• Tyrosiinia annetaan ylimäärä 40 mg/kg/päivä
• Fenyylialaniinia tarjotaan vakiona 20 mg/kg/vrk.
• Treoniinia annetaan asteittain välillä 3-45 mg/kg/d, ja alaniinitasoja säädetään tasapainottamaan muuttuvia leusiinipitoisuuksia ja varmistamaan, että kaavat ovat isonityppejä.
• Opintojakson aikana tarjotaan päivittäinen monivitamiinilisä.
• Sopeutumispäivinä ei nautita muita ruokia tai juomia paitsi vettä, 1 kuppi kirkasta teetä tai 1 kuppi kirkasta kahvia.
• 8 tunnin tutkimuspäivän aikana ei nautita muuta ruokaa tai juomaa kuin vettä.

Opiskelupäivä

• Tutkimuspäivän ruokavalio jaetaan 8 isonityppipitoiseen, isokaloriseen ateriaan, joista kukin vastaa kahdestoistaosaa tutkittavan päivittäisestä kokonaistarpeesta.
• Jokaisen opintopäivän aamuna tutkittava syö 4 tunnin ateriaa kotona ja vierailee sitten tutkimuslaboratoriossa. Koehenkilö alkaa sitten syödä loput 4 kahdeksasta isokalorisesta ateriasta tunnin välein.
• Jopa 5 ravinnon treoniinin saantitasoa testataan satunnaisessa järjestyksessä, kuten kohdassa "kokeellinen suunnittelu" mainitaan.
• 1-13C fenyylialaniinia annetaan merkkiaineena viidennellä aterialla ja sitä jatketaan muiden aterioiden yhteydessä.

Kehon koostumuksen mittaukset

• Kehon koostumus määritetään biosähköisellä impedanssianalyysillä (BIA ja useiden ihopoimujen paksuusmittaukset tutkimuksen alussa tutkimusta edeltävän arvioinnin aikana). Neljä ihopoimupaksuutta (triceps, hauislihas, olkapää ja suprailiac) mitataan arvioiden saamiseksi rasvamassasta. BIA suoritetaan käyttämällä kiinteätaajuista analysaattoria (50 kHz; BIA-malli 101A: RJL Systems). Aiemmin kuvattuja yhtälöitä käytetään FFM:n laskemiseen.

Isotooppi-infuusioprotokolla:

• Isotooppina käytetään 1-13C fenyylialaniinia. Suun kautta annettava esiannos 0,66 mg/kg annetaan viidennen aterian yhteydessä, ja tuntikohtainen oraalinen annos 1,2 mg/kg/d alkaa samanaikaisesti ja jatkuu 3 tuntia aterioiden 6, 7 ja 8 kanssa. Yhteensä 4 isotooppiannosta annetaan varmistaakseen, että hengityksen tausta 13CO2 saavuttaa tasapainon
• Samaan aikaan kun L-[13C]phe:n aloitusannos annetaan, annetaan myös oraalinen esiannos 0,176 mg/kg bikarbonaattia (NaH13CO3)
• Tutkimuspäivänä isotooppina annettu fenyylialaniinin määrä vähennetään ravinnon fenyylialaniinista, jotta kokonaisruokavalion saanti pysyy arvossa 20 mg Phe/kg/d.
• Tyrosiinin saanti pidetään 40 mg∙kg-1∙d-1 tyrosiinin ylimäärän varmistamiseksi
• Hengitys- ja virtsanäytteitä kerätään säännöllisesti ennen merkkiaineiden nauttimista ja sen jälkeen

Esimerkkikokoelma:

• Virtsa- ja hengitysnäytteet kerätään lähtötilanteessa ja isotooppipitoisuuden vakaassa tilassa.
• Hengitysnäytteet otetaan samanaikaisesti virtsanäytteiden kanssa.
• Viisi lähtötilanteen hengitysnäytettä kerätään 60, 45, 30, 15 minuuttia ja juuri ennen merkkiprotokollan alkamista.
• Kolme perusvirtsanäytettä kerätään 60, 30 minuuttia ja juuri ennen merkkiprotokollan alkamista.
• Neljä tasanneilmanäytettä kerätään 15 minuutin välein 2,5 tunnin kuluttua jäljitysprotokollan alkamisesta.
• Kolme tasanneilmanäytettä kerätään 30 minuutin välein 2,5 tunnin kuluttua merkkiprotokollan alkamisesta
• Hengitysnäytteet otetaan koehenkilöiden hengittäessä Exetainerin muoviputkeen ja näytteet säilytetään esityhjennetyissä lasiputkissa huoneenlämmössä analyysiin asti.
• Virtsanäytteet kerätään Eppendorf-putkiin ja niitä säilytetään -20 ºC:ssa, kunnes niistä analysoidaan 1-13 C fenyylialaniinirikastus.
• CO2-tuotannon nopeus (VCO2) mitataan jokaisena testipäivänä käyttämällä tuuletettua epäsuoraa kalorimetriä aterialla 5 13CO2:n erittymisen kvantifioimiseksi hengitettynä.

Näytteen analyysi.

• Hengitys: vanhentunut 13 CO2-rikastus mitataan jatkuvan virtauksen isotooppisuhteen massaspektrometrillä (IRMS).
• Virtsan 1-13C-fenyylialaniinirikastus analysoidaan kaasukromatografialla tandem-massaspektrometrialla (LC-MS-MS).

Isotooppisen kineetiikan estimointi Koko kehon fenyylialaniinivirta lasketaan aiemmin kuvatulla tavalla Matthewsin et ai. stokastisen mallin mukaisesti. Isotooppinen vakaa tila merkkiaineen rikastamisessa lähtötilanteessa ja tasannessa esitetään muuttumattomina L-[1-13C]fenyylialaniinin arvoina virtsassa ja 13CO2:n hengityksessä.

Fenyylialaniinin virtaus (umol/kg/h) lasketaan oraalisesti annetun 13C-fenyylialaniinin laimennuksesta aineenvaihduntapooliin (tasapainotilassa) käyttämällä virtsan 13C-fenyylialaniinin rikastamista. 13CO2:n ilmestymisnopeus hengitykseen (F13CO2 umol/kg/h) nautitun 13C-fenyylialaniinin hapettumisen jälkeen lasketaan Matthewsin et al.:n mallin mukaisesti käyttämällä kerrointa 0,82 ottamaan huomioon hengitykseen pidättyneen hiilidioksidin määrä. kehon bikarbonaattiallas. Fenyylialaniinin hapettumisnopeus (umol/kg/h) lasketaan F13CO2:sta ja virtsan 13C-fenyylialaniinin rikastamisesta.

Tilastollinen analyysi

Parillisen t-testin avulla testataan: erot FFM:ssä ja kehon rasvaprosentissa; erot kahdessa kehonrakennemenetelmässä, BIA:ssa ja ihopoimussa. ANOVAa käytetään kehon koostumuksen eri arvioiden (rasva ja FFM) erojen testaamiseen, ja korrelaatioanalyysiä käytetään assosiaatioiden testaamiseen.

Treoniinin saanti satunnaistetaan täysin koehenkilöiden sisällä, ja treoniinin saanti on tärkein hoitovaikutus. Treoniinin vaikutusta fenyylialaniinivirtaukseen, hapettumiseen ja F13CO2:een testataan käyttämällä lineaarista sekamallia, jossa kohde on satunnaismuuttuja (PROC MIXED) SAS:n avulla. Yksittäisten vuotojen välisiä eroja verrataan ANOVA:lla ja post hoc -analyysillä käyttäen Bonferronin monivertailutestiä.

Treoniinin tarve määritetään käyttämällä kaksivaiheista lineaarista regressioristikytkentäanalyysiä murtopisteen (EAR) määrittämiseksi ja sen jälkeen 95 % CI:n laskemiseksi. Keskimääräinen treoniinitarve arvioidaan soveltamalla epälineaarista sekavaikutelmamallia (PROC NLMIXED; SAS Institute) hapettumis- ja F13CO2-tietoihin. Kohteiden sisällä tehtyjä havaintoja pidetään tilastollisesti riippuvaisina.