Treoninszükséglet Crohn-betegségben szenvedő felnőtt férfiaknál IAAO alkalmazásával

HÁTTÉR Az esszenciális aminosavszükségletre vonatkozó jelenlegi étrendi referenciabeviteli (DRI) ajánlások fiatal, egészséges felnőttekre vonatkozó ajánlásokon alapulnak, és nem határozták meg közvetlenül Crohn-betegségben szenvedő betegeknél. A fehérje és az aminosavak kulcsfontosságú összetevői étrendünknek. Miután meghatározták az esszenciális aminosav, a treonin szükségességét egészséges felnőtteknél az IAAO segítségével, a kutatók most ideális helyzetben vannak ahhoz, hogy meghatározzák a sérülékeny populációk szükségleteit, például krónikus gyulladásos betegségekben, például Crohn-betegségben (CD) szenvedő betegeknél.

Állatkísérletek a treoninszükséglet növekedésére utalnak a Crohn- és a vastagbélgyulladásos modellekben. Ha ez az emberekre is igaz, az IBD-ben szenvedő betegek treoninszükségletének ismerete értékes információkkal szolgálhat a betegpopuláció orvosi táplálkozás-kezelésének javításához. A jobb orvosi táplálkozási terápia valószínűleg lerövidítheti a felépülési időt és/vagy növelheti a remissziós időszakot IBD-ben szenvedő betegeknél.

Módszer:

Indikátor aminosav oxidáció

Hipotézis:

Feltételezhető, hogy a CD-s betegek treoninszükséglete magasabb lesz, mint a fiatal felnőtteknél korábban IAAO módszerrel meghatározott treoninszükséglet (19 mg/kg/nap).

Célok:

1. CD-s betegek treoninigényének meghatározása IAAO technikával; az L-[1-13 C] fenilalanin 13 CO 2 [F 13 CO 2] oxidációjának mérésével a fokozatos leucinbevitel hatására.
2. Összehasonlítani a testsúly és a zsírmentes tömeg alapján az ebből a vizsgálatból származó követelményt a fiatal felnőtteknél korábban IAAO módszerrel meghatározott treoninigénnyel.

Tárgyak:

Legfeljebb 10 klinikailag stabil CD-s beteget vesznek fel a torontói Mt. Sinai Kórház IBD-klinikájáról, akiket Dr. Mark Silverberg azonosít ehhez a vizsgálathoz, majd a Kórház Klinikai Kutatóközpontjában (CRC) nyomon követik őket. beteg gyermekek számára (SickKids), Toronto, Kanada. A vizsgálat megkezdése előtt a résztvevőknek meg kell látogatniuk a CRC-t (Room 5500 Hill Wing, The Hospital for Sick Children), hogy a vizsgálat előtt felmérjék magasságukat, súlyukat, zsírtömegüket, zsírmentes tömegüket, nyugalmi anyagcsere-sebességüket és egészségügyi állapotukat. történelem. Ezeknek az értékeléseknek a befejezése körülbelül 3 órát vesz igénybe. A vizsgálat előtti értékelés előtt 10 órán át koplaltatniuk kell. Szükségünk van a vizsgálat előtti értékelésre, hogy kiszámítsuk a vizsgálathoz szükséges étrendi szükségleteiket, és felmérjük az egészségi állapotot.

A beleegyező nyilatkozat aláírása után az alanyok elvégzik a szűrési eljárásokat (magasság, testsúly, éhgyomri vérvétel és anamnézis kérdőív, BIA, bőrredő és kalorimetria).

• Az önkéntesek anyagi ellentételezést kapnak a vizsgálatban való részvételük során felmerült költségekért.
• A vizsgálatban szereplő összes eljárást a SickKids Kutatási Etikai Tanácsa hagyja jóvá.

Kísérleti terv:

A kísérleti terv a minimálisan invazív IAAO modellen fog alapulni, amely a lélegzet és a vizelet összegyűjtésére szolgál, a vizsgálat napján a vér helyett. Legfeljebb 50 IAAO-vizsgálatot fognak végezni a CD-s betegek treoninszükségletének meghatározására. Legfeljebb 10 CD-s férfibeteget vesznek fel. Minden alany legalább 2 beviteli szintre és legfeljebb 5 különböző treoninbeviteli szintre vonatkozik. Minden beviteli szint véletlenszerűen lesz hozzárendelve az alanyokhoz.

A vizsgálat előtti értékelésnél az alany nyugalmi energiafelhasználását (REE) folyamatos, nyílt rendszerű indirekt kalorimetriával, testösszetételét pedig bőrredővastagsággal és bioelektromos impedanciaanalízissel (BIA) mérik. Az alanyokat a vizsgálat előtti értékeléskor és minden egyes IAAO vizsgálati nap elején is megmérik, hogy biztosítsák a diéták és izotópok pontos felírását, és megerősítsék a testsúly fenntartását a vizsgálat során.

Minden vizsgálat egy 2 napos alkalmazkodási időszakból áll az előírt étrendhez az alany energiaigényének megfelelően és 1 vizsgálati napból. Az étrend megfelelő mennyiségű fehérjét biztosít, 1 g fehérjét∙kg-1∙d-1. A 2 napos alkalmazkodási időszak lehetővé teszi a szervezet számára, hogy alkalmazkodjon a megfelelő mennyiségű fehérjéhez, mivel kimutatták, hogy a fehérje kinetikája megváltozik anélkül. Az adaptáció 2 napját követően következik a vizsgálati nap, ahol a treoninbevitelt véletlenszerűen hozzárendelik, és a fenilalanin (Phe) kinetikáját L-[1-13C]Phe használatával mérik. Ezen a napon a VCO2-t kalorimetriával mérik közvetlenül az 5. étkezés után 20 percig.

Étrendbevitel és kísérleti étrend:

3 napos protokoll

• Az 1. és 2. napon az alany alkalmazkodó diétát fogyaszt, a 3. napon pedig egy 8 órás tesztelési időszakon vesz részt. Minden 3 napos protokollt legalább egy hét választ el egymástól (kimosási időszak).
• A 3. napos IAAO vizsgálat előtti 2 napos alkalmazkodási időszakban a táplálékfelvételeket laktózmentes tejturmixok (Scandishake) formájában biztosítják szénhidrát (SolCarb) és fehérje (beneprotein) hozzáadásával, hogy megfeleljenek az alanyok igényeinek. A fehérjét a scandishake-ből tejfehérjeként (kazein és tejsavó) biztosítjuk, és 1g.kg-1.nap-1. fehérje bevitel. Az összes kalóriát a nyugalmi energiafelhasználás (REE) mértékeként közvetett kalorimetriával kell megadni, és meg kell szorozni 1,7-tel. Az alkalmazkodási napokon a diétát négy izonitrogén, izokalorikus étkezésben biztosítják, egyenletesen elosztva a nap folyamán.
• A vizsgálati napon (minden 3 napos periódus 3. napján) az étrendet 8 óránkénti izokalóriás, izonitrogéntartalmú étkezésként biztosítják, amely ízesített folyékony formulából és aminosavkinetikai vizsgálatokhoz kifejlesztett fehérjementes sütiből áll. Minden étkezés az alany teljes napi szükségletének 1/12-ét teszi ki. A takarmány nitrogén (fehérje) tartalmát a tojásfehérje aminosav-összetétele alapján kristályos aminosav keverék formájában biztosítjuk. A tanulmányi nap energiabevitelét REE x 1,5 értékben biztosítjuk.
• A tirozin feleslegben, 40 mg/kg/nap dózisban lesz biztosítva
• A fenilalanint állandó 20 mg/kg/nap bevitel mellett biztosítják.
• A treonint 3-45 mg/ttkg/nap fokozatos bevitel mellett biztosítják, az alaninszintet pedig úgy kell beállítani, hogy egyensúlyba kerüljön a változó leucinszint, és biztosítsák a tápszerek izonitrogéntartalmát.
• A vizsgálati időszak alatt napi multivitamin pótlást biztosítunk.
• Az alkalmazkodási napokon más ételt vagy italt nem fogyasztanak, kivéve a vizet, 1 csésze tiszta teát vagy 1 csésze tiszta kávét.
• A 8 órás vizsgálati nap alatt a vízen kívül más ételt vagy italt nem fogyasztanak.

Tanulmányi nap

• A tanulmányi napi étrend 8 izonitrogén izokalóriás étkezésre lesz felosztva, amelyek mindegyike az alany teljes napi szükségletének egytizenketted részét jelenti.
• Minden vizsgálati nap reggelén az alany az óránkénti étkezésből 4-et otthon fogyaszt el, majd felkeresi a kutatólaboratóriumot. Az alany ezután elkezdi fogyasztani a maradék 4-et a 8 izokalóriás étkezésből óránkénti időközönként.
• Legfeljebb 5 étrendi treoninbeviteli szintet tesztelnek véletlenszerű sorrendben, a „kísérleti terv” részben említettek szerint.
• Az 1-13C fenilalanint az 5. étkezésnél nyomjelzőként adják be, és továbbra is a fennmaradó étkezésekkel együtt.

Testösszetétel mérések

• A testösszetétel meghatározása bioelektromos impedanciaanalízissel történik (BIA és többszörös bőrredő-vastagság mérések a vizsgálat elején, a vizsgálat előtti értékelés során). A zsírtömeg becslése érdekében négy bőrredő vastagságot (tricepsz, bicepsz, lapocka alatti és suprailiacus) mérünk. A BIA-t rögzített frekvenciájú elemzővel (50 kHz; BIA modell 101A: RJL Systems) hajtják végre. Az FFM kiszámításához a korábban leírt egyenleteket kell használni.

Izotóp infúziós protokoll:

• Izotópként 1-13C fenilalanint használnak. A 0,66 mg/ttkg-os orális bevezető adagot az ötödik étkezéskor kell beadni, és egy óránkénti 1,2 mg/ttkg/nap orális adag kezdődik ezzel egyidejűleg, és 3 órán keresztül folytatódik a 6., 7. és 8. étkezéssel. Összesen 4 izotópos dózist adnak be annak biztosítására, hogy a lélegzetben lévő háttér 13CO2 egyensúlyba kerüljön.
• Az L-[13C]phe indító dózisának beadásával egyidejűleg 0,176 mg/ttkg bikarbonát (NaH13CO3) orális indító dózist is adnak.
• A vizsgálati napon izotópként adott fenilalanin mennyiségét le kell vonni az étrendi fenilalaninból, hogy a teljes étrendi bevitel 20 mg Phe/kg/nap maradjon.
• A tirozinbevitelt 40 mg∙kg-1∙d-1 szinten kell tartani a tirozin feleslegének biztosítása érdekében
• A nyomjelzők elfogyasztása előtt és után rendszeresen lélegzet- és vizeletmintákat vesznek

Minta kollekció:

• A vizelet- és leheletmintákat az alapvonalon és az izotópos egyensúlyi állapotban gyűjtik.
• A leheletmintákat a vizeletmintákkal egyidejűleg gyűjtik.
• Öt kiindulási levegőmintát vesznek 60, 45, 30, 15 perccel, közvetlenül a nyomjelző protokoll megkezdése előtt.
• Három kiindulási vizeletmintát vesznek 60, 30 perccel és közvetlenül a nyomjelző protokoll megkezdése előtt.
• A nyomjelző protokoll kezdete után 2,5 órával 15 percenként négy platói kilégzési mintát vesznek.
• A nyomjelző protokoll kezdete után 2,5 órával 30 percenként három platós kilégzési mintát vesznek
• A leheletmintákat az Exetainer műanyag csőbe lélegeztető alanyokkal gyűjtik, és a mintákat előre evakuált üvegcsövekben tárolják szobahőmérsékleten az elemzésig.
• A vizeletmintákat Eppendorf-csövekbe gyűjtik, és -20 ºC-on tárolják az 1-13 C-os fenilalanin-dúsulás elemzéséig.
• A CO2-termelés sebességét (VCO2) minden vizsgálati napon megmérik egy szellőztetett tetővel ellátott, indirekt kaloriméterrel az 5. étkezéskor, hogy számszerűsítsék a 13CO2-kiválasztást a leheletben.

Mintaelemzés.

• Légzés: lejárt 13 CO2 dúsítást folyamatos áramlású izotóp arányú tömegspektrométerrel (IRMS) mérjük.
• A vizelet 1-13C fenilalanin dúsítását gázkromatográfiás tandem tömegspektrometriával (LC-MS-MS) kell elemezni.

Az izotópkinetika becslése A teljes test fenilalanin fluxusát a korábban leírtak szerint számítjuk ki Matthews és munkatársai sztochasztikus modellje szerint. Az izotópos egyensúlyi állapot a nyomjelző dúsításában az alapvonalon és a platónál a vizeletben lévő L-[1-13C]fenilalanin és a leheletben lévő 13CO2 változatlan értékeként jelenik meg.

A fenilalanin fluxusát (umol/kg/h) az orálisan beadott 13C-fenilalaninnak a metabolikus poolba történő hígításából számítják ki (egyensúlyi állapotban), a vizelet 13C-fenilalanin dúsításával. A 13CO2 leheletben való megjelenési sebességét (F13CO2 umol/kg/h) a lenyelt 13C-fenilalanin oxidációja után Matthews és munkatársai modellje szerint számítjuk ki, 0,82-es tényező használatával a visszatartott szén-dioxid mennyiségének figyelembevételére. a test bikarbonát medencéje. A fenilalanin oxidációjának sebességét (umol/kg/h) az F13CO2 és a vizelet 13C-fenilalanin dúsításából számítják ki.

Statisztikai analízis

Páros t-tesztet használunk a következők tesztelésére: az FFM különbségei és a testzsír százaléka; különbségek a két testösszetételi módszer, a BIA és a bőrredő között. Az ANOVA-t a testösszetétel különböző becslései (zsír és FFM) közötti különbségek tesztelésére fogják használni, és korrelációs elemzést végeznek az összefüggések tesztelésére.

A treoninbevitelt teljesen randomizálják az alanyokon belül, és a treoninbevitel mennyisége lesz a fő kezelési hatás. A treonin hatását a fenilalanin fluxusára, oxidációjára és F13CO2-ra egy vegyes lineáris modell segítségével teszteljük, ahol az alany véletlen változóként (PROC MIXED) van SAS segítségével. Az egyes fluxusok közötti különbségeket ANOVA-val hasonlítjuk össze a Bonferroni többszörös összehasonlítás tesztjét használó post hoc elemzéssel.

A treoninszükségletet kétfázisú lineáris regressziós keresztezési analízis alkalmazásával határozzák meg a töréspont (EAR) meghatározására, majd a 95%-os CI kiszámítására. Az átlagos treoninszükségletet egy nemlineáris vegyes hatású modell (PROC NLMIXED; SAS Institute) alkalmazásával becsüljük meg az oxidációs és F13CO2 adatokra. Az alanyokon belüli megfigyeléseket statisztikailag függőnek tekintjük.