1~6개월 영아의 장관 트레오닌 요구량을 결정하기 위한 생리학적 연구 (INFORALTHR)

소개

트레오닌은 식이 공급원에서 가져와야 하는 필수 AA입니다. 이는 장에서 점액 생성에 중요하며(Law, Bertolo et al. 2007) 콜라겐, 엘라스틴 및 치아 법랑질 형성에 크게 기여합니다(Kramsch, Franzblau et al. 1971, Robinson, Lowe et al. 1975). 2005년 다량 영양소에 대한 식이 기준 섭취량(DRI)에서 Institute of Medicine, Food and Nutrition Board에서 제안한 영아의 트레오닌에 대한 현재 적절한 섭취량(AI)은 결정적인 경험적 데이터의 부족으로 인해 요인 접근법을 기반으로 합니다. 유아에 대한 아미노산(AA) 요구 사항을 결정하는 연구는 질소 분석 기술을 사용했으며 20년 전에 수행되었습니다(Snyderman, Norton et al. 1959). 방법론적 진보로 인해 보다 정확한 기술로 인간의 AA 요구 사항을 결정할 수 있게 되었습니다(Zello, Wykes et al. 1995). 그러나 새로운 안정 동위원소 방법을 사용한 유아(1-6개월)의 트레오닌 요구량에 대한 연구는 보고되지 않았습니다.

아미노산 요구량을 정확하게 파악하기 위해서는 다양한 아미노산 섭취량을 제공해야 합니다. 윤리적 이유로 영아에게 장시간 동안 매우 낮거나 높은 테스트 아미노산 식이를 먹일 수 없습니다. 최소 침습 IAAO 방법은 처음에 우리 연구실에서 성인을 대상으로 개발되었으며(Zello, Pencharz et al. 1993) 현재 아미노산 요구량을 결정하기 위해 국제적으로 사용됩니다(Huang, Hogewind-Scoonenboom et al. 2011). 이 문제를 극복합니다. IAAO 방법은 수행하는 데 24시간 미만이 소요되며 비경구 수유 신생아, 장관 수유 신생아, 어린이 및 성인에게 안전하게 사용되었습니다.

우리 연구실에서는 새끼 돼지의 장내 트레오닌 요구량을 0.42g/kg/d로 결정했습니다(Bertolo, Chen et al. 1998). 우리는 이 데이터에서 추론할 수 있으며 신생아의 장관 요구량은 84 mg/kg/d가 될 것이라고 제안합니다. 이 연구에서 우리는 생후 1-6개월 영아의 장내 요구량을 결정하고 생후 1개월 이후 성장이 느려지고 단백질 요구량이 감소하기 때문에 영아의 장내 요구량은 DRI의 AI 73mg과 유사할 것이라고 예측합니다. /kg/d. 따라서 본 연구의 목적은 IAAO 방법으로 생후 1개월에서 6개월 사이의 영아의 장관 트레오닌 요구량을 결정하는 것이다.

주제 및 방법

피험자: 참가자가 18개의 시험 쓰레오닌 섭취량 중 1개로 무작위 배정되는 총 18개의 연구가 수행될 것입니다. 생후 1개월에서 6개월 사이의 유아는 캐나다 토론토에 있는 Sick Children 병원(SickKids)의 입원 환자 수술 후 모집단에서 모집됩니다. 참가자는 등록 후 하나 이상의 연구 섭취에 참여할 자격이 있을 수 있으므로 두 번째 트레오닌 섭취에 무작위 배정됩니다. 모든 연구 절차 및 동의서는 SickKids의 연구 윤리 위원회의 승인을 받습니다. 영아를 연구에 등록할 수 있는 권한은 주치의로부터 얻을 것이며 서면 동의서는 부모/보호자 중 한 명 또는 둘 모두에게서 얻을 것입니다. 환자 모집은 2015년 12월에 시작될 예정입니다. 이 연구는 clinicaltrials.gov에 등록되었습니다. #NCT02364843.

영아는 생후 1~6개월, 임신 32주~43주 사이에 태어났고 정상 혈액 수치와 활력징후에 의해 결정된 바와 같이 임상적으로 안정적이며 다음과 같은 입원 환자인 경우 연구에 포함됩니다. 비위(NG-), 공장(NJ- 또는 J-) 또는 위(G-) 공급 튜브를 통해 공급됩니다. 유아가 산소 보충을 받거나, 기계 환기를 받거나, 단백질 및 AA 대사에 영향을 미칠 수 있는 내분비 또는 유전적 이상이 있거나, 단백질 및 AA 대사에 영향을 미칠 수 있는 약물(예: 코르티코 스테로이드 요법).

실험 설계 및 연구 식단

연구 설계는 AA가 체내에 저장되지 않기 때문에 단백질 합성에 대한 식이 필수 AA의 섭취가 산화되거나 단백질에 통합되는지 여부를 결정한다는 개념을 기반으로 하는 최소 침습 IAAO 설계입니다. 하나의 필수 AA 섭취가 제한되면 다른 필수 AA는 과잉 상태가 되어 이전에 설명한 것처럼 단백질에 통합될 수 없기 때문에 산화됩니다(Zello, Pencharz et al. 1993). 각 연구는 연구일 전 24~48시간에 걸쳐 영아의 사료에서 단백질 및 비단백질 에너지의 적절한 장내 섭취가 전달되었다는 영아의 임상 영양사가 확인한 후 18~24시간 동안 수행됩니다. 1일 연구일(24시간 미만의 기간, 그림 1 참조)에 영아는 알려진 양의 탄수화물, 지방을 공급하는 시중에서 판매되는 단백질이 없는 경장용 분유(Pro-Phree)로 만든 분유를 받게 됩니다. , 유아에게 적합하고 AA 혼합물이 추가되는 미네랄, 미량 원소 및 비타민. 아미노산은 mg·kg-1·d-1로 다음과 같이 모유의 패턴으로 추가됩니다: 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(WHO 2007). 각 유아는 연구마다 다른 트레오닌 섭취량을 받게 되며 18명의 유아에 대한 18회 섭취량은 15~130 mg·kg-1·d-1 사이의 연속체에 해당합니다. 트레오닌의 섭취가 다양하기 때문에 공식은 불필요한 AA인 알라닌의 섭취를 다양하게 함으로써 등질소로 유지될 것입니다. 아미노산 혼합물은 0.22μ 필터를 통과하여 살균되고 병원균이 없는지 확인합니다. 이것은 상업적인 공식이 아닌 비경구 수유 영아의 트레오닌 및 라이신 요구 사항을 연구할 때 비경구 솔루션으로 수행되는 추가 안전 단계입니다(Chapman 2009, 2010). AA 혼합물과 상업적으로 준비된 Pro-Phree 제형을 결합하는 것은 임상 제형 준비를 위한 표준 운영 절차(SOP) 지침에 따라 병원의 Formula Room에서 수행됩니다. 영아는 임상 영양사의 지시에 따라 18~24시간 연구 기간에 걸쳐 영양 튜브 또는 튜브 영양과 구강 영양의 조합을 통해 연구용 조제분유를 받게 됩니다.

미국 메인주에 있는 Cambridge Isotope Laboratories(CIL)에서 제조한 연구 등급의 안정 동위원소 추적자는 트레오닌의 다양한 섭취에 대한 반응으로 산화 또는 단백질 침착을 측정하는 데 사용될 것입니다. 안정 동위 원소는 아미노산인 L-[1-13C]Phenylalanine이며 유아의 사료와 함께 15 µ·kg-1/h-1의 용량으로 투여됩니다. 이 안정한 동위원소는 모든 인간에서 아미노산 페닐알라닌 총 백분율의 1%로 발견되며 안정한 동위원소 자체는 토론토의 아픈 어린이 병원에서 수행된 4개의 이전 연구에서 영아에게 정맥 주사했을 때 해를 끼치지 않고 성공적으로 사용되었습니다. 캐나다(Roberts 2001; Courtney Martin 2008; Chapman 2009, 2010).

우리는 영아 비경구 연구(Chapman 2009, 2010)에 의해 결정된 기준 값보다 높은 안정한 1-13C 페닐알라닌 동위원소로 영아가 정상 상태에 도달할 수 있는 충분한 시간을 제공하는 연구 프로토콜을 사용하고 있습니다. 우리는 페닐알라닌 안정 동위 원소만을 사용하여 처음 두 가지 연구를 수행할 것입니다. 분석에서 1-13C 페닐알라닌 안정 동위원소의 기준선과 정상 상태 사이에 충분한 차이가 없는 것으로 확인되면 14 μmol kg- 1 NG/G 튜브로 투여하여 유아의 자연 발생 1-13CPhenylalanine과 우리가 분유로 투여하는 양 사이의 차이를 볼 수 있도록 합니다. 우리는 중탄산염 동위원소를 사용할 필요가 없다고 생각하지만 사용이 필요할 경우 승인을 위해 프로토콜에 추가했습니다. 유아 아미노산 요구 사항을 연구하고 관리 문제를 보고하지 않은 네덜란드의 과학자 그룹에서 일상적으로 사용합니다(Hogewind-Scoonenboom 2014).

안정한 동위원소 추적자는 "연구 전용"이라는 레이블이 붙어 있으며 화학적 순도, 존재 여부에 대한 테스트와 함께 분석 증명서를 제공할 동위원소 제조 회사에서 확인하는 모든 연령의 인간에게 사용할 수 있습니다. 중금속(백만 분의 일) 및 발열원을 포함한 미생물 테스트. 두 동위원소는 임상 식단과 동일한 SOP 지침에 따라 연구 공식을 준비할 때 병원의 다이어트 키친에서 준비됩니다.

샘플 수집 및 분석

연구 식단에 대한 영아의 반응 변화를 확인하기 위해 호흡 샘플과 소변을 수집합니다. 연구 식단을 도입하기 전에 3개의 기본 호흡 및 소변 샘플을 수집합니다. 연구 등급의 안정 동위원소 표지 추적자를 도입한 후 12-18시간부터 시작하여 매시간 4개의 고원 호흡 및 소변 샘플을 수집합니다. 호흡 샘플은 Calorimeter라는 임상 테스트 장치와 설계 및 사용이 유사한 이산화탄소 분석기 카트를 사용하여 수집됩니다. 두 장치 모두 유아가 잠을 자거나 휴식을 취하고 VCO2를 측정하는 통풍 후드 시스템을 사용합니다. 각 호흡 샘플은 호흡 배출물을 역류 응축기로 버블링하고 호흡을 테스트 튜브에 가두어 10분 동안 수집합니다. 호흡 샘플은 연속 흐름 동위 원소 비율 질량 분석기로 측정됩니다. 유아의 기저귀에 면봉을 넣어 소변 샘플을 수집하고 탠덤 질량 분석기로 분석합니다.

통계 분석

페닐알라닌 플럭스, 산화 및 F13CO2에 대한 트레오닌 섭취의 효과는 PROC GLM 절차(SAS 버전 9.4)로 분산 분석을 사용하여 테스트됩니다. 평균 트레오닌 섭취량의 추정치는 2상 선형 회귀 교차 모델을 사용하여 13CO2(F13CO2) 데이터의 방출 속도의 중단점 분석으로 도출됩니다. 중단점은 기울기가 0과 크게 다르지 않은 SAS의 혼합 모델 및 회귀 절차를 사용하여 계산됩니다. 통계적 유의성은 P< 0.05에서 확립될 것이다.

회귀분석 변수는 독립변수로 쓰레오닌, 종속변수로 F13CO2와 페닐알라닌 산화이다. 최상의 모델 선택은 적합도(모델의 유의성 및 r2)와 모델에 대한 변동 추정치(추정치의 CV 및 SE)와 관련된 요인에 의해 결정됩니다. 중단점 추정치의 상위 95% 신뢰 한계를 결정하여 인구 권장 식이 허용량을 추정합니다.