Doustna glutamina w krążeniu pozaustrojowym

WPROWADZENIE Glutamina (GLN) jest najobficiej występującym wolnym aminokwasem w organizmie i jest powszechnie znana jako aminokwas nieistotny ze względu na zdolność większości komórek do jej wytwarzania. Pełni wiele istotnych funkcji metabolicznych w organizmie; jest substratem energetycznym dla większości komórek (zwłaszcza enterocytów i limfocytów), prekursorem syntezy nukleotydów, glutaminianu i (szczególnie) glutationu oraz ważnym przeciwutleniaczem komórkowym. Odgrywa kluczową rolę w transporcie azotu w organizmie i jest najważniejszym substratem dla amoniagenezy nerek.

Badania wykazały, że obecność GLN w pożywce reguluje ekspresję syntetazy glutaminy poprzez mechanizm posttranskrypcyjny, w którym szybkość degradacji białka syntetazy glutaminy jest zmniejszona, a jej aktywność zwiększona, w obecności niskiego stężenia GLN. Aminokwas ten moduluje funkcje komórek odpornościowych i produkcję cytokin poprzez tłumienie wielu szlaków zapalnych, takich jak czynnik jądrowy kB (NF-kB), kinazy białkowe, hamowanie wzrostu ekspresji syntazy tlenku azotu (iNOS).

Wykazano, że jest korzystny dla pacjentów ze stresem metabolicznym, zwłaszcza pacjentów w stanie krytycznym. Podczas ostrych chorób pacjenci doświadczają wyczerpania żywieniowego, co koreluje z niskim stężeniem GLN w osoczu i błonie śluzowej.

Poziomy GLN są znacznie obniżone w stanie krytycznym, co prowadzi do wzrostu powikłań infekcyjnych, niewydolności narządów i śmiertelności. Ponadto w przypadkach uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego GLN zwiększa stosunek ATP/ADP w mięśniu sercowym i zapobiega gromadzeniu się wewnątrzkomórkowego mleczanu.

Wykazano, że GLN jest kluczowym składnikiem odżywczym w odpowiedzi organizmu na stres i uraz opisany w wielu badaniach z uszkodzeniem mięśnia sercowego in vitro i in vivo po I/R. Obejmują one wzmocniony glutation mięśnia sercowego, trifosforan adenozyny (ATP) i glutaminian (główny substrat stresowy dla obciążonego mięśnia sercowego) po urazie I/R oraz indukcję białek szoku cieplnego, zwłaszcza białka szoku cieplnego-70 (HSP-70) w krytycznie chorych pacjentów. Tolerancja na stres zapewniona przez HSP-70 może chronić przed uszkodzeniem komórek, uszkodzeniem płuc, uszkodzeniem niedokrwiennym/reperfuzyjnym i wstrząsem septycznym, poprzez wpływ GLN na odpowiedź zapalną, stres oksydacyjny, modulację apoptozy i integralność bariery jelitowej.

Ochrona mięśnia sercowego po uszkodzeniu niedokrwiennym i reperfuzyjnym ma kluczowe znaczenie w postępowaniu okołooperacyjnym u pacjentów po wykonaniu krążenia pozaustrojowego (CPB). Niedokrwienie to jest najważniejszym czynnikiem odwracalnego okołooperacyjnego ryzyka powikłań sercowo-naczyniowych. Pacjenci poddawani CPB za pomocą płuco-serca (określanego jako bypass krążeniowo-oddechowy) są narażeni na zwiększone ryzyko wystąpienia nieprawidłowego „zapalenia” w organizmie po operacji. Taki stan zapalny może przyczynić się do wolniejszego powrotu do zdrowia po operacji, zwiększonego ryzyka infekcji, zwiększonego ryzyka uszkodzenia narządów innych niż serce oraz bardziej skomplikowanego przebiegu.

Liczne badania eksperymentalne i kliniczne wykazały kardioprotekcyjne działanie GLN, w tym zależną od dawki zwiększoną regenerację czynnościową mięśnia sercowego po ostrym niedokrwieniu normotermicznym u szczurów. Wykazano również, że GLN zmniejsza rozmiar zawału do około 39% w modelu królika po urazie niedokrwienno-reperfuzyjnym.[19] Leczenie GLN zwiększyło również tolerancję obciążenia u pacjentów z chorobą niedokrwienną serca (ChNS).

W 2012 roku w badaniu klinicznym zaobserwowano istotny spadek TROP-I u pacjentów z chorobą niedokrwienną serca, u których wykonano CPB z krążeniem pozaustrojowym, którzy otrzymali (0,4 g/kg GLN, roztwór Dipeptiven) dzień przed operacją. Grupa chorych (n=25) wykazała obniżone poziomy TROP-I w porównaniu z grupą kontrolną (1,2 ng/ml do 2,4 ng/ml), p=0,035 w pierwszej dobie pooperacyjnej. Również mediana wskaźnika sercowego i mediana wskaźnika udaru były wyższe w grupie przypadków po CPB, poprawiając czynność mięśnia sercowego.

W innym badaniu autorzy zaobserwowali znacznie obniżone poziomy TROP-I w swoim pilotażowym badaniu klinicznym. Przeprowadzili interwencję doustną u pacjentów poddawanych CPB, podając dwukrotnie 25 g suplementu GLN. Poziom TROP-I był istotnie niższy w 24, 48 i 72 godzinie po operacji (wszystkie p < 0,05).

Pomimo zróżnicowanych danych eksperymentalnych pokazujących kardioprotekcyjne działanie GLN, brakuje badań klinicznych z udziałem pacjentów z CPB. Odkrycie, że u pacjentów leczonych doustnym GLN przed CPB obserwuje się niższe poziomy markerów uszkodzenia serca, może mieć poważne konsekwencje dla tych pacjentów. Celem tego badania jest analiza wpływu przedoperacyjnej doustnej suplementacji GLN na zmniejszenie pooperacyjnego poziomu troponiny-I u meksykańskich pacjentów, którzy przeszli CPB w krążeniu pozaustrojowym. Doustny GLN zaproponowany w tym badaniu opiera się na tym, co zostało wcześniej zbadane i co jest uważane za bezpieczne.

MATERIAŁY I METODY. Kontrolowane badanie kliniczne przeprowadzone z udziałem 28 pacjentów po wykonaniu krążenia pozaustrojowego z potwierdzonym rozpoznaniem choroby niedokrwiennej serca. Protokół sporządzono w okresie od stycznia 2013 do grudnia 2014 roku w Szpitalu Specjalistycznym Zachodniego Narodowego Centrum Medycznego Meksykańskiego Instytutu Ubezpieczeń Społecznych.

Protokół uzyskał akceptację etyczną przez Lokalną Komisję Etyki w Badaniach i Zdrowiu. Wszyscy pacjenci wyrazili świadomą zgodę przed udziałem.

Uczestnikami byli mężczyźni lub kobiety niebędące w ciąży, w wieku 40-70 lat. Uczestnicy zostali wykluczeni na podstawie istniejącej wcześniej dysfunkcji nerek, wątroby lub innych chorób współistniejących, takich jak nadużywanie narkotyków lub alkoholu, pozytywny wynik testu na obecność ludzkiego wirusa niedoboru odporności (HIV), zapalenie wątroby typu B/C lub alergie na składniki GLN. Uczestnicy zostali również wykluczeni na podstawie oznak trwającego niedokrwienia, określonych przez utrzymujące się podwyższenie poziomów TROP-I i CK-MB. Zostali również wykluczeni, jeśli byli na diecie z jakimkolwiek dodatkowym GLN.

Leczenie Po włączeniu do badania pacjenci zostali losowo przydzieleni (zaślepione koperty, które zostały kolejno otwarte przez zaślepionego farmaceutę) do grupy otrzymującej doustny suplement GLN lub grupę kontrolną (CONT) z maltodekstryną (jako izokaloryczny złożony węglowodan).

Wszyscy badacze i opiekunowie kliniczni byli zaślepieni na interwencje w badaniu. Wszyscy pacjenci z grupy GLN otrzymywali dodatek GLN. Całkowitą dawkę GLN/maltodekstryny podawaną pacjentom standaryzowano do 0,5 g/kg/dobę przez 3 dni przed CPB i przyjmowano jedną końcową dawkę 0,25 g/kg/dobę GLN/maltodekstryny rano w dniu operacji 4 godziny przed inicjacja znieczulenia.

Zgodność z przyjmowaniem badanego leku była oceniana za pośrednictwem codziennych wezwań przypominających od badacza i wymagała zwrotu pustych opakowań.

Pobieranie i analiza próbek od pacjentów Krew pobierano na początku badania (na godzinę przed operacją), a następnie jedną godzinę po operacji oraz 12 i 24 godziny po operacji. Po pobraniu krew poddano analizie markerów uszkodzenia serca: TROP-I, fosfokinazy kreatynowej (CPK) i fosfokinazy kreatynowej-Mb (CPK-Mb) i analizowano przy użyciu technologii Meso Scale (Meso Scale Discovery, Gaithersburg, MD).

Gromadzenie danych klinicznych Wszyscy pacjenci mieli zebrane podstawowe informacje demograficzne, jak również przedoperacyjną frakcję wyrzutową serca w momencie włączenia do badania. Ponadto oceniano powikłania pooperacyjne, w tym udar, infekcje i pooperacyjną terapię wazopresyjną. Mierzono czas zakleszczenia aorty podczas operacji oraz liczbę dni pobytu na Oddziale Intensywnej Terapii (UCI). Zbierano również śmiertelność w okresie pooperacyjnym.

Analiza statystyczna Zmienne jakościowe są wyrażone jako surowe liczby i proporcje, podczas gdy zmienne ilościowe są wyrażone jako średnie ± odchylenia standardowe. Do porównania zmiennych ilościowych w wynikach między dwiema grupami zastosowano test U Manna Whitneya. Zmienne jakościowe mierzono za pomocą Chi 2 dokładnego testu Fishera w dowolnych oczekiwanych wartościach poniżej 5. Wartość p 0,05 lub mniej uznano za istotną. Analiza została przeprowadzona przy użyciu programu Excel 2013 i pakietu Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) w wersji 20 dla systemu Windows (IBM Corp., NY, USA).

Względy etyczne Badanie przeprowadzono zgodnie z zasadami Deklaracji Helsińskiej i Wytycznymi dotyczącymi badań zdrowotnych w Meksyku. Protokół został zatwierdzony przez lokalną komisję ds. badań zdrowotnych.