Zapotrzebowanie na treoninę u dorosłych mężczyzn z chorobą Leśniowskiego-Crohna przy użyciu IAAO

TŁO Bieżące zalecenia dietetycznej referencyjnej wartości spożycia (DRI) dotyczące zapotrzebowania na niezbędne aminokwasy opierają się na zaleceniach dla młodych zdrowych osób dorosłych i nie zostały bezpośrednio określone u pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna. Białko i aminokwasy to kluczowe składniki naszej diety. Po określeniu zapotrzebowania na niezbędny aminokwas, treoninę, u zdrowych osób dorosłych za pomocą IAAO, badacze są teraz w idealnej pozycji do określenia potrzeb wrażliwych populacji, takich jak pacjenci z przewlekłymi stanami zapalnymi, takimi jak choroba Leśniowskiego-Crohna (CD).

Badania na zwierzętach sugerują wzrost zapotrzebowania na treoninę w modelach choroby Leśniowskiego-Crohna i zapalenia okrężnicy. Jeśli dotyczy to również ludzi, wiedza na temat zapotrzebowania na treoninę u pacjentów z nieswoistym zapaleniem jelit może dostarczyć cennych informacji na temat poprawy zarządzania żywieniowego w tej populacji pacjentów. Udoskonalona terapia żywieniowa mogłaby prawdopodobnie skrócić czas rekonwalescencji i/lub wydłużyć okres remisji u pacjentów z nieswoistym zapaleniem jelit.

Metoda:

Utlenianie aminokwasów wskaźnikowych

Hipoteza:

Przypuszcza się, że zapotrzebowanie na treoninę u pacjentów z CD będzie większe niż zapotrzebowanie na treoninę określone wcześniej u młodych dorosłych metodą IAAO (19 mg/kg/d).

Cele:

1. Określenie zapotrzebowania na treoninę u pacjentów z CD metodą IAAO; mierząc utlenianie L-[1-13 C]fenyloalaniny do 13 CO 2 [F 13 CO 2] w odpowiedzi na stopniowe spożycie leucyny.
2. Porównanie, na podstawie masy ciała i beztłuszczowej masy ciała, zapotrzebowania wynikającego z tego badania z zapotrzebowaniem na treoninę określonym wcześniej u młodych dorosłych metodą IAAO.

Przedmioty:

Do 10 klinicznie stabilnych pacjentów z CD zostanie zwerbowanych z Kliniki IBD w Mt. Sinai Hospital w Toronto, których dr Mark Silverberg wytypuje do tego badania, a następnie będzie obserwowanych w Centrum Badań Klinicznych (CRC), The Hospital dla chorych dzieci (SickKids), Toronto, Kanada. Przed rozpoczęciem badania uczestnicy będą musieli odwiedzić CRC (sala 5500 Hill Wing, The Hospital for Sick Children) w celu wstępnej oceny ich wzrostu, wagi, masy tłuszczowej, masy beztłuszczowej, spoczynkowego tempa metabolizmu i stanu zdrowia historia. Te oceny zajmą około 3 godzin. Będą musieli być na czczo przez 10 godzin przed oceną przed badaniem. Potrzebujemy oceny przed badaniem, aby obliczyć ich wymagania dietetyczne do badania i ocenić stan zdrowia.

Po podpisaniu formularza zgody badani przejdą procedury przesiewowe (wzrost, waga, próbka krwi na czczo i kwestionariusz wywiadu, BIA, fałd skórny i kalorymetria).

• Wolontariusze otrzymają rekompensatę finansową za koszty poniesione w związku z udziałem w badaniu.
• Wszystkie procedury w badaniu zostaną zatwierdzone przez Radę ds. Etyki Badań w SickKids.

Eksperymentalny projekt:

Projekt eksperymentu będzie oparty na małoinwazyjnym modelu IAAO do zbierania oddechu i moczu zamiast krwi w ciągu dnia badania. Przeprowadzonych zostanie maksymalnie 50 badań IAAO w celu określenia zapotrzebowania na treoninę u pacjentów z CD. Zrekrutowanych zostanie do 10 pacjentów płci męskiej z CD. Każdy osobnik będzie badany pod kątem co najmniej 2 poziomów spożycia i maksymalnie 5 różnych poziomów spożycia treoniny. Każdy poziom spożycia zostanie losowo przypisany do badanych.

Podczas oceny poprzedzającej badanie spoczynkowy wydatek energetyczny (REE) uczestnika zostanie zmierzony za pomocą kalorymetrii pośredniej w obwodzie otwartym, a skład ciała zostanie zmierzony za pomocą grubości fałdu skórno-tłuszczowego i analizy impedancji bioelektrycznej (BIA). Uczestnicy będą również ważeni podczas oceny przed badaniem i na początku każdego dnia badania IAAO, aby zapewnić dokładne przepisanie diety i izotopów oraz potwierdzić utrzymanie wagi przez cały czas trwania badania.

Każde badanie będzie składało się z 2-dniowego okresu adaptacyjnego do zaleconej diety zgodnie z zapotrzebowaniem energetycznym badanego oraz 1-dniowego badania. Dieta zapewni odpowiednią ilość białka w ilości 1 g białka∙kg-1∙d-1. 2-dniowy okres adaptacyjny ma pozwolić organizmowi na przystosowanie się do odpowiedniej ilości białka, ponieważ wykazano, że bez niego kinetyka białek jest zmieniona. Po 2 dniach adaptacji następuje dzień badania, w którym zostanie losowo przydzielone spożycie treoniny i zmierzona zostanie kinetyka fenyloalaniny (Phe) za pomocą L-[1-13C]Phe. W tym dniu VCO2 będzie mierzone kalorymetrycznie bezpośrednio po piątym posiłku przez okres 20 minut.

Spożycie dietetyczne i dieta eksperymentalna:

Protokół 3-dniowy

• W dniach 1 i 2 pacjent będzie stosował dietę adaptacyjną, a dnia 3 weźmie udział w 8-godzinnym okresie testowym. Każdy 3-dniowy protokół będzie oddzielony co najmniej jednym tygodniem (okres wypłukiwania).
• Spożycie dietetyczne podczas 2-dniowego okresu adaptacyjnego przed badaniem IAAO dnia 3 będzie zapewnione w postaci koktajli mlecznych bez laktozy (Scandishake) z dodatkiem węglowodanów (SolCarb) i białka (beneprotein), aby zaspokoić zapotrzebowanie badanych. Białko będzie dostarczane ze skandisshake jako białko mleka (kazeina i serwatka) i dostarczanie 1g.kg-1.day-1 spożycie białka. Całkowite kalorie zostaną podane jako spoczynkowy wydatek energetyczny (REE) mierzony metodą kalorymetrii pośredniej i pomnożony przez 1,7. W dni adaptacyjne dieta będzie realizowana w postaci czterech izoazotowych, izokalorycznych posiłków rozłożonych równomiernie w ciągu dnia.
• W dniu badania (3. dzień każdego 3-dniowego okresu) dieta będzie podawana w postaci 8-godzinnych izokalorycznych, izoazotowych posiłków składających się z aromatyzowanej płynnej formuły i bezbiałkowych ciasteczek opracowanych do wykorzystania w badaniach kinetyki aminokwasów. Każdy posiłek będzie reprezentował 1/12 całkowitego dziennego zapotrzebowania podmiotu. Zawartość azotu (białka) w diecie zostanie dostarczona w postaci krystalicznej mieszanki aminokwasów opartej na składzie aminokwasowym białka jaja kurzego. Pobór energii w dniu badania zostanie podany jako REE x 1,5.
• Tyrozyna będzie dostarczana w nadmiarze w dawce 40 mg/kg/dzień
• Fenyloalanina będzie dostarczana przy stałej dawce 20mg/kg/dzień.
• Treonina będzie dostarczana w stopniowanych dawkach w zakresie od 3-45 mg/kg/dzień, a poziomy alaniny będą dostosowywane w celu zrównoważenia zmieniających się poziomów leucyny i zapewnienia, że ​​formuły są izoazotowe.
• Codzienny suplement multiwitaminowy będzie dostarczany w okresie studiów.
• Żadne inne jedzenie ani napoje nie będą spożywane w dniach adaptacyjnych z wyjątkiem wody, 1 filiżanki czystej herbaty lub 1 filiżanki czystej kawy.
• Podczas 8-godzinnego dnia nauki nie będzie spożywane żadne inne jedzenie ani napój oprócz wody.

Dzień nauki

• Dieta w dniu badania zostanie podzielona na 8 izoazotowych, izokalorycznych posiłków, z których każdy odpowiada jednej dwunastej całkowitego dziennego zapotrzebowania pacjenta.
• Rankiem każdego dnia badania osoba badana spożywa w domu 4 z godzinnych posiłków, a następnie odwiedza laboratorium badawcze. Następnie badany zacznie spożywać pozostałe 4 z 8 izokalorycznych posiłków w odstępach godzinowych.
• Do 5 poziomów spożycia treoniny w diecie zostanie przetestowanych w losowej kolejności, jak wspomniano w „planie eksperymentu”.
• Fenyloalanina 1-13C zostanie podana jako znacznik w piątym posiłku i będzie podawana z pozostałymi posiłkami.

Pomiary składu ciała

• Skład ciała zostanie określony na podstawie analizy impedancji bioelektrycznej (BIA i wielokrotne pomiary grubości fałdów skórnych na początku badania podczas oceny wstępnej). Cztery grubości fałdów skórnych (triceps, biceps, subscapular i suprailiac) zostaną zmierzone w celu uzyskania szacunkowej masy tłuszczu. BIA zostanie przeprowadzona przy użyciu analizatora o stałej częstotliwości (50 kHz; model BIA 101A: RJL Systems). Równania opisane wcześniej zostaną użyte do obliczenia FFM.

Protokół infuzji izotopów:

• Jako izotop zostanie użyta fenyloalanina 1-13C. Doustna dawka podstawowa 0,66 mg/kg zostanie podana z piątym posiłkiem, a godzinna dawka doustna 1,2 mg/kg/dzień rozpocznie się jednocześnie i będzie kontynuowana przez 3 godziny z posiłkami 6, 7 i 8. Podaje się w sumie 4 dawki izotopowe, aby upewnić się, że 13CO2 w tle w wydychanym powietrzu osiąga równowagę
• W tym samym czasie, w którym podawana jest dawka pierwotna L-[13C]phe, zostanie również podana doustna dawka pierwotna 0,176 mg/kg wodorowęglanu (NaH13CO3)
• Ilość fenyloalaniny podana jako izotop w dniu badania zostanie odjęta od fenyloalaniny w diecie, aby utrzymać całkowite spożycie w diecie na poziomie 20 mg Phe/kg/dzień
• Spożycie tyrozyny zostanie utrzymane na poziomie 40 mg∙kg-1∙d-1, aby zapewnić nadmiar tyrozyny
• Próbki oddechu i moczu są pobierane okresowo przed i po zużyciu znaczników

Kolekcja próbek:

• Próbki moczu i oddechu będą pobierane na początku badania iw izotopowym stanie stacjonarnym.
• Próbki oddechu będą pobierane jednocześnie z próbkami moczu.
• Pięć podstawowych próbek oddechu zostanie zebranych 60, 45, 30, 15 minut i tuż przed rozpoczęciem protokołu śledzenia.
• Trzy podstawowe próbki moczu zostaną zebrane 60, 30 minut i tuż przed rozpoczęciem protokołu znacznika.
• Cztery próbki oddechu plateau będą pobierane co 15 minut 2,5 godziny po rozpoczęciu protokołu śledzenia.
• Trzy próbki oddechu plateau będą pobierane co 30 minut 2,5 godziny po rozpoczęciu protokołu śledzenia
• Próbki oddechu będą pobierane od osób oddychających do plastikowej probówki Exetainers, a próbki będą przechowywane we wcześniej opróżnionych szklanych probówkach w temperaturze pokojowej do czasu analizy.
• Próbki moczu będą zbierane do probówek Eppendorfa i przechowywane w temperaturze -20°C do czasu analizy pod kątem wzbogacenia w fenyloalaninę 1-13C.
• Szybkość wytwarzania CO2 (VCO2) będzie mierzona każdego dnia badania za pomocą kalorymetru pośredniego z wentylowanym kapturem podczas posiłku 5 w celu ilościowego określenia wydalania 13CO2 w wydychanym powietrzu.

Analiza próbki.

• Oddech: wydychany 13 Wzbogacenie CO2 będzie mierzone za pomocą spektrometru masowego stosunku izotopów z przepływem ciągłym (IRMS).
• Wzbogacenie moczu 1-13C fenyloalaniną będzie analizowane metodą tandemowej spektrometrii mas z chromatografią gazową (LC-MS-MS).

Oszacowanie kinetyki izotopowej Przepływ fenyloalaniny w całym ciele będzie obliczany jak opisano poprzednio zgodnie ze stochastycznym modelem Matthewsa i in. Izotopowy stan stacjonarny we wzbogaceniu znacznika na linii podstawowej i plateau będzie przedstawiony jako niezmienne wartości L-[1-13C]fenyloalaniny w moczu i 13CO2 w wydychanym powietrzu.

Przepływ fenyloalaniny (umol/kg/h) zostanie obliczony na podstawie rozcieńczenia podanej doustnie 13C-fenyloalaniny w puli metabolicznej (w stanie stacjonarnym) na podstawie wzbogacenia w 13C-fenyloalaninę w moczu. Szybkość pojawiania się 13CO2 w wydychanym powietrzu (F13CO2 umol/kg/h) po utlenieniu spożytej 13C-fenyloalaniny zostanie obliczona zgodnie z modelem Matthewsa i in., przy użyciu współczynnika 0,82 w celu uwzględnienia dwutlenku węgla zatrzymanego w puli wodorowęglanowej organizmu. Szybkość utleniania fenyloalaniny (umol/kg/h) zostanie obliczona na podstawie F13CO2 i wzbogacenia w 13C-fenyloalaninę w moczu.

Analiza statystyczna

Sparowany test t zostanie wykorzystany do zbadania: różnic w FFM i procentowej zawartości tkanki tłuszczowej; różnice w dwóch metodach składu ciała: BIA i fałd skórno-tłuszczowy. ANOVA zostanie wykorzystana do sprawdzenia różnic między różnymi oszacowaniami składu ciała (tłuszczu i FFM), a analiza korelacji zostanie przeprowadzona w celu sprawdzenia powiązań

Spożycie treoniny będzie całkowicie losowe wśród pacjentów, przy czym ilość spożytej treoniny będzie stanowić główny efekt leczenia. Wpływ treoniny na przepływ fenyloalaniny, utlenianie i F13CO2 zostanie przetestowany przy użyciu mieszanego modelu liniowego z podmiotem jako zmienną losową (PROC MIXED) przy użyciu SAS. Różnice między poszczególnymi strumieniami zostaną porównane za pomocą analizy ANOVA z analizą post hoc z wykorzystaniem testu wielokrotnych porównań Bonferroniego.

Zapotrzebowanie na treoninę zostanie określone przez zastosowanie dwufazowej analizy krzyżowej regresji liniowej w celu określenia punktu przerwania (EAR), a następnie obliczenia 95% CI. Średnie zapotrzebowanie na treoninę zostanie oszacowane poprzez zastosowanie nieliniowego modelu efektów mieszanych (PROC NLMIXED; Instytut SAS) do danych dotyczących utleniania i F13CO2. Obserwacje w obrębie osobników będą uważane za zależne statystycznie.