Um estudo fisiológico para determinar os requisitos de treonina enteral em bebês de 1 a 6 meses (INFORALTHR)

INTRODUÇÃO

A treonina é um AA indispensável que deve vir de fontes alimentares. É crítico na produção de mucinas no intestino (Law, Bertolo et al. 2007) e contribui significativamente para a formação de colágeno, elastina e esmalte dentário (Kramsch, Franzblau et al. 1971, Robinson, Lowe et al. 1975). A atual ingestão adequada (IA) de treonina em lactentes proposta pelo Institute of Medicine, Food and Nutrition Board, nas Dietary Reference Intakes (DRIs) de 2005 para macronutrientes é baseada em uma abordagem fatorial devido à falta de dados empíricos conclusivos. Estudos que levaram à determinação das necessidades de aminoácidos (AA) para bebês usaram a técnica de análise de nitrogênio e foram realizados há mais de 20 anos (Snyderman, Norton et al. 1959). Avanços metodológicos tornaram possível determinar as necessidades de AA em humanos com uma técnica mais precisa (Zello, Wykes et al. 1995). No entanto, não foram relatados estudos sobre a necessidade de treonina em lactentes (1-6 meses de idade) com o uso dos métodos de isótopos estáveis ​​mais recentes.

Para determinar com precisão os requisitos de aminoácidos, é necessário fornecer uma variedade de ingestões de aminoácidos. Por razões éticas, os bebês não podem ser alimentados com dietas de aminoácidos de teste muito baixos ou altos por períodos de tempo prolongados. O método IAAO minimamente invasivo, inicialmente desenvolvido em adultos em nosso laboratório (Zello, Pencharz et al. 1993) e agora usado internacionalmente (Huang, Hogewind-Schoonenboom et al. 2011) para determinar as necessidades de aminoácidos, supera esse problema. O método IAAO leva menos de 24 horas para ser realizado e tem sido usado com segurança em neonatos alimentados por via parenteral, neonatos alimentados por via enteral, crianças e adultos.

Nosso laboratório determinou a exigência enteral de treonina em leitões (Bertolo, Chen et al. 1998) que foi de 0,42g/kg/d. Podemos extrapolar a partir desses dados e propor que a necessidade enteral para neonatos seria de 84 mg/kg/d. Neste estudo, determinaremos a necessidade enteral para bebês de 1 a 6 meses de idade e prevemos que, como o crescimento diminui e a necessidade de proteína diminui após o primeiro mês de vida, a necessidade enteral de bebês será semelhante ao IA de 73 mg da DRI /kg/d. Assim, o objetivo deste estudo é determinar a necessidade de treonina enteral em lactentes de 1 a 6 meses de idade pelo método IAAO.

ASSUNTOS E MÉTODOS

Indivíduos: Um total de 18 estudos será realizado onde os participantes serão randomizados para 1 de 18 ingestões de treonina de teste. Bebês com idades entre 1 e 6 meses serão recrutados da população pós-cirúrgica internada do Hospital for Sick Children (SickKids), Toronto, Canadá. Os participantes podem ser elegíveis para participar de mais de uma ingestão de estudo após a inscrição, sendo, portanto, randomizados para uma segunda ingestão de treonina. Todos os procedimentos do estudo e formulários de consentimento terão a aprovação do conselho de ética em pesquisa da SickKids. A permissão para inscrever os bebês no estudo será obtida do cirurgião responsável e o consentimento informado por escrito será obtido de um ou de ambos os pais/responsáveis. O recrutamento de pacientes está previsto para começar em dezembro de 2015. O estudo está registrado em Clinicaltrials.gov #NCT02364843.

Os bebês serão incluídos no estudo se tiverem entre 1 e 6 meses de idade, nascerem entre 32 semanas e 43 semanas de idade gestacional, estiverem clinicamente estáveis ​​conforme determinado por valores normais de sangue e sinais vitais e forem pacientes internados que são sendo alimentado por sonda nasogástrica (NG-), jejunal (NJ- ou J-) ou gástrica (G-). Os bebês serão excluídos se estiverem recebendo oxigênio suplementar, forem ventilados mecanicamente, tiverem qualquer anomalia endócrina ou genética que influencie o metabolismo de proteínas e AA ou estejam recebendo medicamentos que influenciem o metabolismo de proteínas e AA (por exemplo, Corticoterapia).

Desenho experimental e dieta de estudo

O desenho do estudo é o desenho IAAO minimamente invasivo, que se baseia no conceito de que, como os AA não são armazenados no corpo, a ingestão de AAs essenciais na dieta em relação ao seu uso para a síntese proteica determina se eles são oxidados ou incorporados à proteína. Quando a ingestão de um AA indispensável é restrita, os outros AAs indispensáveis ​​estão em excesso e são oxidados porque não podem ser incorporados à proteína como descrito anteriormente (Zello, Pencharz et al. 1993). Cada estudo ocorrerá durante um período de 18 a 24 horas após a confirmação do nutricionista clínico do bebê de que uma ingestão enteral apropriada de proteína e energia não protéica da alimentação do bebê foi fornecida nas 24 a 48 horas anteriores ao dia do estudo. Em um dia de estudo (a duração será inferior a 24 horas; ver Fig. 1), a criança receberá uma fórmula feita de uma fórmula enteral isenta de proteína comercial (Pro-Phree) que fornece uma quantidade conhecida de carboidratos, gorduras , minerais, oligoelementos e vitaminas apropriados para uma criança e aos quais será adicionada uma mistura de AA. Os aminoácidos serão adicionados no padrão do leite materno da seguinte forma em mg·kg-1·d-1: 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 (OMS 2007). Cada bebê receberá uma ingestão diferente de treonina por estudo e as 18 doses para os 18 bebês cairão em um continuum entre 15 e 130 mg·kg-1·d-1. Como a ingestão de treonina é variada, as fórmulas serão mantidas como isonitrogenadas por meio da variação da ingestão de alanina, que é um AA dispensável. A mistura de aminoácidos será colocada em um filtro de 0,22 µ para garantir que seja estéril e livre de patógenos. Este é um passo de segurança adicional que não é feito com fórmulas comerciais, mas foi feito com nossas soluções parenterais ao estudar os requisitos de treonina e lisina em bebês alimentados por via parenteral (Chapman 2009, 2010). A combinação da mistura de AA com a formulação Pro-Phree preparada comercialmente será feita na Sala de Fórmulas do hospital de acordo com as diretrizes do procedimento operacional padrão (SOP) para preparação de fórmulas clínicas. Os bebês receberão a fórmula do estudo por meio de seu tubo de alimentação, ou uma combinação de alimentos por tubo e alimentos orais, durante o período de estudo de 18 a 24 horas, conforme prescrito pelo nutricionista clínico.

Um rastreador de isótopo estável de grau de pesquisa, fabricado por Cambridge Isotope Laboratories (CIL), Maine, EUA, será usado para medir a oxidação ou deposição de proteína em resposta à ingestão variável de treonina. O isótopo estável é um aminoácido L-[1-13C]Fenilalanina, e é administrado com a alimentação do lactente na dose de 15 µ·kg-1/h-1. Este isótopo estável é encontrado em todos os seres humanos como 1% da porcentagem total do aminoácido fenilalanina e o próprio isótopo estável foi usado com sucesso e sem danos quando administrado por via intravenosa a bebês em 4 estudos anteriores conduzidos no The Hospital for Sick Children, Toronto Canadá (Roberts 2001; Courtney Martin 2008; Chapman 2009, 2010).

Estamos usando um protocolo de estudo que fornece tempo suficiente para o bebê atingir um estado estável com o isótopo 1-13CPhenilalanina estável acima dos valores basais, conforme determinado por nossos estudos parenterais infantis (Chapman 2009, 2010). Faremos os dois primeiros estudos utilizando apenas o isótopo estável da fenilalanina. Se, na análise, descobrirmos que não vemos diferença suficiente entre a linha de base e os níveis de estado estacionário do isótopo estável 1-13CPhenilalanina, introduziremos uma dose única de bicarbonato de sódio 13C (NaH13CO2) a 14 μmol kg- 1 administrado por tubo NG/G para nos permitir ver uma diferenciação entre a 1-13CPhenilalanina que ocorre naturalmente no bebê e a quantidade que administramos com a fórmula. Acreditamos que não precisaremos usar o isótopo de bicarbonato, mas adicionamos ao nosso protocolo para aprovação caso seu uso seja necessário. É usado rotineiramente por um grupo de cientistas na Holanda que também estudam as necessidades de aminoácidos infantis e que não relataram nenhum problema com sua administração (Hogewind-Schoonenboom 2014).

Os rastreadores de isótopos estáveis ​​são rotulados como "Somente para uso em pesquisa" e são aceitáveis ​​para uso em seres humanos de todas as idades, o que será confirmado pela empresa de fabricação de isótopos, que fornecerá um Certificado de Análise com testes de pureza química, presença, se houver, de metais pesados ​​(em partes por milhão) e testes microbiológicos, incluindo pirogênios. Ambos os isótopos serão preparados na Diet Kitchen do hospital no momento da preparação da fórmula de estudo sob as mesmas diretrizes SOP das dietas clínicas.

Coleta e análise de amostras

Amostras de respiração e urina serão coletadas para determinar as mudanças na resposta dos bebês à dieta do estudo. Três amostras basais de respiração e urina serão coletadas antes da introdução da dieta do estudo. Quatro amostras de respiração e urina de platô serão coletadas a cada hora, começando 12-18 horas após a introdução dos traçadores marcados com isótopos estáveis ​​de grau de pesquisa. As amostras de respiração serão coletadas usando um Carrinho de Analisador de Dióxido de Carbono que é semelhante em design e uso como um dispositivo de teste clínico chamado Calorímetro. Ambos os dispositivos usam um sistema de capuz ventilado sob o qual os bebês dormem ou descansam e o VCO2 é medido. Cada amostra de respiração será coletada durante um período de 10 minutos borbulhando o efluente da respiração em um condensador de refluxo e prendendo a respiração em um tubo de ensaio. As amostras de respiração serão medidas por um espectrômetro de massa de razão isotópica de fluxo contínuo. Amostras de urina serão coletadas por meio da colocação de bolas de algodão nas fraldas do lactente e analisadas em espectrômetro de massa tandem.

Análise estatística

O efeito da ingestão de treonina no fluxo de fenilalanina, oxidação e F13CO2 será testado usando análise de variância com o procedimento PROC GLM (SAS versão 9.4). As estimativas da ingestão média de treonina serão derivadas pela análise de ponto de corte da taxa de liberação de dados de 13CO2 (F13CO2) com o uso de um modelo cruzado de regressão linear de 2 fases. O ponto de interrupção será calculado usando os modelos mistos e o procedimento de regressão do SAS com a inclinação da linha não sendo significativamente diferente de zero. A significância estatística será estabelecida em P< 0,05.

As variáveis ​​da análise de regressão são treonina como variável independente e F13CO2 e oxidação de fenilalanina como variáveis ​​dependentes. A seleção do melhor modelo será determinada por fatores relativos ao ajuste (significância do modelo e r2) e estimativas de variação sobre o modelo (CV e SE da estimativa). A ingestão dietética recomendada da população será estimada determinando os limites superiores de confiança de 95% da estimativa do ponto de corte.