Потребность в треонине у взрослых мужчин с болезнью Крона с использованием IAAO

ПРЕДПОСЫЛКИ Текущие рекомендации по эталонному потреблению с пищей (DRI) в отношении потребности в незаменимых аминокислотах основаны на рекомендациях для молодых здоровых взрослых людей и не были непосредственно определены для пациентов с болезнью Крона. Белки и аминокислоты являются ключевыми компонентами нашего рациона. Определив потребность в незаменимой аминокислоте треонине у здоровых взрослых с помощью IAAO, исследователи теперь находятся в идеальном положении для определения потребностей уязвимых групп населения, таких как пациенты с хроническими воспалительными состояниями, такими как болезнь Крона (БК).

Исследования на животных предполагают увеличение потребности в треонине в моделях болезни Крона и колита. Если это верно и для людей, знание потребности в треонине у пациентов с ВЗК может предоставить ценную информацию для улучшения лечебного питания этой популяции пациентов. Улучшенная лечебная диетотерапия, вероятно, может сократить время выздоровления и/или увеличить период ремиссии у пациентов с ВЗК.

Метод:

Индикатор окисления аминокислот

Гипотеза:

Предполагается, что потребность в треонине у пациентов с болезнью Крона будет выше, чем потребность в треонине, ранее определенная у молодых людей с использованием метода IAAO (19 мг/кг/сут).

Цели:

1. Определить потребность в треонине у больных БК по методике IAAO; путем измерения окисления L-[1-13 C] фенилаланина до 13 CO 2 [F 13 CO 2] в ответ на постепенное потребление лейцина.
2. Сравнить на основе массы тела и безжировой массы потребность, полученную в результате этого исследования, с потребностью в треонине, определенной ранее у молодых людей методом IAAO.

Предметы:

До 10 клинически стабильных пациентов с болезнью Крона будут набраны из клиники ВЗК в больнице Маунт-Синай, Торонто, которые будут отобраны доктором Марком Сильвербергом для этого исследования и впоследствии будут наблюдаться в Центре клинических исследований (CRC) больницы. для больных детей (SickKids), Торонто, Канада. Перед началом исследования участники должны будут посетить CRC (комната 5500 Hill Wing, Больница для больных детей) для предварительной оценки их роста, веса, жировой массы, безжировой массы, скорости метаболизма в покое и медицинских показателей. история. Эти оценки займут около 3 часов. Им нужно будет голодать в течение 10 часов до оценки перед исследованием. Нам нужна оценка перед исследованием, чтобы рассчитать их диетические потребности для исследования и оценить состояние здоровья.

После подписания формы согласия субъекты завершат процедуры скрининга (рост, вес, образец крови натощак и анкета истории болезни, BIA, кожная складка и калориметрия).

• Добровольцы получат финансовую компенсацию за расходы, понесенные во время участия в исследовании.
• Все процедуры исследования будут одобрены Советом по этике исследований в SickKids.

Экспериментальная дизайн:

План эксперимента будет основан на минимально инвазивной модели IAAO для сбора дыхания и мочи вместо крови в течение дня исследования. Всего будет проведено не более 50 исследований IAAO для определения потребности в треонине у пациентов с болезнью Крона. Будет набрано до 10 пациентов мужского пола с болезнью Крона. Каждый субъект будет изучен как минимум на 2 уровнях потребления и максимум на 5 различных уровнях потребления треонина. Каждый уровень потребления будет случайным образом назначен субъектам.

При оценке перед исследованием расход энергии в состоянии покоя (REE) субъекта будет измеряться с помощью непрерывной непрямой калориметрии с открытым циклом, а состав тела будет измеряться с помощью толщины кожной складки и анализа биоэлектрического импеданса (BIA). Субъектов также будут взвешивать перед оценкой перед исследованием и в начале каждого исследовательского дня IAAO, чтобы обеспечить точное назначение диеты и изотопов, а также подтвердить поддержание веса на протяжении всего исследования.

Каждое исследование будет состоять из 2-дневного периода адаптации к предписанной диете в соответствии с энергетическими потребностями субъекта и 1 исследовательского дня. Рацион обеспечит достаточное количество белка, 1 г белка∙кг-1∙день-1. Двухдневный период адаптации позволяет организму адаптироваться к достаточному количеству белка, поскольку было показано, что кинетика белка изменяется и без него. После 2 дней адаптации наступает день исследования, когда потребление треонина будет определяться случайным образом, а кинетика фенилаланина (Phe) будет измеряться с использованием L-[1-13C]Phe. В этот день VCO2 будет измеряться калориметрически сразу после 5-го приема пищи в течение 20 минут.

Диетическое потребление и экспериментальная диета:

3-дневный протокол

• В 1-й и 2-й дни субъект будет потреблять адаптационную диету, а на 3-й день примет участие в 8-часовом периоде тестирования. Каждый 3-дневный протокол будет отделен как минимум одной неделей (период вымывания).
• Диетическое потребление в течение 2-дневного периода адаптации перед 3-м днем ​​исследования IAAO будет обеспечиваться в виде безлактозных молочных коктейлей (Scandishake) с добавлением углеводов (SolCarb) и белка (бенепротеин) для удовлетворения потребностей субъектов. Белок будет поставляться из скандишейка в виде молочного белка (казеин и сыворотка) и обеспечивать 1 г.кг-1.день-1. потребление белка. Общее количество калорий будет предоставлено как измерение расхода энергии в покое (REE) с помощью непрямой калориметрии и умножено на 1,7. В адаптационные дни рацион будет обеспечен четырехразовым изоазотистым изокалорийным питанием, распределенным равномерно в течение дня.
• В день исследования (3-й день каждого 3-дневного периода) диета будет предоставляться в виде 8-часовой изокалорийной, изонитрогенной пищи, состоящей из ароматизированной жидкой смеси и безбелкового печенья, разработанного для использования в кинетических исследованиях аминокислот. Каждый прием пищи будет составлять 1/12 от общей суточной потребности субъекта. Содержание азота (белка) в рационе будет обеспечиваться в виде кристаллической аминокислотной смеси на основе аминокислотного состава яичного белка. Потребление энергии в день исследования будет обеспечено как REE x 1,5.
• Тирозин будет даваться в избытке в дозе 40 мг/кг/день.
• Фенилаланин будет обеспечиваться при постоянном приеме 20 мг/кг/день.
• Треонин будет предоставляться в дозах от 3 до 45 мг/кг/день, а уровни аланина будут корректироваться, чтобы сбалансировать меняющиеся уровни лейцина и обеспечить изонитрогенность смесей.
• В течение периода исследования будет предоставляться ежедневная поливитаминная добавка.
• В дни адаптации нельзя употреблять никакую другую пищу или напитки, кроме воды, 1 чашки чая или 1 чашки кофе.
• В течение 8-часового учебного дня нельзя употреблять никакую другую пищу или питье, кроме воды.

День учебы

• Диета исследовательского дня будет разделена на 8 изоазотистых изокалорийных приемов пищи, каждый из которых представляет собой одну двенадцатую от общей суточной потребности субъекта.
• Утром каждого учебного дня испытуемый будет принимать пищу 4 раза в час дома, а затем посещать исследовательскую лабораторию. Затем субъект начнет потреблять оставшиеся 4 из 8 изокалорийных приемов пищи с часовыми интервалами.
• До 5 уровней потребления треонина с пищей будут проверены в случайном порядке, как указано в разделе «Экспериментальный план».
• 1-13C фенилаланин будет даваться в качестве индикатора в 5-м приеме пищи и будет продолжать вводиться с остальными приемами пищи.

Измерения состава тела

• Состав тела будет определяться с помощью анализа биоэлектрического импеданса (BIA и многократных измерений толщины кожной складки в начале исследования во время предварительной оценки). Толщина четырех кожных складок (трицепс, бицепс, подлопаточная и надподвздошная) будет измерена для оценки жировой массы. BIA будет выполняться с использованием анализатора с фиксированной частотой (50 кГц; модель BIA 101A: RJL Systems). Уравнения, описанные ранее, будут использоваться для расчета FFM.

Протокол инфузии изотопов:

• В качестве изотопа будет использоваться фенилаланин 1-13С. Пероральная начальная доза 0,66 мг/кг будет вводиться с пятым приемом пищи, а почасовая пероральная доза 1,2 мг/кг/сутки будет начинаться одновременно и продолжаться в течение 3 часов с приемами пищи 6, 7 и 8. В общей сложности дается 4 дозы изотопов, чтобы обеспечить уравновешивание фонового содержания 13CO2 в выдыхаемом воздухе.
• В то же время, когда вводится первичная доза L-[13C]phe, также будет вводиться пероральная первичная доза бикарбоната (NaH13CO3) 0,176 мг/кг.
• Количество фенилаланина, введенного в качестве изотопа в день исследования, будет вычтено из диетического фенилаланина, чтобы поддерживать общее диетическое потребление на уровне 20 мг Phe/кг/сут.
• Потребление тирозина будет поддерживаться на уровне 40 мг∙кг-1∙д-1, чтобы обеспечить избыток тирозина.
• Образцы дыхания и мочи периодически собираются до и после употребления индикаторов.

Сбор образцов:

• Образцы мочи и дыхания будут собираться на исходном уровне и в стабильном изотопном состоянии.
• Образцы дыхания будут собираться одновременно с образцами мочи.
• Пять исходных образцов дыхания будут собраны через 60, 45, 30, 15 минут и непосредственно перед началом протокола трассировки.
• Три исходных образца мочи будут собраны за 60, 30 минут и непосредственно перед началом протокола трассировки.
• Четыре образца плато дыхания будут собираться каждые 15 минут через 2,5 часа после начала протокола трассировки.
• Каждые 30 минут через 2,5 часа после начала протокола трейсера будут собираться три образца дыхания с плато.
• Образцы дыхания будут собираться у испытуемых, дышащих в пластиковую трубку Exetainers, а образцы будут храниться в предварительно вакуумированных стеклянных пробирках при комнатной температуре до анализа.
• Образцы мочи будут собираться в пробирки Эппендорфа и храниться при температуре -20 ºC до проведения анализа на обогащение 1-13C фенилаланином.
• Скорость производства CO2 (VCO2) будет измеряться в каждый день тестирования с использованием непрямого калориметра с вентилируемым колпаком во время приема пищи 5 для количественного определения выделения 13CO2 с дыханием.

Анализ проб.

• Дыхание: обогащение выдыхаемого 13 CO2 будет измеряться с помощью масс-спектрометра с непрерывным потоком изотопов (IRMS).
• Обогащение мочи 1-13С фенилаланином будет проанализировано с помощью газовой хроматографии в тандемной масс-спектрометрии (ЖХ-МС-МС).

Оценка изотопной кинетики Поток фенилаланина во всем организме будет рассчитываться, как описано ранее, в соответствии со стохастической моделью Matthews et al. Стационарное изотопное состояние при обогащении трассером на исходном уровне и на плато будет представлено как неизменные значения L-[1-13C]фенилаланина в моче и 13CO2 в выдыхаемом воздухе.

Поток фенилаланина (мкмоль/кг/ч) будет рассчитываться из разведения перорально введенного 13C-фенилаланина в метаболическом пуле (в равновесном состоянии) с использованием обогащения 13C-фенилаланина в моче. Скорость появления 13CO2 в выдыхаемом воздухе (F13CO2 мкмоль/кг/ч) после окисления проглоченного 13C-фенилаланина будет рассчитываться в соответствии с моделью Matthews et al. с использованием коэффициента 0,82 для учета двуокиси углерода, удерживаемой в организме. бикарбонатный пул организма. Скорость окисления фенилаланина (мкмоль/кг/ч) будет рассчитана по F13CO2 и обогащению мочи 13C-фенилаланином.

Статистический анализ

Парный t-критерий будет использоваться для проверки: различий в FFM и процентном содержании жира в организме; различия в двух методах состава тела BIA и кожной складки. ANOVA будет использоваться для проверки различий между различными оценками состава тела (жир и FFM), а корреляционный анализ будет выполняться для проверки ассоциаций.

Потребление треонина будет полностью рандомизировано среди субъектов, при этом количество потребления треонина будет основным эффектом лечения. Влияние треонина на поток фенилаланина, окисление и F13CO2 будет проверено с использованием смешанной линейной модели с субъектом в качестве случайной переменной (PROC MIXED) с использованием SAS. Различия между отдельными потоками будут сравниваться с помощью ANOVA с апостериорным анализом с использованием теста множественных сравнений Бонферрони.

Потребность в треонине будет определяться путем применения перекрестного анализа двухфазной линейной регрессии для определения точки останова (EAR) и последующего расчета 95% ДИ. Средняя потребность в треонине будет оцениваться путем применения нелинейной модели смешанных эффектов (PROC NLMIXED; Институт SAS) к ​​данным окисления и F13CO2. Наблюдения внутри испытуемых будут считаться статистически зависимыми.