Upotrebom leucin, fenilalanin metabolizam procijeniti proteina

Intravenska infuzija tijekom 4-6 sata obogaćen L [1-¹³C] leucin (> 95% ¹³C) postao je metoda ocjenjivanja izbor kinetike protein u ljudskom tijelu. Kao što je leucin je bitan aminokiselina, izvor slobodne neobilježenog leucin prisutan u plazmi može biti samo egzogeno leucin uzme s hranom ili intravenozno (I), ili bez leucina, koji je rezultat razgradnje proteina (B) u tijelu.
Dakle, Ra = I + V S druge strane, leucin može samo proći oksidaciju (CO₂ i urea) ili protein koji sudjeluje u sintezi (S, ili oslobađanje nonoxidative leucin, NOLD).

Tijekom infuzije [¹³C] leucina obilježenog leucinskih molekule nabubri slobodne leucin povući ponavljajući staze nemarkirani leucin molekule. Putem oksidacije [¹³C] leucina pojavljuje u izdahnutom zraku ¹³CO₂, i sintezu proteina dovodi do ugrađivanja [¹³C] leucina u proteina iz organizma.

otapanje [¹³C] leucin u prirodni bazen pod nazivom leucin njegovo obogaćivanje, jer [¹³C] leucin već postoji u malim količinama i samo u tragovima količine infuzije dovodi do povećanja leucin bazen s izvornim sadržajem u tijelu. U stabilnom stanju ¹³C-obogaćivanje bazena slobodnog brzine infuzije leucin odražavaju omjer [¹³C] leucin (i) Ra s leucinom.

Tako, Ra (mol / kg / min), može se izračunati iz razrjeđivanje [¹³C] leucin. Ra-i [(EI / Ep) - 1], gdje Ei i Ep (višak, mol%) - 13 C-obogaćenje u dodanom otopinom i plazmi (respektivno) u stabilnom položaju, te i - traga brzina infuzije (mmol / kg / min). Budući da Ra = + I B, tada je B = Ra - I. Kada je primljena stanje stalne koncentracije leucin cijelo vrijeme pokusa Ra = Rd. Prikupljanjem izdahnutom zraku može se odrediti leucin oksidacija (Ox).

Prikaz uključuje sintezu leucin proteina može se izračunati pomoću formule: NOLD = Ra - Vol. Svi podaci se tada može primijeniti na utvrđivanje apsolutne stope sinteze, oksidacije i cijepanja ukupne tjelesne proteina (g proteina / kg / dan), jer je poznato da je 1 g tjelesne protein sadrži 610 mikromola leucina. Infuzija [13C] leucina potrebno ugraditi dva katetera intravenska: jednu (kratki) kateter se obično unose u antekubitalne vene za primjenu u označen [¹³C] leucin, s druge strane - u kontralateralnom površinskom venu za krvi.

Tijekom infuzije, izotop ruka nalazi na grijanom jastučić za stvaranje učinka „arterialized venske” krvi, dizajniran kako bi točnije odražavali promjene u arterijskoj krvi pomiješane.

Neke od pretpostavki modela [¹³C] leucin:
- Izostanak izotopa učinka
- Nedostatak učinka metaboličkog Tracer ubrizgava
- frakcije proizvedena ¹³CO₂, koji se reducira pri disanju je poznat
- Odsutnost „reciklirane” Tracer
- Ishod za obilježivača (čak i u slučaju gdje je jedan ugljik označen) ekvivalentna kraja molekule
- Poole leucin u plazmi odražava intracelularne bazen

leucin model se temelji na nekoliko pretpostavki, od kojih je većina stajala dva desetljeća intenzivne inspekcije i potvrdio njihovu točnost. Na primjer, nema sumnje da je sinteza proteina nije u plazmi i unutarstanični prostor.

Istina prekursor sinteza proteina je leucin tRNA vezan leucin, akumulacija i vrednovanje izotopa u unutarstanični prostor pretpostavlja etičke i tehničke poteškoće povezane s uzimajući kao biopsija materijala i ponašanja dugotrajan proces ekstrakcije netaknute tRNA-bound leucin. Umjesto toga, akumulacija je procijenjena izotopa bazen-ketoisocaproate (KIC), keto kiselina leucin, koji se može nazvati surogat za bazen tRNA vezanog leucina.

tijekom infuzija [¹³C] leucin je odmah transaminiruetsya u keto kiseline (¹³C-KIC), pada u intracelularne prostor, a poznato je da je u slobodnom KIC ravnoteži s plazma KIC. Od KIC dobiva samo leucina i proizveden samo unutar stanica 13C-KIC može djelovati kao prikladan surogat za unutarstanični bazen leucin. broj ¹³C-KIC može lako identificirati. Utvrđeno je da je akumulacija u plazmi ¹³KIS-C javlja se u oko 10-20% sporije od akumulacije leucin. Studije, provedena biopsija tkiva uz sudjelovanje osoba i korištenja više atoma označen KIC i leucin, kao i ispitivanja na životinjama su pokazala da je pouzdan KIC odraz korištenje prekursora leucin bazen za sintezu proteina. Akumulacija (obogaćivanje) izotopa su ocijenjeni masenom spektrometrijom tehnologije.

IRMS koristi se za određivanje vrlo male akumulacije (Kurtosis < 0,01 моль%) в относительно чистых газах (например, накопление ¹³C u izdahnutom CO₂), Dok je plinska kromatografija-spektrometrija masa se koristi za određivanje više značajne uštede (Kurtosis > 0.1 mol%) u organskim molekulama u kompleksnim strukturama (kao što su plazma ili leucinom KIC). Konačno, plinska kromatografija-kombustion-izotopa omjer spektrometrija masa kombinira sposobnost razlikovanja između više GC „vrhova” u plazmi s IRM odrediti vrlo male uštede. U ovom pristupu, plinska kromatografija koristi se za odvajanje organskih molekula u kompleksnim strukturama (npr leucina u plazmi), kada se konvertira molekula od interesa "na vezi" čisti plin (na primjer, CO₂ pri 800 ° C u peći za sagorijevanje), u budućnosti je već podvrgava analizi pomoću plina kao IRM.

Za procjenu oksidaciju leucin Morate držati neizravnu kalorimetrija na račun za cijelu proizvodnju CO₂ i zrak uzorkovanje i iz ventilacijskog haube i od exhalation krug, ako je pacijent na respiratoru, procijeniti ¹³CO₂-obogaćivanje. Kao što je oporavak proizvedena kao rezultat metaboličkih procesa ¹³CO₂ nije jednako kratko vrijeme infuzije izotopa ispraviti nepotpune potrebe za oporavak korekcijskim faktorom. Čak iu slučajevima opisanim u literaturi, kada oporavak je procijenjena na 80%, a idealno bi trebao biti zasebno identificirani za svaki studijski stanovništva ili kliničkom slučaju, budući njegova vrijednost može varirati. Jedan način procjene - provodi kratko (u roku od 2 sata) infuzijsku označen bikarbonatni neposredno prije primjene obilježenog leucina.

Dodatna prednost ovog pristupa je pružiti procjene CO₂ bez održavanja neizravnu kalorimetrija.

Kolekcija zraka na dah To je složen proces, tako da je nova studija dizajna je predloženo. Dakle, kao što je leucin oksidacija na kraju dovodi do nepovratnog gubitka aminokiselina, neki istraživači su procijenili oksidaciju [¹³C] leucin određivanjem izlučivanje dušika tijekom infuzije [¹³C] leucin bez uzorkovanja.

Alternativno, umjesto s oznakom leucin To se može primijeniti s oznakom fenilalanin. Budući da je bitan aminokiselina, njegov metabolizam sličan metabolizam leucina. Jedina razlika - uvođenje L- [prstena i²H₄] Fenilalanin neposredna produkt oksidacije je L- [prstena i²H₄] Tirozin, što se može odrediti u plazmi. Omjer [²H₄] Tirozin se [²H₅] Fenilalanin odražava taj dio proizvodnje tirozin, koji je zbog oksidacije fenilalanin. Glavno ograničenje ovog pristupa je potreba da se u kombinaciji s uvođenjem odvojenog obilježivača, npr 13C, u molekulu tirozin za određivanje ukupnog Ra tirozin.

Unatoč činjenici da suvremene metode (Npr, plinska kromatografija-spektrometrija masa) kako bi se utvrdilo nakupljanje izotopa manje od 100 ul plazme, uzimanje uzoraka krvi je teško iz etičkih razloga (ako je postavka katetera uzrokovano samo potrebom izotopa infuzije, umjesto zanima klinički nadzor). To je postao temelj za traženje alternativnih metoda. Slični parametri su dobiveni obogaćivanje [¹³C] leucina u plazmi i urinu. Kasnije, Darling i sur. pokazala malu razliku u obogaćivanju plazmi i urinu, obilježje nekoliko aminokiselina. To se može objasniti prisutnost značajne D- [13C] amino onečišćenja su komercijalno dostupni tragač.

Pojava ovih nečistoća u mokraći - rezultat preferencijalne D-amino kiseline po izlučivanja bubrežnih tubula, međutim, osigurati optičke čistoće (100%) označenih aminokiselina prije skupljanja urina.

Da pojasnimo propis kinetika protein u novorođenčadi leucinskih kinetici proučavana u različitim uvjetima. Utvrđeno je da je inzulin u djece s VLBW, kao i kod odraslih, inhibira proteolizu i smanjuje sintezu proteina. Kao što je prikazano u istraživanjima nedonoščadi sa sindromom respiratornog distresa, rano (počevši od prvog dana života), intravenska primjena aminokiselina u usporedbi s tradicionalnim infuzije glukoze dovodi samo poboljšati stanje proteina poticanjem sinteze. Odgovor na postupno povećanje doze aminokiselina je studirao klinički stabilnih nedonoščadi u prvom tjednu života, za razliku od proteolize uočen kod zdravih pojam dojenčadi, potiskivanje ovisi o dozi, endogeni stopa akumulacije leucina ne ovisi o uvođenju aminokiselina.

Jer glutamina u otopini u odnosu nestabilan, Tradicionalno se koristi za parenteralnu prehranu rješenja aminokiselina ne sadrže glutamin. Osim toga, glutamin može biti „uvjetno neophodna” u situacijama koje uključuju značajan stres, na primjer, u slučaju djece s VLBW primaju parenteralnu prehranu. Utvrđeno je da primjena glutamin obogaćenog pripravaka za parenteralnu prehranu smanjuje oksidaciju i leucina propadanja proteina u nedonoščadi djeci parenteralnu prehranu.