Користење на леуцин, фенилаланин метаболизмот на протеини за да се процени

Интравенска инфузија во тек 4-6 часа збогатен L- [1-¹³C] леуцин (> 95% ¹³C) стана начинот на евалуација на избор кинетика протеини во човечкото тело. Како леуцин е амино киселина, извор на слободни необележана леуцин присутни во плазма може да биде само егзогени леуцин проголтан со храна или интравенски (I), или слободен леуцин, кои произлегуваат од протеини дефект (Б) во телото.
Така, Ra = I + V. Од друга страна, леуцин може да подлежат само оксидација (на CO₂ и уреа) или протеини кои се вклучени во синтезата на (S, ослободување или nonoxidative леуцин, NOLD).

За време на инфузија од [¹³C] леуцин означени леуцин молекули се распрснува на слободен leucin повлече, повторување на патот Неозначено леуцин молекули. По пат на оксидација [¹³C] леуцин се појавува во издишаниот воздух ¹³CO₂, и синтеза на протеини што доведува до инкорпорирање на [¹³C] леуцин во протеини на организмот.

распаѓање [¹³C] леуцин во природен базен наречен леуцин збогатување, бидејќи [¹³C] леуцин веќе постои во мали количини и само трага износот на инфузија доведува до зголемување на леуцин базен во текот на оригиналната содржина во телото. Во стабилна состојба ¹³C-збогатување на базенот на слободен стапка леуцин инфузија одразува односот [¹³C] леуцин (i) Ra да леуцин.

Така, Ra (micromol / kg / min) може да се пресмета од разредување [¹³C] леуцин. Ra = i [(РИ / Ep) - 1], каде РИ и Ep (вишокот, mol%) - 13 C-збогатување во внесуваат раствор и плазма (соодветно) во стабилна состојба, а i - стапката на трагови инфузија (mmol / kg / min). Од Ra = I + Б, тогаш B = Ра - И. Кога добиените состојба на постојана концентрација леуцин во текот на целото време на експериментот Ra = Rd. Со собирање на издишаниот воздух може да се утврди леуцин оксидација (вол).

Покажи вклучување на леуцин синтеза на протеини може да се пресмета со формулата: NOLD = Ra - вол. Сите податоци, тогаш може да се изведе заклучок за да се утврди апсолутната стапка на синтеза, оксидација и расцеп вкупната телесна протеини (грама протеини / kg / ден), бидејќи е познато дека 1 g на телото протеин содржи 610 микромоли леуцин. Инфузија [13C] леуцин потребно да се инсталира на две интравенозни катетри: еден (кратко) катетер обично се внесуваат во антекубиталната вена за давање на означените [¹³C] леуцин, а другиот - во контралатерални површна вена за тестови на крвта.

За време на инфузија, изотоп страна се наоѓа на загреана подлога да се создаде ефект на "arterialized венски" крв, со цел да попрецизно промените во артериската крв измешана.

Некои од претпоставките на моделот [¹³C] леуцин:
- На отсуство на ефектот на изотоп
- Недостаток на ефектот на метаболички маркерот инјектира
- дел произведени ¹³CO₂, што се намалува кога дишењето е познато
- Отсуство на "рециклирани" маркерот
- Исходот за маркерот (дури и во случај кога еден обележан јаглероден) е еквивалентно на крајот на молекулата
- Пул леуцин во плазмата се одразува на интрацелуларната базен

леуцин модел е базиран на неколку претпоставки, од кои повеќето издржа две децении интензивни инспекции и ја потврди нивната точност. На пример, не постои сомнеж дека синтезата на протеините не е во плазмата и во интрацелуларниот простор.

Точно претходник синтеза леуцин протеин е tRNA-врзани леуцин, акумулацијата и евалуација на изотопот во интрацелуларниот простор претпоставува етичките и технички проблеми поврзани со земање биопсија како материјал и однесување одземаат многу време процес за екстракција непроменети tRNA врзани леуцин. Наместо тоа, акумулацијата се оценува од страна на изотопи базен-ketoisocaproate (КИЦ), кетокиселини на леуцин, која може да се нарече сурогат за еден базен на тРНК-врзани леуцин.

во текот на инфузија [¹³C] леуцин тој веднаш transaminiruetsya во кето киселина (¹³C-КИЦ), паѓа во интрацелуларната простор, и тоа е познато дека КИЦ е во слободен рамнотежа со плазма КИЦ. Од КИЦ се добива само од леуцин и произведени само интрацелуларно 13C-КИЦ може да дејствува како соодветен сурогат за интрацелуларно базен леуцин. број ¹³C-КИЦ може лесно да се идентификува. Констатирано е дека акумулацијата во плазмата ¹³KIS-C се јавува во околу 10-20% побавен од акумулација на леуцин. Студии на биопсии ткиво, спроведена со учество на луѓето и употребата на повеќе атоми означени КИЦ и леуцин, како и студии на животни покажале дека КИЦ е сигурен одраз на употребата на леуцин претходник базен за синтеза на протеини. Акумулација (збогатување) изотоп се оценува од страна на масена спектрометрија технологија.

IRMS се користи за да се утврди многу мала акумулација (kurtosis < 0,01 моль%) в относительно чистых газах (например, накопление ¹³C во издишаниот CO₂), А во гасна хроматографија-масена спектрометрија беше искористена за да се утврди на повеќе значајни заштеди (kurtosis > 0.1 mol%) во органски молекули во комплексни структури (како плазма леуцин или КИЦ). Конечно, гасна хроматографија-kombustion-изотоп сооднос масена спектрометрија комбинира способноста да се прави разлика помеѓу повеќе Г.Ч. "врвови" во плазмата со IRMS за да се утврди многу мали заштеди. Во овој пристап, гасна хроматографија се користи за поделба на органски молекули во комплексни структури (на пример, леуцин плазма), кога еден молекул од интерес е претворена "онлајн" чиста гас (на пример, CO₂ на 800 C во печка за согорување) во иднина е веќе предмет на анализа со користење на гас како IRMS.

Да се ​​оцени на оксидација леуцин Треба да се одржи индиректни калори сметка за целокупното производство на CO₂ и земање мостри воздух и од вентилација хауба и од издишување коло, ако пациентот е на вентилатор, да се процени ¹³CO₂-збогатување. Како наплата произведени како резултат на метаболичките процеси ¹³CO₂ не е еднакво на времето кратки инфузии изотоп за да го поправите нецелосни обновување потреби корекција на фактор. Дури и во случаи опишани во литературата, кога за наплата беше оценета во 80%, и идеално треба да се идентификувани одделно за секоја студиска популација или клинички случај, бидејќи неговата вредност може да се разликуваат. Еден начин на оценување - спроведување на кратко (во рок од 2 часа) инфузија означени раствор на натриум бикарбонат непосредно пред употреба на етикетирани леуцин.

Дополнителна предност на овој пристап е да се направи проценка на CO₂ без одржување индиректна калориметрија.

Има колекција на здив Тоа е сложен процес, така беше предложен нов дизајн студија. Значи, како што леуцин оксидација на крајот води кон неповратно губење на аминокиселини, некои истражувачи ја оценија оксидација на [¹³C] леуцин од страна на одредување уринарна екскреција на азот за време на инфузија [¹³C] леуцин, без земање примероци на воздухот.

Алтернативно, наместо етикетирани леуцин Тоа може да се администрира означени фенилаланин. Бидејќи тоа е амино киселина, неговиот метаболизам е сличен на метаболизмот на леуцин. Единствената разлика - воведувањето на L- [строго наменски²H₄] Фенилаланин непосредна производ на оксидација е L- [строго наменски²H₄] Тирозин, која може да се утврди во плазмата. На односот на [²H₄] Тирозин на [²H₅] Фенилаланин покажува дека дел од производството на тирозин, што се должи на оксидација на фенилаланин. Главната ограничување на овој приод е потребата да се комбинираат тоа со воведување на посебна трагач, на пример 13 C, во молекула тирозин за утврдување Ра вкупно тирозин.

И покрај фактот дека современи методи (На пример, гасна хроматографија-масена спектрометрија) овозможуваат да се утврди на акумулацијата на изотоп помалку од 100 .mu.l на плазма, земање крв е тешко за етички причини (ако поставување на катетерот е предизвикано само од потребата на инфузијата со изотоп, наместо интересите на клинички мониторинг). Ова стана основа за потрага по алтернативни методи. Слични параметри се добиени со збогатување на [¹³C] леуцин плазма и урина. Подоцна, Дарлинг et al. покажа мала разлика во збогатувањето на плазма и урина, карактеристика на неколку амино киселини. Оваа може да биде објаснето од страна на присуство на значајни D- [13C] амино загадувачи се комерцијално достапен следење.

Појавата на овие нечистотии во урината - резултат на D-амино екскреција на повластен киселина во бубрежните тубули, сепак, да се обезбеди оптички чистота (100%) од етикетирани аминокиселини пред урина.

За да се разјаснат регулатива кинетика протеини кај новороденчињата леуцин кинетика била истражувана под различни услови. Се покажа дека инсулин кај деца со ниска родилна тежина, како и кај возрасните, ја инхибира протеолизата и ја намалува синтезата на протеини. Како што е прикажано од страна на студии на недоносените со респираторен дистрес синдром, на почетокот (почнувајќи со првиот ден на животот), интравенска администрација на амино киселини во споредба со традиционалниот инфузија на гликоза води само да се подобри протеин биланс од страна на стимулирање на синтеза. Одговорот на постепено зголемување на дозата на аминокиселини е проучен клинички стабилни предвремено родените бебиња во првата недела од животот, за разлика од протеолиза забележани кај здрави рок доенчињата, зависи од дозата потиснување, ендогени стапката на акумулација на леуцин не зависи од воведувањето на амино киселини.

Бидејќи глутаминот во раствор во однос нестабилен, традиционално се користи за растворите за парентерална исхрана на амино киселини не содржи глутамин. Покрај тоа, глутамин може да биде "условно неопходна" во ситуации кои вклучуваат значителен стрес, на пример, во случај на деца со ниска родилна тежина примаат парентерална исхрана. Се покажа дека администрацијата на глутамин збогатен препарати за парентерална исхрана ја намалува оксидацијата на леуцин и протеини распаѓање кај предвремено родените деца во парентерална исхрана.