Koristeći leucin, fenilalanin metabolizam procijeniti proteina

Intravenske infuzije preko 4-6 sata obogaćen L [1-¹³C] leucin (> 95% ¹³C) postala je način vrednovanja izbora kinetike protein u ljudskom tijelu. Kako je leucin je esencijalna aminokiselina, izvor besplatnih neoznačeno leucin prisutan u plazmi može biti samo egzogeni leucin progutaju sa hranom ili intravenozno (I), ili besplatno leucin, rezultat razgradnju proteina (B) u organizmu.
Dakle, Ra = I + V. S druge strane, leucin mogu podvrgnuti samo oksidacije (u CO₂ i urea) ili proteina koji su uključeni u sintezu (S, otpuštanje ili nonoxidative leucin, Nold).

Tokom infuziju [¹³C] leucin označen leucin molekula nabubri slobodnog leucin pull, ponavljajući put neoznačena leucin molekula. Putem oksidacije [¹³C] leucin pojavljuje u izdahnutom vazduhu ¹³Kolorado₂, i sintezu proteina dovodi do inkorporacije [¹³C] leucin u proteine ​​organizma.

raspuštanje [¹³C] leucin u prirodni bazen pod nazivom leucin obogaćivanja, jer [¹³C] leucin već postoji u malim količinama, a samo iznos trag infuziju dovodi do povećanja u leucina bazenu u odnosu na originalni sadržaj u organizmu. U stabilnom stanju ¹³C-obogaćivanje bazena besplatno stopa leucina infuzije odražava omjer [¹³C] leucin (i) Ra do leucin.

Dakle, Ra (umol / kg / min) može se izračunati iz razrjeđivanje [¹³C] leucin. Ra = i [(Ei / EP) - 1] gdje Ei i EP (višak, mol%) - 13 C-obogaćivanje u unesen rješenje i plazme (respektivno) u stabilnom stanju, a ja - trag brzina infuzije (mmol / kg / min). Od Ra = I + B, onda B = Ra - I. Kada je dobio stanje stalne koncentracije leucina sve vreme eksperimenta Ra = Rd. Prikupljanjem izdahnuti zrak može utvrditi leucin oksidacije (Ox).

Prikaz uključuju leucin sintezu proteina može se izračunati po formuli: Nold = Ra - Oks. Svi podaci se zatim mogu ekstrapolirati na određivanje stopa apsolutnog sinteze, oksidacije i dekolte ukupnih proteina tijela (grama proteina / kg / dan), jer je poznato da je 1 g proteina tijelo sadrži 610 mikromola leucin. Infuzije [13C] leucin potrebno instalirati dvije intravenske katetere: jedan (kratki) kateter se obično stavlja u antekubitalnu venu za administraciju oznakom [¹³C] leucin, a drugi - u suprotnoj površna vene za testiranje krvi.

Tokom infuzije, izotop ruka nalazi na grijanim podlogu za stvaranje efekta "arterialized venske" krv, tako da točnije odražavaju promjene u arterijskoj krvi mješoviti.

Neki od pretpostavki modela [¹³C] leucin:
- Odsustvo efekta izotopa
- Nedostatak efekt metaboličkog tracer ubrizgava
- frakcija proizvodi ¹³Kolorado₂, koji se smanjuje pri disanju je poznat
- Odsustvo "reciklirane" Tracer
- Ishod za Tracer (čak iu slučaju kada jedan označen ugljen) je ekvivalent do kraja molekula
- Poole leucin u plazmi odražava intracelularne bazen

model leucin se temelji na nekoliko pretpostavki, od kojih je većina stajala dva desetljeća intenzivne inspekcije i potvrdili njihovu tačnost. Na primjer, nema sumnje da sintezu proteina nije u plazmi i u intracelularni prostor.

True prekursor leucin sintezu proteina je tRNA-vezan leucin, akumulacije i evaluacija izotopa u intracelularne prostor pretpostavlja etičke i tehničke poteškoće povezane sa uzimajući biopsiju materijala i ponašanja dugotrajan proces ekstrakcije netaknuta tRNA-vezan leucin. Umjesto toga, akumulacija ocjenjuje se izotop bazena ketoizokaproat (KIC), keto kiseline leucina, koji se može nazvati surogat za bazen tRNA-vezan leucin.

tokom infuziju [¹³C] leucin on je odmah transaminiruetsya u keto kiseline (¹³C-KIC), pada u intracelularni prostor, a poznato je da je u KIC-u je u slobodnom ravnoteži sa plazma KIC. Od KIC se dobiti samo od leucina i proizvodi samo intraćelijski 13C-KIC može djelovati kao odgovarajuća zamjena za intracelularni bazen leucin. broj ¹³C-KIC mogu se lako prepoznati. Utvrđeno je da je akumulacija u plazmi ¹³KIS-C javlja u sporije od akumulacije leucin oko 10-20%. Studije biopsije tkiva, sprovodi uz učešće ljudi i korištenje više oznakom atoma KIC i leucina, kao i istraživanja na životinjama pokazala su da u KIC-u je pouzdan odraz upotrebe leucina prekursora bazenom za sintezu proteina. Akumulacija (obogaćivanja) izotopa su ocjenjuje masene spektrometrije tehnologije.

IRMS se koristi za određivanje vrlo male akumulacije (kurtozis < 0,01 моль%) в относительно чистых газах (например, накопление ¹³C u izdahnutom CO₂), Dok je plinska kromatografija-masene spektrometrije je korišten za određivanje više značajne uštede (kurtozis > 0.1 mol%) u organske molekule u složene strukture (kao što su plazma leucin ili KIC). Konačno, plinska kromatografija-kombustion-izotopa odnos masene spektrometrije kombinira sposobnost za razlikovanje između više GC "vrhova" u plazmi sa IRMS kako bi se utvrdilo vrlo male uštede. U ovom pristupu, plinska kromatografija se koristi za odvajanje organskih molekula u složene strukture (npr, leucin plazma), kada je pretvoren molekula od interesa "online" čist plina (npr CO₂ na 800 C u peći za sagorijevanje) u budućnosti već podvrgnut analizi koristi plin kao IRMS.

Za procjenu oksidacije leucin Morate držati indirektne kalorimetrije na račun za cjelokupnu proizvodnju CO₂ i uzorkovanje vazduha iz oba ventilaciju haube i iz izdisanje krug, ako je pacijent na ventilator, procijeniti ¹³Kolorado₂-obogaćivanje. Kao oporavak nastaje kao posljedica metaboličkih procesa ¹³Kolorado₂ nije jednako kratko vrijeme infuzije izotopa da ispravi nepotpun potrebe oporavka ispravljanje faktor. Čak iu slučajevima opisanim u literaturi, kada je oporavak vrednovani u 80%, a idealno bi trebalo identifikovane su posebno za svaku studiju stanovništvo ili klinički slučaj, jer njegova vrijednost može varirati. Jedan od načina ocjenjivanja - obavljanje kratko (u roku od 2 sata) infuziju označeni natrijum bikarbonata neposredno pred upravom oznakom leucina.

Dodatna prednost ovog pristupa je pružiti procjene CO₂ bez držanja indirektne kalorimetrije.

Air Collection u dah To je složen proces, pa je predložio da nova studija dizajna. Dakle, kao što je leucin oksidacije na kraju dovodi do nepovratnog gubitka aminokiselina, neki istraživači procenjuju oksidacije [¹³C] leucin određivanjem mokraćnog azota izlučivanje tijekom infuzije [¹³C] leucin bez uzorkovanje zraka.

Alternativno, umjesto oznakom leucin To se može davati označen fenilalanin. S obzirom da je esencijalna aminokiselina, njegov metabolizam je sličan metabolizam leucina. Jedina razlika - uvođenje L [slon²H₄] Fenilalanin neposredni proizvod oksidacije je L [slon²H₄] Tirozin, što se može utvrditi u plazmi. Odnos [²H₄] Tirozin na [²H₅] Fenilalanin pokazuje da dio proizvodnje tirozin, koji je zbog oksidacije fenilalanin. Glavno ograničenje ovog pristupa je potreba da se kombinirati s uvođenjem posebnog tracer, na primjer 13C, u molekulu tirozin za određivanje Ra ukupno tirozin.

Uprkos činjenici da moderne metode (Npr, plinske kromatografije-masene spektrometrije) omogućavaju da se utvrdi akumulacije izotopa manje od 100 .mu.l plazme, uzimanje uzoraka krvi je teško iz etičkih razloga (ako je izazvalo postavljanje katetera samo potrebu izotopa infuzije, umjesto zanima kliničko praćenje). Ovo je postalo osnova za traženje alternativnih metoda. Slična parametri su dobiveni obogaćivanja [¹³C] leucin plazmi i urinu. Kasnije, Darling et al. pokazala je mala razlika u obogaćivanju plazme i urina, karakterističan za nekoliko aminokiselina. To se može objasniti prisustvo značajnih D- [13C] amino zagađivača su komercijalno dostupni tragača.

Pojava ovih nečistoća u urinu - rezultat preferencijalnog D-aminokiselina izlučivanja od strane bubrega tubula, međutim, osigurati optičku čistoću (100%) označenih aminokiselina prije sakupljanja urina.

Da pojasni propis kinetika proteina u novorođenčadi leucina kinetike je studirao pod različitim uvjetima. Otkriveno je da inzulin u novorođenčadi sa VLBW, kao i kod odraslih, inhibira proteolize i smanjuje sintezu proteina. Kao što je prikazano od strane studije nedonoščadi sa sindromom respiratornog distresa, rano (počinje sa prvog dana života), intravenske aminokiselina u odnosu na tradicionalne infuziju glukoze vodi samo da se poboljša proteina balans stimulacijom njegovu sintezu. Odgovor na postepeno povećanje doze aminokiseline je studirao klinički stabilan nedonoščadi u prvoj sedmici života, za razliku od proteolize primijećeni u zdrav pojam novorođenčadi, suzbijanje zavisnosti od doze, endogene stopa akumulacije leucina ne ovisi o uvođenju aminokiselina.

Od glutamina u otopini u odnosu nestabilan, tradicionalno koriste za parenteralnu ishranu rješenja aminokiselina ne sadrže glutamin. Osim toga, glutamin može biti "uslovno neophodan" u situacijama koje uključuju značajan stres, na primjer u slučaju djece s VLBW primaju parenteralnu ishranu. Utvrđeno je da je administracija glutamina obogaćenog pripreme za parenteralnu ishranu smanjuje oksidaciju leucina i proteina propadanja u prijevremenog djece u parenteralne prehrane.