Използване левцин, фенилаланин метаболизъм за оценка протеин

Интравенозна инфузия през 4-6 часа обогатен L- [1-¹³C] левцин (> 95% ¹³C) се превърна в начин на оценяване избор кинетика протеин в човешкото тяло. Тъй като левцин е основна аминокиселина, източник на свободен немаркиран левцин присъства в плазмата може да бъде само екзогенен левцин приема с храна или интравенозно (I), или свободен левцин, резултат от протеин разбивка (В) в тялото.
По този начин, Ra = I + V. От друга страна, левцин може да се подложи само окисляване (за CO₂ и урея) или протеини, участващи в синтеза на (S, освобождаване или неокислително левцин, NOLD).

По време на инфузия на [¹³C] левцин белязани молекули на левцин набъбват свободното leucin притегляне, повтаряйки пътя небелязан левцин молекули. Чрез окисляване [¹³C] левцин появява в издишвания въздух ¹³CO₂, и протеиновия синтез води до включване на [¹³C] левцин в протеини на организма.

разтваряне [¹³C] левцин в естествен басейн, наречена левцин неговото обогатяване, тъй като [¹³C] левцин вече съществува в малки количества и само следи от инфузия води до увеличаване на левцин басейн над оригиналното съдържание в организма. В стабилно състояние ¹³C-обогатяване на басейна на безплатен курс левцин инфузия отразява съотношението [¹³C] левцин (I), Ra да левцин.

По този начин, Ra (микромола / кг / мин) може да се изчисли от разреждане [¹³C] левцин. Ra = I [(EI / Ep) - 1], където Ei и Ер (в излишък, мол%) - 13 С-обогатяване в въведен разтвор и плазмата (съответно) в стабилно състояние, и аз - скорост следа инфузия (ммол / кг / мин). Тъй Ra = I + В, тогава В = Ra - I. Когато полученото състояние на постоянна концентрация левцин през цялото време на експеримента Ra = Rd. Чрез събиране на издишания въздух може да се определи левцин окисление (Ох).

Дисплей включващи левцин синтеза на протеини може да се изчисли по формулата: NOLD = Ra - Ox. Всички данни могат да бъдат екстраполирани за определяне на абсолютната скорост на синтез, окисление и разцепване общото телесно протеин (грама протеин / кг / ден), тъй като е известно, че един грам телесно протеин съдържа 610 микромола левцин. Инфузия [13С] левцин необходимо да се инсталират две интравенозни катетри: он (кратко) катетър обикновено въведени в антекубиталната вена за приложение на белязан [¹³C] левцин, а другият - в контралатералния повърхностна вена за кръвни тестове.

По време на инфузия, изотоп страна намира нагрята подложка за създаване на ефекта на "артериализиране венозна" кръв, предназначени да отразяват по-точно промените в артериалното смесени.

Някои от допусканията на модела [¹³C] левцин:
- Липсата на ефект изотоп
- Липса на ефект на метаболитен индикаторния инжектира
- фракция произведени ¹³CO₂, който се редуцира при дишане е известен
- Липса на "рециклиран" индикаторния
- Изходът за следящият индикатор (дори в случаите, когато един белязан въглероден) е еквивалентна на края на молекулата
- Пуул левцин в плазмата отразява вътреклетъчен басейн

левцин модел се основава на редица предположения, повечето от които се издигаха две десетилетия интензивни проверки и потвърди тяхната точност. Например, няма съмнение, че протеиновата синтеза не е в плазмата и в вътреклетъчното пространство.

Вярно е прекурсор синтез левцин протеин е тРНК свързан левцин, натрупване и оценка на изотопа в вътреклетъчното пространство предполага, етични и технически трудности, свързани с приема като биопсия материал и поведение отнема много време процес на екстракция непокътнат тРНК обвързани левцин. Вместо това натрупване се оценява чрез изотоп басейн-ketoisocaproate (ОЗИ), кето киселини с левцин, което може да се нарече заместител за група от тРНК свързан левцин.

по време на инфузия [¹³C] левцин той незабавно transaminiruetsya в кето киселина (¹³C-ОЗИ), попадащи в вътреклетъчното пространство, и е известно, че ОЗИ е в свободна равновесие с плазма ОЗИ. Тъй ОЗИ се получава само от левцин и произвежда само вътреклетъчно 13C-ОЗИ може да действа като подходящ заместител на вътреклетъчния басейн левцин. номер ¹³C-ОЗИ могат лесно да бъдат идентифицирани. Установено е, че натрупването в плазмата ¹³KIS-C се среща в около 10-20% по-бавно от натрупването на левцин. Изследвания на тъканни биопсии, проведени с участието на хора и използването на множество белязани атоми ОЗИ и левцин, както и изследвания върху животни показват, че ОЗИ е надежден отражение на използването на левцин прекурсор басейн за синтеза на протеини. Натрупване (обогатяване) изотопи са оценени чрез масова спектрометрия технология.

IRMS се използва за определяне на много малък натрупване (ексцес < 0,01 моль%) в относительно чистых газах (например, накопление ¹³C в издишвания СО₂), Докато газова хроматография-масова спектрометрия се използва за определяне на по-значителни спестявания (ексцес > 0.1 мол%) в органични молекули в сложни структури (като плазма левцин или ОЗИ). Накрая, газова хроматография-kombustion-изотопно съотношение масспектрометрия комбинира способността да се прави разлика между няколко GC "върхове" в плазмата с IRMS за определяне на много малки икономии. При този подход, газова хроматография се използва за разделяне на органични молекули в сложни структури (например, левцин плазма), когато молекулата на интерес се превръща "онлайн" чист газ (например, CO₂ при 800 ° С в пещ за горене) в бъдеще вече е подложен на анализ при използване на газ като имуномодулатори.

За да се оцени окислението левцин Трябва да се държи непряка калориметрия за сметка на цялото производство на CO₂ и вземане на проби на въздуха от двете вентилационния капак и от издишване верига, ако пациентът е на вентилатор, за да се оцени ¹³CO₂-обогатяване. Както възстановяване произведени в резултат на метаболитните процеси ¹³CO₂ не е равно на времето кратки инфузии изотоп за коригиране на непълни нужди за възстановяване на коригиращ фактор. Дори в случаите, описани в литературата, когато възстановяването е оценена в 80%, а в идеалния случай би трябвало да се идентифицират отделно за всяко изследване на населението или клиничен случай, тъй като стойността му може да варира. Един от начините за оценка - провеждане на кратко (в рамките на 2 часа) инфузия белязан разтвор на натриев бикарбонат, непосредствено преди приложение на белязан левцин.

Допълнително предимство на този подход е, да предоставят оценки на CO₂ без да притежава непряко калориметрия.

Air Collection на дъх Това е сложен процес, така че беше предложена новия дизайн проучване. Така че, като левцин окисление в крайна сметка води до необратима загуба на аминокиселини, някои изследователи оценяват окисление на [¹³C] левцин чрез определяне на екскреция азот по време на инфузия [¹³C] левцин без вземане на проби въздух.

Алтернативно, вместо белязан левцин Той може да се прилага белязан фенилаланин. Тъй като е основна аминокиселина, неговия метаболизъм е подобен на метаболизма на левцин. Единствената разлика - въвеждане на L- [Пръстен²Н₄] Фенилаланин незабавно продукт на окисление е L- [Пръстен²Н₄] Тирозин, която може да бъде определена в плазмата. Съотношението на [²Н₄] Тирозин на [²Н₅] Фенилаланин отразява факта, че част от производството на тирозин, което се дължи на окислението на фенилаланин. Основното ограничение на този подход е необходимостта да се комбинира с въвеждането на отделна изотоп, например 13С, в молекулата тирозин за определяне Ra общо тирозин.

Въпреки факта, че съвременни методи (Например, газ хроматография-мас спектрометрия) позволяват да се определи натрупването на изотопно-малко от 100 мкл плазма, кръвна проба е трудно по етични причини (ако настройка на катетъра се причинява само от необходимостта на инфузията с изотоп, вместо интересува клинично наблюдение). Това се превръща в основа за търсенето на алтернативни методи. Подобни параметри бяха получени чрез обогатяване [¹³C] левцин плазма и урина. По-късно, скъпи и сътр. показва малка разлика в обогатяване на плазма и урина, характеристика на няколко аминокиселини. Това може да бъде обяснено с наличието на значителен D- [13С] амино замърсители са търговски достъпни радиоактивен изотоп.

Появата на тези примеси в урината - в резултат на D-амино екскрецията преференциалната киселина от бъбречните тубули, обаче, гарантира оптичната чистота (100%) от белязаните аминокиселини преди събиране на урина.

За да се изясни регламента кинетика протеин в новородени левцин кинетика се изследва при различни условия. Той установява, че инсулин при бебета с VLBW, както и при възрастни, инхибира протеолиза и намалява синтеза на протеини. Както е показано от проучвания на недоносени деца със синдром на респираторен дистрес, рано (започвайки от първия ден на живот), интравенозно приложение на аминокиселини в сравнение с традиционните инфузия на глюкоза води само до подобряване на протеин баланс чрез стимулиране на неговия синтез. Отговорът на постепенно увеличаване на дозата на аминокиселини е изследван клинично стабилни преждевременно родени бебета в първата седмица от живота, за разлика от протеолизата, наблюдавани при здрави родени бебета, зависимо от дозата подтискане, ендогенен скоростта на натрупване на левцин не зависи от въвеждането на аминокиселини.

Тъй глутамин в разтвор относителна нестабилен, традиционно се използва за парентерално хранене разтвори на аминокиселини не съдържа глутамин. Освен това, глутамин може да бъде "условно необходима" в ситуации, включващи значително стрес, например в случай на деца с VLBW получаване на парентерално хранене. Установено е, че приложението на глутамин обогатен препарати за парентерално хранене намалява окисляването на левцин и протеин гниене при недоносени деца в парентерално хранене.