Serumski i fekalni profili aminokiselina u mačaka s kroničnom bolešću bubrega

Sažetak

Svrha studije bila je kvantificirati serumske i fekalne aminokiseline (AA) u mačaka s kroničnom bubrežnom bolešću (CKD) i usporediti ih sa zdravim mačkama. U ovu prospektivnu presječnu studiju uključeno je 35 mačaka s CKD stadijima 1–4 prema Međunarodnom društvu za bubrežne bolesti i 16 zdravih odraslih i starijih mačaka u vlasništvu klijenata. Serumi su analizirani na 25 koncentracija AA pomoću ionsko-izmjenjivačke kromatografije AA analizatora s derivatizacijom ninhidrina nakon kolone. Ispražnjeni fekalni uzorci analizirani su na 22 koncentracije AA pomoću tekućinske kromatografije s tandemskom masenom spektrometrijom. Mačke s CKD imale su niže koncentracije fenilalanina u serumu (srednja razlika ± standardna pogreška srednje vrijednosti: 12,7 ± 4,3 µM; p=0.03), treonina (29,6 ± 9,2 µM; p {{19} }.03), triptofan (18,4 ± 5,4 µM; p=0.005), serin (29,8 ± 12,6 µM; p=0.03) i tirozin (11,6 ± 3,8 µM; p {{ 37}}.01) i višim serumskim koncentracijama asparaginske kiseline (4,7 ± 2,0 µM; p=0.01), -alanina (3,4 ± 1,2 µM; p=0.01), citrulina (5,7 ± 1,6 µM; p=0.01) i taurin (109.9 ± 29.6 µM; p=0.01) u usporedbi sa zdravim mačkama. Fekalne koncentracije AA nisu se razlikovale između zdravih mačaka i mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti. 3-Metilhistidin-kreatinin nije se razlikovao između zdravih mačaka sa i bez gubitka mišića. Mačke s CKD IRIS stadijima 1-4 imaju poremećen profil aminokiselina u serumu u usporedbi sa zdravim mačkama.

Ključne riječi

mačke; kronična bolest bubrega; amino kiselina; triptofan.

Kliknite ovdje da saznate koji su učinci Cistanche

Uvod

Gubitak mišića, sa ili bez istodobnog gubitka zaliha masti, javlja se kod mačaka s kroničnom bubrežnom bolešću (CKD) i može pridonijeti gubitku težine [1,2]. Kaheksija je gubitak nemasne tjelesne mase u akutnim i kroničnim bolestima, a uzrokovana je iskorištavanjem aminokiselina (AA) iz mišića kao primarnog izvora energije [3]. Kaheksija izazvana kroničnom bubrežnom bolesti najbolje je definirana kod ljudi, uz ekstrapolaciju na veterinarske vrste. Prema studijama na modelima ljudi i štakora, kaheksija je rezultat negativnog unosa energije i povećanog katabolizma proteina sekundarno zbog metaboličke acidoze, sistemske upale i inzulinske rezistencije [4]. Uz to, CKD može uzrokovati malasimilaciju proteina kao rezultat smanjenja učinkovitosti probave proteina i smanjene apsorpcije AA u tankom crijevu [5,6]. Poremećena probava proteina povećava brojnost proteolitičkih bakterija i fermentaciju AA u prekursore uremičkih toksina [4,7,8].

Aminokiseline su potrebne za sintezu proteina. Postoji 20 proteinogenih AA, od kojih je 11 esencijalno kod mačaka. U usporedbi s neesencijalnim AK, esencijalne AK organizam ne može sintetizirati i zahtijevaju unos hranom. Prethodno je objavljeno da ljudi, psi i mačke s bubrežnom bolešću, čak i oni s ranom bolešću, imaju poremećen profil cirkulirajućih AA [9-14]. Osim toga, pokazalo se da su fekalni AA profili promijenjeni u ljudi na hemodijalizi i u modelu CKD kod glodavaca u usporedbi sa zdravim kontrolama [6,15]. Do danas nisu dokumentirane koncentracije AK ​​u fecesu i korelacija između serumskih i fekalnih koncentracija AK u mačaka s KBB-om.

Aminokiselina može biti podvrgnuta posttranslacijskim modifikacijama, kao što je fosforilacija ili metilacija, kako bi se formirale blisko povezane bioaktivne molekule. Jedna takva aminokiselina je 3- metilhistidin (3-MH), koji se sintetizira u skeletnim mišićima, otpušta u cirkulaciju tijekom razgradnje mišića i izlučuje nepromijenjen u urinu [16]. Prethodno istraživanje pokazalo je da su koncentracije 3-MH u plazmi veće u mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti u usporedbi s onima u zdravih kontrolnih mačaka, a također i u inappetentnih mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti u usporedbi s onima s normalnim apetitom [9]. Starost je povezana s gubitkom nemasne tjelesne mase kod mačaka u odsutnosti bolesti (tj. sarkopenije), a starije mačke češće imaju sarkopeniju nego mlade [17,18]. Budući da je kreatinin u serumu surogat marker mase skeletnih mišića, normalizacija 3-MH u koncentracije kreatinina (3-MH/Crea) korištena je kao biomarker izmjene mišićnih proteina kod starijih [19,20] . U veterinarskoj medicini potencijalni odnos između cirkulirajućih koncentracija 3-MH i gubitka mišića u mačaka nije prethodno procijenjen.

Pretpostavili smo da bi mačke s CKD imale poremećen profil AA u serumu i fecesu u usporedbi sa zdravim mačkama. Konkretno, pretpostavili smo da bi mačke s CKD-om imale smanjene koncentracije esencijalnih AA u serumu s istodobnim povećanim fekalnim koncentracijama tih AA, podupirući malasimilaciju proteina u tankom crijevu. Uz to, pretpostavili smo da bi omjer 3-MH/Crea pomogao u procjeni gubitka mišića kod zdravih odraslih i starijih mačaka. Kako bi se testirale ove hipoteze, primarni cilj studije bio je kvantificirati serumske i fekalne koncentracije AA u mačaka s KBB-om i usporediti ih s onima u skupini zdravih mačaka. Sekundarni cilj bio je istražiti presječni odnos 3-MH/Crea s rezultatom stanja mišića (MCS) u zdravih odraslih i starijih mačaka.

Cistanche tubulosa

Materijali i metode

1. Dizajn studije i selekcija mačaka

U ovoj prospektivnoj presječnoj studiji, zdrave odrasle i starije mačke (više od ili jednako 8 godina) i mačke kojima je dijagnosticiran CKD odabrane su od klijenata Veterinarske nastavne bolnice Sveučilišta Colorado State između 2018. i 2020. Da bi ispunile uvjete za uključivanje , mačke su prošle temeljitu procjenu koja je uključivala povijest klijenta i pregled prošlih medicinskih kartona, potpuni fizički pregled koji je obavio jedan certificirani specijalist interne medicine, CBC, biokemijski profil seruma, analizu urina, koncentraciju ukupnog tiroksina u serumu, krvni tlak Doppler i omjer proteina u mokraći prema kreatininu (ako je šipka za mjerenje proteina u mokraći veća ili jednaka 1 plus). Fizikalni pregled uključivao je 9-točku tjelesne kondicije (BCS; Nestle Purina, St. Louis, MO, SAD) i mišićne kondicije (MCS) [21,22]. Mačke s CKD-om postavljene su na temelju smjernica Međunarodnog bubrežnog interesnog društva (IRIS) [23]. Mačke su ocijenjene kao IRIS CKD stadij 1 na temelju serumskog kreatinina<1.6 mg/dL with an inadequate urinary concentrating ability (urine specific gravity (USG) ≤1.035) and either abnormal renal palpation or renal imaging findings consistent with chronic renal degenerative disease. Cats were diagnosed as IRIS CKD Stage 2–4 based on a serum creatinine >1.6 mg/dL with an inadequate urinary concentrating ability. Cats were considered healthy based on an unremarkable client history, physical examination, and normal laboratory testing including a serum creatinine ≤1.8 mg/dL and urine specific gravity (USG) >1.035. Prilikom upisa, vlasnici su zamoljeni da subjektivno procijene apetit svoje mačke pomoću 5-bodne ljestvice (0 posto, 25 posto, 50 posto, 75 posto ili 100 posto konzumiranog obroka).

Kriteriji za isključenje uključivali su komplikacije CKD-a, kao što su akutna opstruktivna bolest mokraćnog sustava, infekcija mokraćnog sustava ili nedavna hospitalizacija te dijagnoza sistemske bolesti uključujući dijabetes melitus, hipertireozu ili poznatu gastrointestinalnu bolest ili sumnju na nju (uključujući kroničnu enteropatiju koja reagira na hranu).

2. Analiza aminokiselina u serumu

Vlasnicima je naloženo da uskrate hranu svojim mačkama najmanje 12 sati prije vađenja krvi. Krv je sakupljena u sterilne neheparinizirane epruvete i nakon stvaranja ugruška centrifugirana (unutar 30 min od uzimanja uzorka) na 5000 okretaja u minuti tijekom 5 minuta. Serum je odmah sakupljen i pohranjen na -80 ◦C 0-2 tjedna prije nego što je otpremljen na suhom ledu u Texas A&M Gastrointestinalni laboratorij na analizu. Po dolasku, uzorci su odmrznuti na sobnoj temperaturi i deproteinizirani s jednakim volumenom od 5 posto (w/v) sulfosalicilne kiseline s 500 µM L-norleucina kao internog standarda. Uzorci su potom pohranjeni na 4 ◦C 10 minuta prije centrifugiranja na 10,000× g 5 minuta. Supernatant je prenesen u PVDF centrifugalni filter veličine pora od 0,2 µm i centrifugiran na 10 000 × g 5 minuta na 4 °C. Uzorci su zatim analizirani na sadržaj aminokiselina pomoću analizatora aminokiselina kromatografijom ionske izmjene s derivatizacijom ninhidrina nakon kolone (Biochrom 30 plus, Biochrom Ltd., Holliston, MA, SAD). Stotinu mikrolitara filtriranog supernatanta prebačeno je u bočice za automatsko uzorkovanje i pohranjeno na 4 ◦C najviše 48 sati prije automatiziranog ubrizgavanja 30 µL u analitičku kolonu.

Analizirane su koncentracije sljedećih 25 aminokiselina i srodnih spojeva u serumu: -alanin, L-alanin, L-arginin, L-asparagin, L-asparaginska kiselina, L-citrulin, L-glutaminska kiselina, L-glutamin, glicin, taurin , L-histidin, hidroksi-L-prolin, L-izoleucin, L-leucin, L-lizin, L-metionin, 3-MH, L-ornitin, L-fenilalanin, L-prolin, L-serin, L-treonin, L-triptofan, L-tirozin i L-valin. R2 standardnih krivulja u rasponu od 2,5 µM do 750 µM bio je veći od 0,998 za sve spojeve. Područje vrha internog standarda L-norleucina pri 250 µM bilo je unutar 2 standardne devijacije srednje vrijednosti za sve uzorke i standarde. Radni standardni kalibrator pripremljen je na 250 µM i pokretan je svakih 10 injekcija s varijacijom između rezultirajućih koncentracija manjom od 5 posto. Donje granice kvantifikacije izračunate su korištenjem najniže koncentracije na standardnoj krivulji za koju je promatrani i očekivani omjer ostao između 80-120 posto.

Koncentracije aminokiselina izračunate su pomoću softvera Biochrom BioSys V.3.0 integriranog sa softverom za obradu podataka EZChrom Elite™ VA04.08 (Agilent Technologies Inc., Santa Clara, CA, SAD).

Ekstrakt cistanče

3. Analiza fekalnih aminokiselina

Vlasnicima je naloženo da uzmu ispražnjeni uzorak izmeta od svoje mačke unutar 12 sati od defekacije i privremeno ga pohrane na 4 ◦C u zatvorenoj posudi dok se uzorak ne donese u bolnicu na ledu unutar 24 sata od uzimanja. Fekalni alikvoti su pohranjeni na -80 ◦C do analize. Nakon uključivanja u studiju, svi fekalni uzorci poslani su u vanjski laboratorij (Metabolon Inc., Morrisville, NC, SAD) na analizu tekućinskom kromatografijom s tandemskom masenom spektrometrijom. Uzorci izmeta analizirani su na sljedeće 22 AA: L-alanin, L-arginin, L-asparagin, L-asparaginska kiselina, L-citrulin, L-glutaminska kiselina, L-glutamin, glicin, L-histidin, hidroksi-L -prolin, L-izoleucin, L-leucin, L-lizin, L-metionin, L-ornitin, L-fenilalanin, L-prolin, L-serin, L-treonin, L-triptofan, L-tirozin i L- valin.

Fekalni uzorci su liofilizirani, a alikvot je izvagan. Osušeni fekalni alikvoti su zatim ekstrahirani organskim otapalom, a dio supernatanta je prebačen na čistu ploču za uzorke. Alikvoti supernatanta dodani su stabilnim označenim internim standardima (tablica S1) i podvrgnuti taloženju proteina s organskim otapalom. Dobiveni su referentni materijali za analite (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, SAD) i izotopski obilježeni interni standardi (Sigma-Aldrich, Cambridge Isotope Laboratories, CDN Isotopes). Nakon centrifugiranja, alikvot supernatanta je razrijeđen i ubrizgan u Agilent 1290/AB Sciex QTrap 5500 sustav tekućinske kromatografije-tandem masene spektrometrije opremljen C18 kolonom tekućinske kromatografije ultra-visoke učinkovitosti reverzne faze. Maseni spektrometar je radio u pozitivnom modu koristeći elektrosprej ionizaciju.

Područja vrha pojedinačnih matičnih iona analita mjerena su u odnosu na područja vrha matičnih iona odgovarajućih internih standarda u pseudo-MRM načinu rada. Kvantifikacija je provedena korištenjem ponderirane regresijske analize najmanjih kvadrata generirane iz pojačanih kalibracijskih standarda pripremljenih neposredno prije svakog izvođenja. Neobrađeni podaci prikupljeni su i obrađeni pomoću softvera SCIEX OS-MQ v1.7. Redukcija podataka provedena je pomoću programa Microsoft Excel za Office 365 v.16.

Za 22 analita panela aminokiselina korištena je jedna serija plazme za pripremu uzoraka za kontrolu kvalitete. Analiza uzorka provedena je u 96-formatu ploče s jažicama koja sadrži dvije kalibracijske krivulje i šest uzoraka za kontrolu kvalitete (po ploči) za praćenje izvedbe testa. Preciznost je procijenjena korištenjem odgovarajućih replikata kontrole kvalitete u svakom uzorku. Preciznost unutar testa (postotak CV) bila je manja ili jednaka 20 posto. Pripremljena je i obrađena jedna serija. Vrijednosti koncentracije korigirane su na temelju težine alikvota uzorka. Vrijednosti su izražene u µg/g. Donja granica kvantifikacije (LLOQ) za glutamin bila je 2,5 µg/g; za L-alanin, L-arginin, L-lizin, L-prolin, L-tirozin i L-valin, LLOQ je bio 1.0 ug/g. Za glicin, LLOQ je bio 0.75 µg/g. Za L-glutaminsku kiselinu, L-histidin, L-leucin, L-treonin i L-triptofan, LLOQ je bio 0.5 µg/g. Za L-fenilalanin i L-serin, LLOQ je bio 0.4 µg/g. Za L-asparagin, L-asparaginsku kiselinu, L-izoleucin i L-ornitin, LLOQ je bio 0.25 µg/g. Za L-citrulin, LLOQ je bio 0.2 µg/g. Za L-metionin, LLOQ je bio 0.125 µg/g. Za hidroksi-L-prolin, LLOQ je bio 0,05 µg/g.

4. Statistička analiza

Za statističku usporedbu rezultata između stadija IRIS CKD-a, mačke 1. i 2. stadija CKD-a i 3. i 4. stadija CKD-a kombinirane su, s obzirom na nekoliko mačaka 1. i 4. stadija CKD-a koje su bile uključene u studiju.

Histogrami i QQ dijagrami mjerenja AA kod zdravih mačaka i mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti potvrdili su pretpostavku o približnoj normalnosti. Ispitivanje boxplotova pokazalo je da su mjerenja kod mačaka s kroničnim bubrežnim poremećajem često bila varijabilnija nego kod zdravih mačaka. Stoga je korišten Welchov test za usporedbu kontinuiranih varijabli između dviju neovisnih skupina (tj. zdravih mačaka i mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti). Jednosmjerna Welchova ANOVA s Holm-Sidakovim testom višestrukih usporedbi korištena je za usporedbu varijabli između tri neovisne skupine (tj. zdrave mačke; mačke 1. i 2. stupnja CKD; i mačke 3. i 4. stadija CKD). Osim toga, izračunat je Spearmanov koeficijent korelacije (rho) kako bi se procijenila korelacija između serumskih i fekalnih koncentracija AA i koncentracije kreatinina u serumu, između serumskih koncentracija kreatinina i 3-MH koncentracija te između serumskih i fekalnih koncentracija AA. Prilagodljiva metoda Benjaminija, Kriegera i Yekutielija [24] korištena je za kontrolu stope lažnih otkrića, s q-vrijednošću postavljenom na 5 posto. Za statističku analizu, svi uzorci koji nisu imali mjerljivu koncentraciju prijavljeni su kao 0. Kada je bila dostupna, apsolutna vrijednost korištena je za uzorke s koncentracijom ispod ili iznad granice kvantifikacije. Koristeći prijavljene standardne devijacije koncentracija AA u plazmi kod zdravih mačaka i mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti [9], provedena je analiza kako bi se odredila minimalna razlika za svaki AA koja se može otkriti s veličinom uzorka u našem istraživanju (16 za zdrave mačke; 26 mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti ). Analizom je dobivena minimalna razlika koja se može otkriti za svaki AA sa snagom od 80 posto i alfa od {{20}}.05. Na temelju analize, minimalna razlika koja se može otkriti je razlika od jedne standardne devijacije. Statistička analiza provedena je korištenjem statističkih softverskih programa (GraphPad Prism 9.2.0; GraphPad Software, La Jolla, CA, i SAS 9.4; SAS Institute, Cary, NC, SAD). Korigirana p-vrijednost < 0,05 smatrana je značajnom.

Cistanche kapsule

Rasprava

U ovoj smo studiji mjerili serumske i fekalne koncentracije AA kako bismo usporedili profile između zdravih odraslih i starijih mačaka te mačaka s KBB-om. Prvo, otkrili smo da CKD mačke imaju poremećen profil AA u serumu; posebice, mačke s kroničnom bubrežnom bolesti imale su niže koncentracije tri esencijalne (fenilalanin, treonin, triptofan) i dvije neesencijalne AA (serin, tirozin) u serumu u usporedbi sa zdravim mačkama. Promjene u profilima AA u serumu pojavile su se u mačaka s ranim stadijem bolesti (IRIS stadij 1 i 2), a veličina abnormalnosti bila je veća u mačaka s kasnim stadijem CKD (IRIS stadij 3 i 4) za nekoliko AA (asparaginska kiselina, - alanin, citrulin, leucin, fenilalanin, serin, taurin, triptofan, valin). Drugo, suprotno našoj hipotezi, nismo pronašli značajne razlike u fekalnim koncentracijama AA između zdravih mačaka i mačaka s KBB-om. Ovo sugerira da malasimilacija proteina i kasniji gubitak AA u izmetu možda nisu glavni doprinos značajno poremećenom profilu AA u serumu u mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti. Drugi potencijalni uzroci promjena statusa AA u serumu kod mačaka mogu uključivati ​​neadekvatan unos energije i povećani katabolizam proteina kao što je ranije objašnjeno, uz gubitak AA mokraćom zbog tubularne disfunkcije, smanjeni bubrežni metabolizam odabrane AA i promijenjeni metabolizam AA kao posljedica sistemske upale [25,26]. Većina mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti u ovoj studiji imala je odgovarajući apetit prema rezultatima apetita dobivenim pri uključivanju; međutim, ovaj sustav bodovanja je subjektivan i izračunavanje dnevnog unosa kalorija nije bilo moguće na temelju pruženih informacija. Stoga se neadekvatan unos ne može isključiti kao čimbenik koji pridonosi poremećenom profilu AA u ovih mačaka s KBD-om. Na kraju, otkrili smo da se 3-omjeri MH/Crea ne razlikuju značajno između zdravih odraslih i starijih mačaka sa i bez gubitka mišića.

Prethodno istraživanje procijenilo je koncentracije AA u plazmi prije obroka kod mačaka s KBB-om i pokazalo je abnormalan profil AA u plazmi kod mačaka s KBD-om u usporedbi sa zdravim mačkama [9]. Naše je istraživanje pokazalo nekoliko sličnih razlika u koncentracijama AA između zdravih mačaka i mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti. Obje studije su pokazale značajno niže koncentracije triptofana i tirozina, te više koncentracije citrulina u mačaka s KBB-om u usporedbi sa zdravim mačkama [9]. Općenito, postoji dobra ponovljivost koncentracija metabolita u plazmi i serumu ljudi; međutim, neke koncentracije AA (tj. arginin, serin, fenilalanin, glicin) mogu biti više u serumu [27]. Stoga treba biti oprezan pri izravnoj usporedbi nalaza između naše studije i prethodne studije koja je mjerila koncentracije AA u plazmi.

Za neke AA, koncentracije u serumu bile su više u CKD mačaka nego u zdravih mačaka, uključujući esencijalni AA taurin i neesencijalne AA asparaginsku kiselinu, citrulin i -alanin. Koncentracije taurina i citrulina u cirkulaciji veće su kod mačaka i ljudi s disfunkcijom bubrega [9,28]. Što se tiče citrulina, ovo se otkriće pripisuje smanjenoj konverziji citrulina u arginin putem bubrega [29]. Taurin je esencijalna aminokiselina kod mačaka, za razliku od ljudi i pasa, pa je mačkama potreban unos hranom. Više koncentracije taurina u serumu mačaka s KBB-om mogu biti rezultat smanjenog izlučivanja bubrezima [30]. Razlog viših cirkulirajućih koncentracija -alanina i asparaginske kiseline u CKD mačaka nije poznat; međutim, to je u skladu s obrascem cirkulirajućeg profila AA (tj. visoki neesencijalni i niski esencijalni AA) dokumentiranom kod osoba s bolešću bubrega [28,31].

Fekalne koncentracije leucina, fenilalanina, lizina, histidina, metionina, tirozina i triptofana bile su dramatično povećane kod osoba sa završnom fazom bubrežne bolesti (ESRD) koje su primale hemodijalizu u usporedbi sa zdravim kontrolnim osobama [15]. Ove neprobavljene AA u debelom crijevu bolesnika s ESRD-om mogu pogodovati proteolitičkim bakterijama koje stvaraju glavne uremičke toksine koji potiču iz crijeva, indoksil sulfat (IS) i p-krezol sulfat (PCS) [32]. Ljudi, mačke i psi nakupljaju IS, dok neke vrste nakupljaju pCS u sustavnoj cirkulaciji, a nakupljanje ovih uremičkih toksina prvenstveno je rezultat smanjene tubularne ekskrecije [33-35]. Međutim, neki teoretiziraju da malasimilacija proteina i povećanje AA u debelom crijevu također mogu pridonijeti koncentracijama u cirkulaciji favorizirajući proteolitičke bakterije u debelom crijevu [6,32]. Suprotno našoj hipotezi, naše istraživanje nije pokazalo značajne razlike u fekalnim koncentracijama AA između CKD i zdravih mačaka. Ovo dovodi u pitanje doprinos neprobavljenih AA u akumulaciji cirkulirajućeg IS i pCS u mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti. Nedostatak razlika u fekalnim koncentracijama AA može biti posljedica naše populacije pacijenata. Većina mačaka u našoj studiji bila je klinički stabilna, a kohorta naše studije imala je premalo mačaka u stadiju 4 CKD (n=4) da bi se napravila smislena usporedba. Drastičnije razlike u fekalnom profilu AA mogle bi se bolje cijeniti kod mačaka sa završnim stadijem CKD.

Mjerili smo koncentracije 3-MH u serumu kod zdravih mačaka i mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti. Kao što je i očekivano, otkrili smo da mačke s kroničnom bubrežnom bolesti imaju više koncentracije 3-MH u serumu u usporedbi sa zdravim mačkama iz kontrolne skupine, te da koncentracije 3-MH u serumu pozitivno koreliraju s koncentracijama kreatinina u serumu. Ovo je slično nalazima prethodnih studija na mačkama, psima i ljudima, koja su otkrila da su koncentracije 3-MH u plazmi ili serumu bolesnika s KBB-om bile više nego u zdravih kontrolnih osoba [9,11,28]. Ovaj se nalaz pripisuje smanjenom bubrežnom izlučivanju 3-MH u bolesnika s KBB-om. Iz tog razloga, nismo izvršili omjer 3-MH/Crea u CKD mačaka s gubitkom mišića jer je kreatinin zbunjujući faktor. Kako bi se istražilo mogu li se omjeri 3-MH/Crea koristiti kao marker degradacije skeletnih mišića kod zdravih odraslih i starijih mačaka, omjeri 3-MH/Crea uspoređeni su između mačaka s i onih bez gubitka mišića. MCS dobiven od strane jednog veterinara korišten je za procjenu mišićne mase u ovoj skupini mačaka. Procjena MCS-a je jednostavna i neinvazivna za obučene osobe za izvođenje u kliničkom okruženju i utvrđeno je da ima značajnu ponovljivost i umjerenu ponovljivost između promatrača [36]. Zdrave mačke s blagim do umjerenim gubitkom mišića subjektivno su imale više srednje omjere 3-MH/Crea od onih bez gubitka mišića, ali ovaj nalaz nije bio statistički značajan, što se pripisuje maloj veličini uzorka i potencijalno varijabilnom unosu proteina u ovom studijska kohorta [20,37]. Upotreba 3-MH kao biomarkera degradacije skeletnih mišića kod mačaka zahtijeva daljnje istraživanje.

Za suzbijanje kaheksije u osoba s KBB-om, kliničari preporučuju povećanje tjelesne aktivnosti, liječenje metaboličke acidoze i uklanjanje upalnih čimbenika koji se mogu ispraviti (npr. crijevne bolesti) kako bi se smanjio katabolizam proteina. Osim toga, važno je optimizirati nutritivnu terapiju. Slično kao i kod ljudi, smanjenje unosa proteina korištenjem visoko probavljivog izvora proteina i održavanje odgovarajućeg kalorijskog unosa glavni su oslonac liječenja mačaka s KBB-om [38,39]. Prethodno istraživanje na mačkama s IRIS stupnjem 1 i 2 CKD pokazalo je da povećani unos esencijalnog AA treonina korištenjem renalne terapijske dijete s ograničenim unosom proteina (6,7 g/100 kcal) tijekom 6 mjeseci održava nemasnu tjelesnu masu (Hill's Prescription Diet k/d Feline s piletinom, Hill's Pet Nutrition, Topeka, KS, SAD) [40]. Profili aminokiselina prije i nakon prijelaza na prehranu nisu procijenjeni u ovih mačaka. Otkrili smo da je treonin nizak u serumu mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti u usporedbi sa zdravim kontrolnim mačkama, što dodatno podupire potencijalnu dobrobit dodavanja ove AA u mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti. Kod ljudi na hemodijalizi, oralni nutraceutik koji se koristi za opskrbu kalorija iz makronutrijenata, uključujući proteine ​​u obliku AA i peptida, poboljšao je većinu koncentracija AA u serumu [41]. Na temelju ovih studija, renalna terapeutska dijeta obogaćena esencijalnim AA mogla bi biti korisna kod mačaka s KBD-om u nadi da će održati nemasnu tjelesnu masu i potencijalno poboljšati koncentracije AK ​​u serumu; međutim, potonje tek treba razjasniti.

Cistanche prah

Ova studija ima ograničenja. Što se tiče populacije mačaka, kontrolna skupina nije bila dobno usklađena sa skupinom s kroničnom bubrežnom bolesti zbog nemogućnosti pronalaska zdravih starijih mačaka<14 years of age in the referral hospital population. As a result, the healthy control cats were significantly younger than the CKD cats, which may have affected our conclusions. In people, serum AA profiles differ between the young and elderly, and therefore, the deranged serum AA profile in CKD cats in comparison to the healthy controls may be explained in part by age [42,43]. Second, our results reflect only a single time-point and are not representative of dynamic changes that may occur in circulating or fecal AA concentrations. Third, deproteinization of serum was not performed until after freezing and just before analysis within 2 weeks of collection. Deproteinization prevents losing AA by co-precipitation with other serum proteins, therefore this may have impacted our results, especially for sulfur-containing AAs (methionine, taurine) [44]. However, all samples were handled similarly, so any effect should have been standardized across all samples. Lastly, all healthy cats and the majority of CKD cats (21/26) were fasted before blood collection. In cats, there is a mild postprandial rise in plasma AA concentrations, and the magnitude of the postprandial rise varies based on the AA concentration of the diet and feeding regimen [45–47]. Therefore, the fed state of these five CKD could have affected results to an unknown degree.

Zaključci

Mačke s IRIS stadijima 1–4 CKD imaju niže koncentracije nekih esencijalnih AA u serumu u usporedbi sa zdravim zrelim odraslim i starijim mačkama, pa stoga poremećeni profili AA u serumu u mačaka s CKD-om mogu poslužiti kao terapeutski cilj dijetalnog upravljanja. Koncentracije AA u fecesu nisu se značajno razlikovale između KBD i zdravih mačaka, pa stoga fekalno izlučivanje AK ​​nije vjerojatno glavni doprinos poremećenim profilima AA u serumu dokumentiranim u KBB mačaka. Koncentracije 3-MH u serumu veće su u mačaka s kroničnom bubrežnom bolesti nego u zdravih kontrola, a ovaj se nalaz pripisuje smanjenom izlučivanju putem bubrega. 3-Omjeri MH/Crea nisu bili značajno viši u zdravih mačaka s gubitkom mišića u usporedbi s onima s normalnom mišićnom masom; međutim, s obzirom na malu veličinu uzorka, opravdana je daljnja procjena.

Reference

1. Summers, S.; Quimby, JM; Phillips, RK; Stockman, J.; Izaija, A.; Lidbury, JA; Steiner, JM; Suchodolski, J. Preliminarna procjena koncentracije fekalnih masnih kiselina u mačaka s kroničnom bolešću bubrega i korelacija s indoksil sulfatom i p-krezol sulfatom. J. Vet. intern. Med. 2020, 34, 206–215. [CrossRef]

2. Freeman, LM; Lachaud, MP; Matthews, S.; Rhodes, L.; Zollers, B. Procjena gubitka težine tijekom vremena u mačaka s kroničnom bubrežnom bolešću. J. Vet. intern. Med. 2016, 30, 1661–1666. [CrossRef]

3. Freeman, LM Kaheksija i sarkopenija: novi sindromi od važnosti kod pasa i mačaka. J. Vet. intern. Med. 2012, 26, 3–17. [CrossRef]

4. Zha, Y.; Qian, Q. Proteinska prehrana i pothranjenost u CKD i ESRD. Nutrients 2017, 9, 208. [CrossRef]

5. Bammens, B.; Verbeke, K.; Vanrenterghem, Y.; Evenepoel, P. Dokazi za poremećenu asimilaciju proteina kod kroničnog zatajenja bubrega. Kidney Int. 2003, 64, 2196–2203. [CrossRef]

6. Liu, Y.; Li, J.; Yu, J.; Wang, Y.; Lu, J.; Shang, EX; Zhu, Z.; Guo, J.; Duan, J. Poremećaj metabolizma crijevnih aminokiselina tijekom progresije CKD povezan je s disbiozom crijevne mikrobiote i promjenom metagenoma. J. Pharm. Biomed. analno 2018, 149, 425–435. [CrossRef]

8. Gryp, T.; Huys, GRB; Joossens, M.; Van Biesen, W.; Glorieux, G.; Vaneechoutte, M. Izolacija i kvantifikacija crijevnih bakterija koje stvaraju prekursore uremičnog toksina u bolesnika s kroničnom bubrežnom bolešću. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 1986. [CrossRef]

9. Graboski, AL; Redinbo, MR Probavni uremijski toksini vezani za proteine. Toxins 2020, 12, 590. [CrossRef]

9. Goldstein, RE; Marks, SL; Cowgill, LD; Kass, PH; Rogers, QR plazma profili aminokiselina u mačaka s prirodno stečenim kroničnim zatajenjem bubrega. Am. J. Vet. Res. 1999, 60, 109–113.

10. Parker, VJ; Fascetti, AJ; Klamer, BG Status aminokiselina u pasa s nefropatijom koja gubi proteine. J. Vet. intern. Med. 2019, 33, 680–685. [CrossRef]

11. Hansen, B.; DiBartola, SP; Žvakati, DJ; Browner, C.; Berrie, HK Profili aminokiselina u pasa s kroničnim zatajenjem bubrega hranjenih dvije dijete. Am. J. Vet. Res. 1992., 53, 335–341.

12. Kumar, MA; Bitla, AR; Raju, KV; Monohar, SM; Kumar, VS; Narasimha, S. Profil aminokiselina razgranatog lanca u ranoj kroničnoj bolesti bubrega. Saudi J. Kidney Dis. Transpl. 2012, 23, 1202–1207.

13. Zeng, L.; Yu, Y.; Cai, X.; Xie, S.; Chen, J.; Zhong, L.; Zhang, Y. Razlike u fenotipovima aminokiselina u serumu među pacijentima s dijabetičkom nefropatijom, hipertenzivnom nefropatijom i kroničnim nefritisom. Med. Sci. Monit. 2019, 25, 7235–7242. [CrossRef]

14. Laidlaw, SA; Berg, RL; Kopple, JD; Naito, H.; Walker, WG; Walser, M. Obrasci razina aminokiselina u plazmi natašte kod kronične bubrežne insuficijencije: rezultati iz faze izvedivosti studije modifikacije prehrane kod bubrežne bolesti. Am. J. Kidney Dis. 1994, 23, 504–513. [CrossRef]

15. Liu, S.; Liang, S.; Liu, H.; Chen, L.; Sun, L.; Wei, M.; Jiang, H.; Wang, J. Profiliranje metabolita izmeta i seruma u pacijenata na hemodijalizi i učinak tableta medicinskog ugljena. Bubrežni krvni tlak. Res. 2018, 43, 755–767. [CrossRef]

16. Kochlik, B.; Gerbracht, C.; Grune, T.; Weber, D. Utjecaj prehrambenih navika i konzumacije mesa na 3-metilhistidin u plazmi—potencijalni marker za promet mišićnih proteina. Mol. Nutr. Food Res. 2018, 62, e1701062. [CrossRef]

17. Hall, JA; Jackson, MI; Farace, G.; Yerramilli, M.; Jewell, DE Utjecaj prehrambenih sastojaka na postotak mršavog tijela, koncentracije uremičnog toksina i funkciju bubrega kod starijih odraslih mačaka. Metaboliti 2019, 9, 238. [CrossRef]

18. Hall, JA; Yerramilli, M.; Obare, E.; Yerramilli, M.; Jewell, DE Usporedba serumskih koncentracija simetričnog dimetilarginina i kreatinina kao biomarkera funkcije bubrega u zdravih gerijatrijskih mačaka hranjenih hranom sa smanjenim unosom proteina obogaćenom ribljim uljem, L-karnitinom i trigliceridima srednjeg lanca. Veterinar. J. 2014, 202, 588–596. [CrossRef]

20. Patel, SS; Molnar, MZ; Tayek, JA; Ix, JH; Noori, N.; Benner, D.; Heymsfield, S.; Kopple, JD; Kovesdy, CP; Kalantar-Zadeh, K. Kreatinin u serumu kao marker mišićne mase u kroničnoj bubrežnoj bolesti: rezultati presječne studije i pregled literature. J. Cachexia Sarcopenia Muscle 2013, 4, 19–29. [CrossRef]

21. Kochlik, B.; Stuetz, W.; Pérès, K.; Feart, C.; Tegner, J.; Rodriguez-Manas, L.; Grune, T.; Weber, D. Povezanost 3-metilhistidina u plazmi sa statusom slabosti u francuskim kohortama Inicijative FRAILOMIC. J. Clin. Med. 2019, 8, 1010. [CrossRef]

21. Peterson, ME; Castellano, CA; Rishniw, M. Procjena tjelesne težine, stanja tijela i stanja mišića u mačaka s hipertireozom. J. Vet. intern. Med. 2016, 30, 1780–1789. [CrossRef]

22. Ocjena stanja mišića—Kat. Dostupno na internetu: https://wsava.org/global-guidelines/global-nutrition-guidelines/ (pristupljeno 18. siječnja 2022.).

23. IRIS Staging CKD. Dostupno na internetu: http://www.iris-kidney.com/guidelines/staging.html (pristupljeno 18. siječnja 2022.).

24. Benjamini, Y.; Krieger, AM; Yekutieli, D. Adaptivni linearni postupci povećanja koji kontroliraju stopu lažnog otkrivanja. Biometrika 2006, 93, 491–507. [CrossRef]

25. van de Poll, MCG; Soeters, PB; Deutz, NEP; Fearon, KCH; Dejong, CHC Bubrežni metabolizam aminokiselina: njegova uloga u međuorganskoj razmjeni aminokiselina. Am. J. Clin. Nutr. 2004., 79, 185–197. [CrossRef]

26. Suliman, ME; Qureshi, AR; Stenvinkel, P.; Pecoits-Filho, R.; Barany, P.; Heimburger, O.; Anderstam, B.; Ayala, ER; Filho, JCD; Alvestrand, A.; et al. Upala pridonosi niskim koncentracijama aminokiselina u plazmi u bolesnika s kroničnom bubrežnom bolešću. Am. J. Clin. Nutr. 2005., 82, 342–349. [CrossRef]

27. Yu, Z.; Kastenmüller, G.; On, Y.; Belcredi, P.; Moller, G.; Prehn, C.; Mendes, J.; Wahl, S.; Roemisch-Margl, W.; Ceglarek, U.; et al. Razlike između profila metabolita ljudske plazme i seruma. PLoS ONE 2011, 6, e21230. [CrossRef]

28. Ceballos, I.; Chauveau, P.; Guerin, V.; Bardet, J.; Parvy, P.; Kamoun, P.; Jungers, P. Rane promjene slobodnih aminokiselina u plazmi kod kroničnog zatajenja bubrega. Clin. Chim. Acta 1990, 188, 101–108. [CrossRef]

29. Bouby, N.; Hassler, C.; Parvy, P.; Bankir, L. Renalna sinteza arginina u kroničnom zatajenju bubrega: In vivo i in vitro studije na štakorima s 5/6 nefrektomijom. Kidney Int. 1993, 44, 676–683. [CrossRef]

30. Suliman, ME; Bárány, P.; Filho, JC; Lindholm, B.; Bergstrom, J. Akumulacija taurina u pacijenata sa zatajenjem bubrega. Nefrol. Biraj. Transpl. 2002, 17, 528–529. [CrossRef]

32. Bergström, J.; Alvestrand, A.; Fürst, P. Slobodne aminokiseline u plazmi i mišićima u bolesnika na hemodijalizi bez proteinske pothranjenosti. Kidney Int. 1990., 38, 108–114. [CrossRef]

32. Wong, J.; Piceno, YM; DeSantis, TZ; Pahl, M.; Andersen, GL; Vaziri, ND Ekspanzija crijevne mikrobiote koja sadrži ureazu i urikazu, stvara indol i p-krezol i kontrakcija crijevne mikrobiote koja proizvodi kratkolančane masne kiseline u ESRD. Am. J. Nephrol. 2014, 39, 230–237. [CrossRef]

33. Summers, SC; Quimby, JM; Izaija, A.; Suchodolski, JS; Lunghofer, PJ; Gustafson, DL Fekalni mikrobiom i serumske koncentracije indoksil sulfata i p-krezol sulfata u mačaka s kroničnom bolešću bubrega. J. Vet. intern. Med. 2018, 33, 662–669. [CrossRef]

34. Cheng, FP; Hsieh, MJ; Chou, CC; Hsu, WL; Lee, YJ Detekcija razina indoksil sulfata kod pasa i mačaka koji pate od prirodno nastale bolesti bubrega. Veterinar. J. 2015, 205, 399–403. [CrossRef]

35. Lin, CN; Wu, IW; Huang, YF; Peng, SY; Huang, YC; Ning, HC Mjerenje ukupnog i slobodnog indoksil sulfata i p-krezil sulfata u serumu kod kronične bolesti bubrega pomoću UPLC-MS/MS. J. Food Drug Anal. 2018, 27, 502–509. [CrossRef]

36. Freeman, LM; Michel, KE; Zanghi, BM; Boler, BMV; Fages, J. Korisnost ocjene stanja mišića i ultrazvučnih mjerenja za procjenu mišićne mase u mačaka s kaheksijom i sarkopenijom. Am. J. Vet. Res. 2020, 81, 254–259. [CrossRef]

37. Rebholz, CM; Zheng, Z.; Grams, ME; Appel, LJ; Sarnak, MJ; Inker, LA; Levey, AS; Coresh, J. Serumski metaboliti povezani s unosom proteina u prehrani: Rezultati randomiziranog kliničkog ispitivanja Modifikacije prehrane kod bubrežne bolesti (MDRD). Am. J. Clin. Nutr. 2019, 109, 517–525. [CrossRef]

38. Sparkes, AH; Caney, S.; Chalhoub, S.; Elliott, J.; Finch, N.; Gajanayake, I.; Langston, C.; Lefebvre, HP; White, J.; Quimby, J. Konsenzusne smjernice ISFM-a o dijagnostici i liječenju kronične bolesti bubrega kod mačaka. J. Feline Med. Surg. 2016, 18, 219–239. [CrossRef]

39. Dijeta za mačke s kroničnom bubrežnom bolešću. Dostupno na mreži: http://www.iris-kidney.com/education/protein_restriction_ feline_ckd.html#:~{}:text= Na temelju postotka 20na postotku 20dokaza postotka 20od postotka 20kliničkog, farmaceutskog postotka 20do postotka 20upravljanja postotkom 20medicinskog postotka 20 stanja (pristupljeno 18. siječnja 2022.).

40. Hall, JA; Fritsch, DA; Jewell, DE; Burris, PA; Gross, KL. Mačke s IRIS stupnjem 1 i 2 kronične bubrežne bolesti održavaju tjelesnu težinu i nemasnu mišićnu masu kada se hrane hranom s povećanom kalorijskom gustoćom i povećanom koncentracijom karnitina i esencijalnih aminokiselina. Veterinar. Rec. 2019, 184, 190. [CrossRef]

42. Małgorzewicz, S.; Gał ˛ezowska, G.; Cieszy ´ska-Semenowicz, M.; Ratajczyk, J.; Wolska, L.; Rutkowski, P.; Jankowska, M.; Rutkowski, B.; Debska-Slizien, A. Profil aminokiselina nakon oralnih dodataka prehrani u bolesnika na hemodijalizi s gubitkom proteinske energije. Nutricionizam 2019, 57, 231–236. [CrossRef]

43. Timmerman, KL; Volpi, E. Metabolizam aminokiselina i regulatorni učinci u starenju. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Njega 2008, 11, 45–49. [CrossRef]

43. Sarwar, G.; Botting, HG; Collins, M. Usporedba profila aminokiselina u serumu natašte mladih i starijih subjekata. J. Am. Coll. Nutr. 1991, 10, 668–674. [CrossRef]

44. Phipps, WS; Jones, PM; Patel, K. Analiza aminokiselina i organskih kiselina: osnovni alati u dijagnostici urođenih grešaka metabolizma. Adv. Clin. Chem. 2019, 92, 59–103.

46. ​​Camara, A.; Verbrugghe, A.; Cargo-Froom, C.; Hogan, K.; DeVries, TJ; Sanchez, A.; Robinson, LE; Shoveller, AK Učestalost hranjenja tijekom dana utječe na hormone koji reguliraju apetit, aminokiseline, tjelesnu aktivnost i respiratorni kvocijent, ali ne i na potrošnju energije, kod odraslih mačaka koje su hranile režime tijekom 21 dana. PLoS ONE 2020, 15, e0238522. [CrossRef]

46. ​​Pion, PD; Lewis, J.; Greene, K.; Rogers, QR; Morris, JG; Kittleson, MD Učinak hranjenja obrokom i uskraćivanja hrane na koncentracije taurina u plazmi i punoj krvi u mačaka. J. Nutr. 1991, 121, S177-S178. [CrossRef]

47. Heinze, CR; Larsen, JA; Kass, PH; Fascetti, AJ koncentracije aminokiselina u plazmi i taurina u punoj krvi kod mačaka koje jedu komercijalno pripremljenu hranu. Am. J. Vet. Res. 2009, 70, 1374–1382. [CrossRef]

Stacie C. Summers 1, Jessica Quimby 2, Amanda Blake 3, Deborah Keys 4, Joerg M. Steiner 3 i Jan Suchodolski 3

1 Carlson College of Veterinary Medicine, Oregon State University, Corvallis, OR 97331, SAD

2 Odjel za veterinarske kliničke znanosti, Državno sveučilište Ohio, Columbus, OH 43210, SAD; quimby.19@osu.edu

3 Texas A&M Gastrointestinalni laboratorij, Odjel za kliničke znanosti o malim životinjama, College Station, TX 77843, SAD; ablake@cvm.tamu.edu (AB); jsteiner@cvm.tamu.edu (JMS); jsuchodolski@cvm.tamu.edu (JS)

4 Kaleidoscope Statistics Veterinary Medical Research Consulting, Atena, GA 30606, SAD; deborah.a.keys@kaleidoscopestatistics.com