Použitie leucín, fenylalanín metabolizmus posúdiť proteín

Intravenóznou infúziou počas 4-6 hodiny obohatený L- [1-¹³C] leucínu (> 95% ¹³C) sa stal spôsob hodnotenia výber kinetika proteín v ľudskom tele. Vzhľadom k tomu, leucín je esenciálna aminokyselina, zdroj voľného neznačeného leucínu prítomný v plazme môže byť iba exogénne leucín požití s ​​jedlom alebo intravenózne (I), alebo bez leucínu, čo z rozštiepenie bielkovín (B) v tele.
Tak, R = I + V. Na druhej strane, leucín môže podrobiť len oxidáciu (na CO₂ a močovina), alebo proteín, podieľajúce sa na syntéze (S, uvoľnenie alebo neoxidačný leucín, Nold).

Počas infúzie [¹³C] leucín značený leucín molekuly napučiavať voľný leucín ťah, opakovanie cesta neznačeného leucín molekuly. oxidáciou [¹³C] leucínu sa objaví vo vydychovanom vzduchu ¹³CO₂, a proteosyntézy, čo vedie k inkorporácii [¹³C] leucínu do proteínu v organizme.

rozpúšťanie [¹³C] leucín do prírodný bazén s názvom leucín jeho obohatenia, pretože [¹³C] leucínu už v malých množstvách a iba stopy infúzia vedie k zvýšeniu leucín bazéna cez pôvodný obsah v tele existuje. V stabilnom stave ¹³C-obohatenie bazéne voľného leucín rýchlosti infúzie odráža pomer [¹³C] leucínu (i) Ra na leucín.

Tak, R (mikromol / kg / min) sa môže vypočítať zo zrieďovacieho [¹³C] leucínu. R a = i [(Ei / Ep) - 1], kde Ei a EP (v prebytku, mol%) - 13 C-obohatenie privedeného roztoku a plazme (v tomto poradí) v stabilnom stave, a i - stopa rýchlosť infúzie (mmol / kg / min). Vzhľadom k tomu, Ra = I + B, potom B = Ra - I. Ak je prijatý stav konštantná koncentráciu leucínu po celú dobu experimentu Ra = Rd. Zberom vydychovaný vzduch môže byť určený leucín oxidácie (ox).

Displej zahŕňajúce syntézu leucín proteín môže byť vypočítaná podľa vzorca: Nold = Ra - Ox. Všetky údaje potom môžu byť extrapolované určiť absolútna rýchlosť syntézy, oxidácii a štiepenie celkovej telesnej proteínu (g bielkovín / kg / deň), pretože je známe, že 1 g telesnej proteínu obsahuje 610 mikromolov leucín. Infúzia [13C] leucín nutné inštalovať dva intravenóznej katétre: jedno (krátky) katéter sa obvykle privádza do antekubitální žily na podanie rádioaktívne značeného [¹³C] leucín, ostatné - v kontralaterálnej povrchovej žily pre krvných testov.

Počas infúzie izotopov ruka sa nachádza na vyhrievanou podložku pre vytvorenie efektu "arterializované žilovej krvi", ktorý je určený, aby presnejšie odrážať zmeny v arteriálnej krvi zmiešané.

Niektoré z predpokladov modelu [¹³C] leucínu:
- Neprítomnosť účinku izotopu
- Nedostatok účinku metabolického značkovacie látky vstrekuje
- frakcie vyrobené ¹³CO₂, ktorý sa redukuje pri dýchaní je známa
- Absencia "recyklovaných" stopovacie
- Výsledok pre značkovacie látky (aj v prípade, keď jeden značený oxid) je ekvivalentná konci molekuly
- Poole leucín v plazme odráža intracelulárne bazén

leucín model je založený na niekoľkých predpokladoch, z ktorých väčšina stála dve dekády intenzívny inšpekcia a potvrdil ich presnosť. Napríklad, nie je pochýb o tom, že syntéza bielkovín nie je v plazme a v intracelulárnom priestore.

Je pravda prekurzor syntéza leucín proteín tRNA viazaný leucín, zhromažďovanie a vyhodnocovanie izotopu v intracelulárnom priestore predpokladá etické a technické problémy spojené s prijímaním ako bioptických a vykonávať časovo náročný proces extrakcie intaktné tRNA viazané leucínu. Namiesto toho, akumulácia je hodnotená izotopom bazéna-ketoisocaproate (KIC), ketokyselín leucínu, ktorý môže byť nazývaný náhradou za kaluže tRNA-viazaného leucínu.

počas infúzie [¹³C] leucínu Okamžite transaminiruetsya v kyseline keto (¹³C-KIC), ktoré spadajú do intracelulárneho priestoru, a je známe, že KIC je vo voľnom rovnováhe s plazmovou inovačného spoločenstva. Vzhľadom k tomu, KIC sa získava iba z leucínu a vyrába iba intracelulárne 13C KIC môže pôsobiť ako vhodný náhrada za intracelulárnu bazéna leucín. číslo ¹³C-KIC možno ľahko identifikovať. Bolo zistené, že akumulácia v plazme ¹³KIS-C sa vyskytuje asi u 10 až 20% nižšie, než akumulácia leucínu. Štúdia tkanivových biopsií, vykonaných za účasti ľudí a použitie viac označených atómov inovačného spoločenstva a leucín, ako aj štúdie na zvieratách ukázali, že KIC je spoľahlivým odrazom použitie leucínu prekurzora bazéna pre syntézu proteínov. Akumulačné (obohatenie) izotopu boli hodnotené pomocou hmotnostnej spektrometrie technológií.

IRMS sa používa na stanovenie veľmi malú akumuláciu (špicatosti < 0,01 моль%) в относительно чистых газах (например, накопление ¹³C vo vydychovanom CO₂), Kým plynová chromatografia-hmotnostná spektrometria bola použitá pre stanovenie ďalšie významné úspory (špicatosti > % 0,1 mol) v organických molekúl v komplexných štruktúr, (ako sú plazmové leucínom alebo KIC). A konečne, plynová chromatografia-kombustion-izotop pomer hmotnostnej spektrometrie v sebe spája schopnosť rozlišovať medzi viacerými GC "vrcholy" v plazme s IRMS určiť veľmi malé úspory. V tomto prístupe je plynová chromatografia sa používa pre oddelenie organických molekúl v komplexných štruktúr (napr. Leucín v plazme), kedy sa premení molekula záujmu "on-line" čistý plyn (napr., CO₂ pri teplote 800 ° C v spaľovacej peci) v budúcnosti už podrobili analýze za použitia plynu ako IRMS.

Na vyhodnotenie oxidácia leucín Musíte držať nepriamu kalorimetriou na účet pre celú produkciu CO₂ a odber vzoriek vzduchu z oboch vetracieho kapotu az výdychu obvodu, ak je pacient na ventilátor, aby posúdila ¹³CO₂-obohatenie. Ako využitie, vytvorený na metabolických procesov ¹³CO₂ sa nerovná krátka doba infúzii izotopu ku korekcii neúplné potreby obnovenia korekčný faktor. Dokonca aj v prípadoch, popísaných v literatúre, kedy bola obnova hodnotená v 80%, a v ideálnom prípade mala byť identifikované oddelene pre každú študovanú populáciu alebo klinického prípadu, pretože jeho hodnota sa môže meniť. Jedným zo spôsobov stanovenia - vedenie krátka (do 2 hodín) infúzny značený roztok hydrogénuhličitanu sodného bezprostredne pred podaním značeného leucínu.

Ďalšou výhodou tohto prístupu je, poskytnúť odhady CO₂ bez držania nepriame kalorimetria.

Air Collection na dych Ide o zložitý proces, preto bola navrhnutá nová štúdia dizajnu. Takže, ako leucín oxidácie nakoniec vedie k nevratnej strate aminokyselín, niektorí výskumníci hodnotí oxidácii [¹³C] leucínu stanovením močovej vylučovania dusíka v priebehu infúzny roztok [¹³C] leucínu bez odberu vzoriek vzduchu.

Alternatívne, miesto označené leucín Môže sa podávať značeného fenylalanín. Vzhľadom k tomu, že je esenciálna aminokyselina, jej metabolizmus je podobný metabolizmu leucínu. Jediný rozdiel - zavedenie L- [kruhovo²H₄] Fenylalanín priamy produkt oxidácie je L- [kruhovo²H₄] Tyrozín, ktorá sa môže stanoviť v plazme. pomer [²H₄] Tyrozín na [²H₅] Fenylalanín odráža, že časť produkcie tyrozín, ktorý je vzhľadom k oxidácii fenylalanínu. Hlavným obmedzením tohto prístupu je, že je potrebné kombinovať s zavedenia samostatnej značkovacie látky, napríklad 13C, v molekule tyrozínu stanovenia celkového Ra tyrozín.

Napriek skutočnosti, že moderné metódy (Napríklad plynová chromatografia s hmotnostnou spektrometriou) umožňujú určiť akumulácie izotopu menšie ako 100 ul plazmy, odber vzoriek krvi je ťažké z etických dôvodov (v prípade nastavenia katétra je spôsobené iba potrebou izotopom infúzie, miesto zaujme klinické sledovanie). To sa stalo základom pre hľadanie alternatívnych metód. Podobné parametre boli získané obohatením [¹³C] leucínu v plazme a moči. Neskôr Darling a kol. vykazovali mierny rozdiel v obohatenie plazme a moču, charakteristika niekoľkých aminokyselín. To je možné vysvetliť prítomnosťou významného D- [13C] amino nečistoty sú komerčne dostupné Tracer.

Vzhľad z nich nečistoty v moči - výsledkom preferenčného vylučovanie kyseliny D-aminokyseliny renálnymi tubuly však zabezpečia, optická čistota (100%) značených aminokyselín pred zberu moču.

Na objasnenie regulácia kinetika proteínu v novorodenca leucín kinetiky bola študovaná za rôznych podmienok. Bolo zistené, že inzulín u dojčiat sa VLBW, rovnako ako u dospelých, inhibuje proteolýzu a znižuje syntézu proteínu. Ako je ukázané štúdiami nedonosených detí so syndrómom respiračnej tiesne, skoré (počnúc prvý deň života), intravenózne podávanie aminokyselín v porovnaní s tradičným infúzie glukózy vedie iba k zlepšeniu rovnováhy proteínov stimuláciou jeho syntézy. Reakcia k postupnému zvyšovaniu dávky aminokyselín bola klinicky stabilná predčasne narodených detí v prvom týždni života, na rozdiel od proteolýze u zdravých termíne dojčiat, potlačenie závislý od dávky, endogénne Rýchlosť akumulácie leucínu nezávisí na zavedenie aminokyselín.

Vzhľadom k tomu, glutamínu v roztoku vzhľadom nestály, tradične používa na parenterálnu výživu roztokov aminokyselín, neobsahujú glutamín. Navyše, glutamín môže byť "podmienečne nevyhnutný" v situáciách, ktoré majú značný stres, napríklad v prípade detí s VLBW dostáva parenterálnu výživu. Bolo zistené, že podávanie glutamínu obohateného prípravku pre parenterálnu výživu redukuje oxidácii leucínu a proteínov kazu u predčasne narodených detí v parenterálnej výžive.