Profili seruma i fekalnih aminokiselina kod mačaka s kroničnom bubrežnom bolešću

Abstract

Svrha studije bila je kvantificirati serumske i fekalne aminokiseline (AA) kod mačaka s kroničnom bubrežnom bolešću (CKD) i uporediti ih sa zdravim mačkama. U ovu prospektivnu poprečnu studiju uključeno je 35 mačaka sa stadijumom 1–4 CKD Međunarodnog udruženja za bubrežne interese i 16 zdravih odraslih mačaka i mačaka u vlasništvu starijih klijenata. Serumi su analizirani na 25 koncentracija AA pomoću jonoizmenjivačkog AA analizatora sa derivatizacijom ninhidrina nakon kolone. Ispražnjeni fekalni uzorci analizirani su na 22 koncentracije AA pomoću tečne hromatografije sa tandem masenom spektrometrijom. Mačke sa CKD-om imale su niže koncentracije fenilalanina u serumu (srednja razlika ± standardna greška 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 više serumske koncentracije 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 poređenju sa zdravim mačkama. Koncentracije AA u fecesu nisu se razlikovale između zdravih mačaka i mačaka s CKD. 3-Metilhistidin-kreatinin se nije razlikovao između zdravih mačaka sa i bez gubitka mišića. Mačke sa CKD IRIS stadijuma 1-4 imaju poremećen profil aminokiselina u serumu u poređenju sa zdravim mačkama.

Ključne riječi

mačke; hronična bolest bubrega; amino kiseline; triptofan.

Kliknite ovdje da saznate kakvi su efekti Cistanchea

Uvod

Gubitak mišića, sa ili bez istovremenog gubitka masnih zaliha, javlja se kod mačaka s kroničnom bubrežnom bolešću (CKD) i može doprinijeti gubitku težine [1,2]. Kaheksija je gubitak čiste tjelesne mase kod akutnih i kroničnih bolesti i uzrokovana je korištenjem aminokiselina (AA) iz mišića kao primarnog izvora energije [3]. Sekundarna kaheksija nakon CKD najbolje je definirana kod ljudi, s ekstrapolacijom na veterinarske vrste. Prema studijama na ljudima i modelima pacova, kaheksija je rezultat negativnog unosa energije i povećanog katabolizma proteina kao posljedica metaboličke acidoze, sistemske upale i inzulinske rezistencije [4]. Osim toga, CKD može uzrokovati malasimilaciju proteina kao rezultat smanjenja efikasnosti varenja proteina i smanjene apsorpcije AA u tankom crijevu [5,6]. Oštećena probava proteina povećava brojnost proteolitičkih bakterija i fermentaciju AA do prekursora uremičkih toksina [4,7,8].

Aminokiseline su potrebne za sintezu proteina. Postoji 20 proteinogenih AA, od kojih je 11 esencijalno za mačke. U poređenju sa neesencijalnim AA, esencijalne AA ne mogu biti sintetizovane u organizmu i zahtevaju unos hranom. Ranije je prijavljeno da ljudi, psi i mačke s bubrežnom bolešću, čak i oni sa ranom bolešću, imaju poremećen profil cirkulirajućih AA [9-14]. Osim toga, pokazalo se da su fekalni AA profili promijenjeni kod ljudi koji primaju hemodijalizu i kod modela CKD glodara u poređenju sa zdravim kontrolama [6,15]. Do danas, koncentracije AA u fecesu i korelacija između serumskih i fekalnih koncentracija AA kod mačaka s CKD nisu dokumentirane.

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, oslobađa se u cirkulaciju tokom mišićne degradacije i izlučuje se nepromijenjen u urinu [16]. Prethodna studija je pokazala da su koncentracije 3-MH u plazmi veće kod mačaka sa CKD-om u poređenju sa onima kod zdravih kontrolnih mačaka, kao i kod nesposobnih CKD mačaka u poređenju sa onima sa normalnim apetitom [9]. Starost je povezana s gubitkom nemasne tjelesne mase kod mačaka u odsustvu bolesti (tj. sarkopenije), a starije mačke češće imaju sarkopeniju nego mlade mačke [17,18]. Budući da je kreatinin u serumu zamjenski marker skeletne mišićne mase, normalizacija 3-MH u koncentraciju kreatinina (3-MH/Crea) je korištena kao biomarker prometa mišićnih proteina kod starijih [19,20] . U veterinarskoj medicini, potencijalni odnos između cirkulirajućih koncentracija 3-MH i gubitka mišića kod mačaka nije prethodno procijenjen.

Pretpostavili smo da će mačke sa CKD imati poremećen serumski i fekalni profil AA u poređenju sa zdravim mačkama. Konkretno, pretpostavili smo da bi mačke s CKD imale smanjene koncentracije esencijalnih AA u serumu uz istovremeno povećane fekalne koncentracije tih AA, podržavajući malasimilaciju proteina u tankom crijevu. Osim toga, pretpostavili smo da bi omjer 3-MH/Crea pomogao u procjeni gubitka mišića kod zdravih odraslih i starijih mačaka. Da bi se testirale ove hipoteze, primarni cilj studije bio je kvantifikovati serumske i fekalne koncentracije AA kod mačaka sa CKD i uporediti ih sa onima u grupi zdravih mačaka. Sekundarni cilj je bio istražiti odnos presjeka 3-MH/Crea sa ocjenom stanja mišića (MCS) kod zdravih odraslih i starijih mačaka.

Cistanche tubulosa

Materijali i metode

1. Dizajn studija i selekcija mačaka

U ovoj prospektivnoj studiji poprečnog presjeka, zdrave odrasle odrasle i starije mačke (veće od ili jednake 8 godina) i mačke s dijagnozom CKD-a su regrutovane od klijenata Veterinarske nastavne bolnice Državnog univerziteta Colorado između 2018. i 2020. Da bi ispunjavale uslove za uključivanje , mačke su podvrgnute temeljnoj procjeni koja je uključivala anamnezu klijenta i pregled prethodnog medicinskog kartona, kompletan fizički pregled koji je obavio specijalista interne medicine certificiran od strane jednog odbora, CBC, biohemijski profil seruma, analizu urina, koncentraciju ukupnog tiroksina u serumu, krvni tlak od Dopler i odnos proteina i kreatinina u urinu (ako je mjerač proteina u urinu veći ili jednak 1 plus). Fizički pregled je uključivao 9-bod za tjelesno stanje (BCS; Nestle Purina, St. Louis, MO, SAD) i skor stanja mišića (MCS) [21,22]. Mačke sa CKD-om su postavljene na osnovu smjernica Međunarodnog udruženja za bubrežne interese (IRIS) [23]. Mačke su određene kao IRIS CKD stadijum 1 na osnovu 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 koristeći 5-skalu bodova (0 posto, 25 posto, 50 posto, 75 posto ili 100 posto konzumiranog obroka).

Kriterijumi za isključenje uključivali su komplikacije CKD-a, kao što su akutna opstruktivna urinarna bolest, infekcija urinarnog trakta ili nedavna hospitalizacija, te dijagnoza sistemske bolesti uključujući dijabetes melitus, hipertireozu ili poznatu ili sumnjivu gastrointestinalnu bolest (uključujući kroničnu enteropatiju koja reagira na hranu).

2. Analiza aminokiselina u serumu

Vlasnicima je naloženo da uskrate hranu svojim mačkama najmanje 12 sati prije uzimanja krvi. Krv je sakupljena u sterilne neheparinizirane epruvete i nakon formiranja ugruška centrifugirana (unutar 30 min od uzimanja uzorka) na 5000 rpm tokom 5 min. Serum je odmah sakupljen i pohranjen na -80 ◦C 0-2 sedmice prije nego što je na suhom ledu poslat u Texas A&M Gastrointestinal Laboratory na analizu. Po dolasku, uzorci su odmrznuti na sobnoj temperaturi i deproteinizirani sa jednakom zapreminom od 5 posto (w/v) sulfosalicilne kiseline sa 500 µM L-norleucina kao internim standardom. Uzorci su zatim pohranjeni na 4 ◦C 10 min prije centrifugiranja na 10,000× g tokom 5 min. Supernatant je prebačen 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 korištenjem ionizmjenjivačkog hromatografskog analizatora aminokiselina sa derivatizacijom ninhidrina nakon kolone (Biochrom 30 plus, Biochrom Ltd., Holliston, MA, SAD). Sto mikrolitara filtriranog supernatanta prebačeno je u bočice autosamplera i pohranjeno na 4 ◦C maksimalno 48 h prije automatske injekcije od 30 µL u analitičku kolonu.

Analizirane su serumske koncentracije sljedećih 25 aminokiselina i srodnih jedinjenja: -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 sva jedinjenja. Površina pika internog standarda L-norleucina na 250 µM bila je unutar 2 standardne devijacije srednje vrijednosti za sve uzorke i standarde. Radni standardni kalibrator je pripremljen na 250 µM i korišćen je svakih 10 injekcija sa varijacijama između rezultirajućih koncentracija manjim od 5 procenata. Donje granice kvantifikacije su izračunate korišćenjem najniže koncentracije na standardnoj krivulji za koju je posmatrani i očekivani odnos ostao između 80-120 procenata.

Koncentracije aminokiselina su izračunate korišćenjem Biochrom BioSys V.3.{1}} softvera integrisanog sa softverom za rukovanje podacima EZChrom Elite™ VA04.08 (Agilent Technologies Inc., Santa Clara, Kalifornija, SAD).

Ekstrakt Cistanche

3. Analiza fekalnih aminokiselina

Vlasnicima je naloženo da uzmu ispražnjeni uzorak fekalija od svoje mačke u roku od 12 h od defekacije i privremeno ga čuvaju na 4 ◦C u zatvorenoj posudi sve dok uzorak ne donese u bolnicu na ledu u roku od 24 h od uzimanja. Alikvoti fekalija su čuvani na -80 ◦C do analize. Nakon upisa u studiju, svi uzorci fekalija poslani su u spoljnu laboratoriju (Metabolon Inc., Morrisville, NC, SAD) na analizu tečnom hromatografijom sa tandem masenom spektrometrijom. Uzorci fekalija su analizirani na sljedeća 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- valine.

Uzorci fekalija su liofilizirani, a alikvot je izmjeren. Osušeni fekalni alikvoti su zatim ekstrahovani organskim rastvaračem, a dio supernatanta je prebačen na čistu ploču za uzorke. Alikvoti supernatanta su dodani stabilnim obeleženim internim standardima (Tabela S1) i podvrgnuti taloženju proteina sa organskim rastvaračem. Dobijeni su referentni materijali analita (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, SAD) i izotopski označeni interni standardi (Sigma-Aldrich, Cambridge Isotop Laboratories, CDN Izotopi). Nakon centrifugiranja, alikvot supernatanta je razrijeđen i ubrizgan u Agilent 1290/AB Sciex QTrap 5500 sistem tečne hromatografije-tandem masene spektrometrije opremljen sa C18 kolonom za tečnu hromatografiju ultra-visokih performansi obrnute faze. Maseni spektrometar je radio u pozitivnom režimu koristeći elektrosprej jonizaciju.

Površine pikova pojedinačnih matičnih jona analita mjerene su u odnosu na površine vrhova matičnih jona odgovarajućih internih standarda u pseudo-MRM modu. Kvantifikacija je izvedena korištenjem ponderirane regresijske analize najmanjih kvadrata generirane iz ojačanih kalibracijskih standarda pripremljenih neposredno prije svakog ciklusa. Neobrađeni podaci su prikupljeni i obrađeni pomoću softvera SCIEX OS-MQ v1.7. Redukcija podataka je izvršena pomoću Microsoft Excel-a za Office 365 v.16.

Za 22 analita panela aminokiselina, jedna serija plazme je korištena za pripremu uzoraka za kontrolu kvaliteta. Analiza uzorka je obavljena u formatu ploče sa 96-jažicom koja sadrži dvije kalibracione krive i šest uzoraka za kontrolu kvaliteta (po ploči) za praćenje performansi analize. Preciznost je procijenjena korištenjem odgovarajućih replika kontrole kvaliteta u svakom ciklusu uzorka. Preciznost unutar analize (% CV) bila je manja ili jednaka 20 posto. Pripremljena je i obrađena jedna serija. Vrijednosti koncentracije su korigovane na osnovu 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 statističko poređenje rezultata između IRIS stadijuma CKD, stadijum 1 i 2 mačaka sa CKD i stadijuma 3 i 4 CKD mačaka su kombinovani, s obzirom na nekoliko mačaka stadijuma 1 i 4 CKD koje su bile uključene u studiju.

Histogrami i QQ dijagrami mjerenja AA kod zdravih mačaka i mačaka sa CKD potvrdili su pretpostavku o približnoj normalnosti. Ispitivanje boksplota pokazalo je da su mjerenja kod mačaka s CKD često varijabilnija nego kod zdravih mačaka. Stoga je Welchov test korišten za poređenje kontinuiranih varijabli između dvije nezavisne grupe (tj. zdrave mačke i mačke s CKD). Jednosmjerna Welchova ANOVA sa Holm-Sidakovim testom višestrukih poređenja korištena je za poređenje varijabli između tri nezavisne grupe (tj. zdrave mačke; CKD stadijum 1 i 2 mačke; i CKD stadijum 3 i 4 mačke). Osim toga, izračunat je Spearmanov koeficijent korelacije (rho) kako bi se procijenila korelacija između serumske i fekalne koncentracije AA i koncentracije kreatinina u serumu, između serumskog kreatinina i koncentracija 3-MH, te između serumskih i fekalnih koncentracija AA. Adaptivna metoda Benjaminija, Kriegera i Yekutielija [24] korištena je za kontrolu stope lažnog otkrivanja, s q-vrijednošću postavljenom na 5 posto. Za statističku analizu, svi uzorci koji nisu imali mjerljivu koncentraciju prijavljeni su kao 0. Kada je dostupna, apsolutna vrijednost je korištena za uzorke s koncentracijom ispod ili iznad granice kvantifikacije. Koristeći prijavljene standardne devijacije koncentracije AA u plazmi kod zdravih mačaka i mačaka s CKD [9], izvršena je analiza kako bi se odredila minimalna razlika za svaki AA koja bi se mogla otkriti s veličinom uzorka u našoj studiji (16 za zdrave mačke; 26 CKD mačaka ). Analizom je dobijena minimalna razlika koja se može detektovati za svaki AA sa snagom od 80 posto i alfa od {{20}}.05. Na osnovu analize, minimalna razlika koja se može otkriti je razlika od jedne standardne devijacije. Statistička analiza je izvršena korišćenjem statističkih softverskih programa (GraphPad Prism 9.2.0; GraphPad Software, La Jolla, CA i SAS 9.4; SAS Institute, Cary, NC, USA). Korigirana p-vrijednost < 0,05 smatrana je značajnom.

Cistanche kapsule

Diskusija

U ovoj studiji izmjerili smo serumske i fekalne koncentracije AA kako bismo uporedili profile između zdravih odraslih i starijih mačaka i mačaka s CKD. Prvo, otkrili smo da mačke sa CKD imaju poremećen serumski AA profil; posebno, CKD mačke su imale niže serumske koncentracije tri esencijalna (fenilalanin, treonin, triptofan) i dva neesencijalna AA (serin, tirozin) u poređenju sa zdravim mačkama. Promjene u serumskim profilima AA dogodile su se kod mačaka u ranom stadijumu bolesti (IRIS stadijum 1 i 2), a veličina abnormalnosti bila je veća kod mačaka sa kasnim stadijumom CKD (IRIS stadijum 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 CKD. Ovo sugerira da malasimilacija proteina i naknadni gubitak AA u izmetu možda neće biti glavni doprinos značajno poremećenom profilu AA u serumu kod mačaka s CKD. Drugi potencijalni uzroci promjena statusa AA u serumu kod mačaka mogu uključivati ​​neadekvatan unos energije i povećani katabolizam proteina, kao što je već spomenuto, pored gubitka AA u urinu zbog tubularne disfunkcije, smanjenog bubrežnog metabolizma odabranog AA i izmijenjenog metabolizma AA zbog sistemske upale [25,26]. Većina mačaka sa CKD u ovoj studiji imala je adekvatan apetit prema rezultatima apetita dobijenim pri upisu; međutim, ovaj sistem bodovanja je subjektivan, a izračunavanje dnevnog kalorijskog unosa nije bilo moguće na osnovu datih informacija. Stoga se neadekvatan unos ne može isključiti kao faktor koji doprinosi poremećenom profilu AA kod ovih mačaka sa CKD. Konačno, otkrili smo da se omjeri 3-MH/Crea ne razlikuju značajno između zdravih zrelih odraslih mačaka i starijih mačaka sa i bez gubitka mišića.

Prethodna studija je procijenila preprandijalnu koncentraciju AA u plazmi kod mačaka s CKD i pokazala abnormalni profil AA u plazmi kod mačaka s CKD u poređenju sa zdravim mačkama [9]. Naša studija je pokazala nekoliko sličnih razlika u koncentracijama AA između zdravih mačaka i mačaka s CKD. Obje studije su pokazale značajno niže koncentracije triptofana i tirozina, te veće koncentracije citrulina kod mačaka s CKD u poređenju sa zdravim mačkama [9]. Općenito, postoji dobra ponovljivost koncentracija metabolita u plazmi i serumu kod ljudi; međutim, neke koncentracije AA (tj. arginin, serin, fenilalanin, glicin) mogu biti veće u serumu [27]. Stoga, treba biti oprezan pri direktnom upoređivanju nalaza između naše studije i prethodne studije koja je mjerila koncentracije AA u plazmi.

Za neke AA, koncentracije u serumu su bile veće kod mačaka s CKD nego kod zdravih mačaka, uključujući esencijalni AA taurin i neesencijalne AA asparaginsku kiselinu, citrulin i -alanin. Koncentracije taurina i citrulina u cirkulaciji su veće kod mačaka i ljudi s disfunkcijom bubrega [9,28]. Za citrulin, ovaj nalaz se pripisuje smanjenoj konverziji citrulina u arginin u bubrezima [29]. Taurin je esencijalna aminokiselina kod mačaka, za razliku od ljudi i pasa, te stoga mačke zahtijevaju unos ishranom. Veće koncentracije taurina u serumu kod mačaka s CKD mogu biti rezultat smanjenog izlučivanja putem bubrega [30]. Razlog za veće koncentracije -alanina i asparaginske kiseline u cirkulaciji kod mačaka sa CKD je nepoznat; međutim, ovo je u skladu sa obrascem cirkulirajućeg AA profila (tj. visoki neesencijalni i niski esencijalni AA) dokumentiranim kod ljudi s bubrežnom bolešću [28,31].

Fekalne koncentracije leucina, fenilalanina, lizina, histidina, metionina, tirozina i triptofana su dramatično povećane kod ljudi sa završnom stadijumom bubrežne bolesti (ESRD) koji su bili na hemodijalizi u poređenju sa zdravim kontrolnim grupama [15]. Ovi neprobavljeni AA u debelom crijevu pacijenata sa ESRD-om mogu favorizirati proteolitičke bakterije koje stvaraju glavne uremične toksine iz crijeva, indoksil sulfat (IS) i p-krezol sulfat (PCS) [32]. Ljudi, mačke i psi akumuliraju IS, dok neke vrste akumuliraju pCS, u sistemskoj cirkulaciji, a akumulacija ovih uremičnih toksina prvenstveno je rezultat smanjenog tubularnog izlučivanja [33–35]. Međutim, neki teoretiziraju da malasimilacija proteina i povećanje AA u debelom crijevu također mogu doprinijeti cirkulirajućim koncentracijama favorizirajući proteolitičke bakterije u debelom crijevu [6,32]. Suprotno našoj hipotezi, naša studija nije pokazala značajne razlike u fekalnim koncentracijama AA između CKD i zdravih mačaka. Ovo dovodi u pitanje doprinos nesvarenih AA u akumulaciji cirkulirajućih IS i pCS kod mačaka s CKD. Nedostatak razlika u fekalnim koncentracijama AA može biti posljedica naše populacije pacijenata. Većina mačaka u našoj studiji bila je klinički stabilna, a kohorta našeg istraživanja imala je premalo mačaka stadijuma 4 CKD (n=4) da bi se napravilo smisleno poređenje. Drastičnije razlike u fekalnom AA profilu bi mogle biti bolje cijenjene kod mačaka s HBB u završnoj fazi.

Izmjerili smo koncentracije 3-MH u serumu kod zdravih mačaka i mačaka sa CKD. Kao što se i očekivalo, otkrili smo da su mačke s CKD imale veće koncentracije 3-MH u serumu u poređenju sa zdravim kontrolnim mačkama, te da su koncentracije 3-MH u serumu pozitivno korelirale sa koncentracijom kreatinina u serumu. Ovo je slično nalazima prethodnih studija na mačkama, psima i ljudima, koje su otkrile da su koncentracije 3-MH u plazmi ili serumu pacijenata sa CKD bile veće nego u zdravih kontrola [9,11,28]. Ovaj nalaz se pripisuje smanjenom izlučivanju 3-MH putem bubrega kod pacijenata sa CKD. Iz tog razloga, nismo izvršili omjer 3-MH/Crea kod mačaka s CKD s gubitkom mišića jer je kreatinin zbunjujući faktor. Da bismo istražili mogu li se omjeri 3-MH/Crea koristiti kao marker degradacije skeletnih mišića kod zdravih odraslih i starijih mačaka, 3-MH/Crea omjeri su upoređeni između mačaka sa i onih bez gubitka mišića. MCS dobiven od strane jednog veterinara korišten je za procjenu mišićne mase u ovoj grupi mačaka. Procjena MCS-a je laka i neinvazivna za obučene pojedince za obavljanje u kliničkom okruženju i utvrđeno je da ima značajnu ponovljivost i umjerenu ponovljivost među posmatračima [36]. Zdrave mačke s blagim do umjerenim gubitkom mišića subjektivno su imale veći srednji omjer 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 dalje istraživanje.

Za borbu protiv kaheksije kod osoba sa CKD, kliničari preporučuju povećanje fizičke aktivnosti, liječenje metaboličke acidoze i eliminaciju popravljivih inflamatornih faktora (npr. crijevna bolest) kako bi se smanjio katabolizam proteina. Osim toga, važna je optimizacija nutritivne terapije. Slično kao i kod ljudi, smanjenje unosa proteina korišćenjem visoko probavljivih izvora proteina i održavanje adekvatnog kalorijskog unosa su glavni oslonac lečenja mačaka sa CKD [38,39]. Prethodno istraživanje na mačkama sa IRIS stadijumom 1 i 2 CKD pokazalo je da povećani unos esencijalnog AA treonina upotrebom bubrežne terapeutske dijete sa ograničenom količinom proteina (6,7 g/100 kcal) tokom 6 meseci održava čistu tjelesnu masu (Hill's Prescription Diet k/d Feline with chicken, Hill's Pet Nutrition, Topeka, KS, SAD) [40]. Profili aminokiselina prije i nakon prelaska na ishranu nisu evaluirani kod ovih mačaka. Otkrili smo da je treonin nizak u serumu mačaka sa CKD u poređenju sa zdravim kontrolnim mačkama, što dodatno podržava potencijalnu korist od suplementacije ovog AA kod mačaka sa CKD. Kod ljudi na hemodijalizi, oralni nutraceutik koji se koristi za opskrbu kalorijama iz makronutrijenata, uključujući proteine ​​u obliku AA i peptida, poboljšao je većinu koncentracija AA u serumu [41]. Na osnovu ovih studija, renalna terapeutska dijeta obogaćena esencijalnim AA može biti korisna kod mačaka sa CKD u nadi da će održati čistu tjelesnu masu i potencijalno poboljšati koncentraciju AA u serumu; međutim, ovo drugo tek treba da se razjasni.

Cistanche puder

Ova studija ima ograničenja. Što se tiče populacija mačaka, kontrolna grupa nije bila usklađena po godinama s grupom s CKD zbog nemogućnosti pronalaženja 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 sa IRIS stadijumima 1-4 CKD imaju niže koncentracije nekih esencijalnih AA u serumu u poređenju sa zdravim odraslim i starijim mačkama, pa stoga poremećeni profili AA u serumu kod mačaka sa CKD mogu poslužiti kao terapijski cilj upravljanja ishranom. Koncentracije AA u fecesu nisu se značajno razlikovale između CKD i zdravih mačaka, pa je malo vjerovatno da je izlučivanje AA iz fekalija glavni doprinos poremećenim profilima AA u serumu dokumentovanim kod mačaka sa CKD. Koncentracije 3-MH u serumu su veće kod mačaka s CKD nego kod zdravih kontrolnih skupina, a ovaj nalaz se pripisuje smanjenom izlučivanju putem bubrega. 3-MH/Crea omjeri nisu bili značajno veći kod zdravih mačaka s gubitkom mišića u poređenju sa onima s normalnom mišićnom masom; međutim, s obzirom na malu veličinu uzorka, dalja evaluacija je opravdana.

Reference

1. Summers, S.; Quimby, JM; Phillips, RK; Stockman, J.; Isaiah, A.; Lidbury, JA; Steiner, JM; Suchodolski, J. Preliminarna procjena koncentracije masnih kiselina u fecesu kod mačaka s kroničnom bubrežnom bolešću 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 kod mačaka s kroničnom bubrežnom bolešću. J. Vet. Intern. Med. 2016, 30, 1661–1666. [CrossRef]

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

4. Zha, Y.; Qian, Q. Proteinska ishrana 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 hronične bubrežne insuficijencije. 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 tokom progresije CKD povezan je s disbiozom crijevne mikrobiote i promjenom metagenoma. J. Pharm. Biomed. Anal. 2018, 149, 425–435. [CrossRef]

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

8. Graboski, AL; Redinbo, MR Uremični toksini koji se vezuju za proteine ​​iz crijeva. Toxins 2020, 12, 590. [CrossRef]

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

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

11. Hansen, B.; DiBartola, SP; Chew, DJ; Browner, C.; Berrie, HK Profili aminokiselina kod pasa s kroničnom bubrežnom insuficijencijom hranjenih s 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 hroničnoj 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 serumskih aminokiselina 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 nivoa aminokiselina u plazmi natašte kod hronične bubrežne insuficijencije: Rezultati iz faze izvodljivosti studije modifikacije dijete u bubrežnoj 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 fecesa i seruma kod pacijenata na hemodijalizi i učinak tableta medicinskog uglja. Bubrežni krvni pritisak. 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 mršavosti, koncentraciju uremičnih toksina i funkciju bubrega kod starijih i odraslih mačaka. Metaboliti 2019, 9, 238. [CrossRef]

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

19. 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 kod kronične bubrežne bolesti: Rezultati studije poprečnog presjeka i pregled literature. J. Cachexia Sarcopenia Muscle 2013, 4, 19–29. [CrossRef]

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

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

22. Ocena stanja mišića—kat. Dostupno na mreži: https://wsava.org/global-guidelines/global-nutrition-guidelines/ (pristupljeno 18. januara 2022.).

23. IRIS Stadiranje CKD. Dostupno na mreži: http://www.iris-kidney.com/guidelines/staging.html (pristupljeno 18. januara 2022.).

24. Benjamini, Y.; Krieger, AM; Yekutieli, D. Adaptive linear step-up procedure koje kontrolišu stopu lažnog otkrivanja. Biometrija 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 doprinosi niskim koncentracijama aminokiselina u plazmi kod pacijenata 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 u ljudskoj plazmi i serumu. 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. Bubrežna sinteza arginina kod hronične bubrežne insuficijencije: In vivo i in vitro studije na pacovima sa 5/6 nefrektomijom. Kidney Int. 1993, 44, 676–683. [CrossRef]

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

31. Bergström, J.; Alvestrand, A.; Fürst, P. Plazma i slobodne aminokiseline u mišićima kod pacijenata 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, formiranje indola i p-krezola i kontrakcija crijevne mikrobiote kratkog lanca koja proizvodi masne kiseline u ESRD. Am. J. Nephrol. 2014, 39, 230–237. [CrossRef]

33. Summers, SC; Quimby, JM; Isaiah, A.; Suchodolski, JS; Lunghofer, PJ; Gustafson, DL Fekalni mikrobiom i koncentracije indoksil sulfata i p-krezol sulfata u serumu kod 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 nivoa indoksil sulfata kod pasa i mačaka koji pate od prirodnih bolesti bubrega. Vet. 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 korištenjem 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 kod 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 ishrani: Rezultati randomiziranog kliničkog ispitivanja modifikacije dijete 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. ISFM konsenzus smjernice o dijagnozi i liječenju mačje hronične bolesti bubrega. J. Feline Med. Surg. 2016, 18, 219–239. [CrossRef]

39. Dijeta za mačke sa hroničnom bubrežnom bolešću. Dostupno na mreži: http://www.iris-kidney.com/education/protein_ograničenje_ mačje_ckd.html#:~{}:text= Na osnovu procenta 20 procenata 20 procenata dokaza 20 od procenata 20 kliničkih, procenata farmaceutskih proizvoda 20 do procenata 20 upravljanja procentima 20 medicinskih procenata 20 stanja (pristupljeno 18. januara 2022.).

40. Hall, JA; Fritsch, DA; Jewell, DE; Burris, PA; Gross, KL Mačke sa IRIS stadijumom 1 i 2 hronične bolesti bubrega održavaju tjelesnu težinu i čistu mišićnu masu kada se hrane hranom s povećanom kalorijskom gustinom i povećanom koncentracijom karnitina i esencijalnih aminokiselina. Vet. Rec. 2019, 184, 190. [CrossRef]

41. 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 oralne ishrane kod pacijenata na hemodijalizi sa gubitkom proteina i energije. Nutrition 2019, 57, 231–236. [CrossRef]

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

43. Sarwar, G.; Botting, HG; Collins, M. Poređenje 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 amino i organskih kiselina: Osnovni alati u dijagnozi urođenih poremećaja metabolizma. Adv. Clin. Chem. 2019, 92, 59–103.

45. Camara, A.; Verbrughe, A.; Cargo-Froom, C.; Hogan, K.; DeVries, TJ; Sanchez, A.; Robinson, LE; Shoveller, AK Učestalost hranjenja tokom dana utiče na hormone koji regulišu apetit, aminokiseline, fizičku aktivnost i respiratorni kvocijent, ali ne i na potrošnju energije, kod odraslih mačaka koje su hranjene režimom 21 dan. PLoS ONE 2020, 15, e0238522. [CrossRef]

47. Pion, PD; Lewis, J.; Greene, K.; Rogers, QR; Morris, JG; Kittleson, MD Utjecaj hranjenja i nedostatka hrane na koncentraciju taurina u plazmi i punoj krvi kod mačaka. J. Nutr. 1991, 121, S177–S178. [CrossRef]

47. Heinze, CR; Larsen, JA; Kass, PH; Fascetti, AJ Plasma amino kiselina i koncentracije 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 Department of Veterinary Clinical Sciences, The Ohio State University, Columbus, OH 43210, SAD; quimby.19@osu.edu

3 Texas A&M Gastrointestinal Laboratory, Department of Small Animal Clinical Sciences, 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, Athens, GA 30606, SAD; deborah.a.keys@kaleidoscopestatistics.com