Sinteza proteinei musculare la pacienții cu cancer poate fi stimulată cu alimente medicale special formulate cu leucina si ulei peste

Obiectiv

Menținerea masei musculare este esențială pentru îmbunătățirea rezultatelor și a calității vieții la pacienții cu cancer. Stimularea sintezei proteinelor musculare este baza metabolică pentru menținerea masei musculare, dar la pacienții cu cancer, aportul alimentar normal are efecte minime asupra sintezei proteinelor musculare. Adăugarea de LEUCINA la suplimentele bogate in proteine ​ stimulează sinteza proteinelor musculare la subiecții sănătoși în vârstă. Obiectivul a fost acela de a determina dacă o alimentație medicală special formulată, bogată în leucină și proteină, stimulează sinteza proteinelor musculare acute la persoanele cu cancer într-o măsură mai mare decât un aliment medical convențional.

Proiectare

Un studiu clinic randomizat, controlat, dublu-orb, de grup paralel a fost utilizat la 25 de pacienți cu dovezi radiologice de cancer. Pacienții au fost studiați înainte de începerea tratamentului pentru cancer sau după 4 săptămâni după terminarea sau oprirea tratamentului. Rata fracționată a sintezei proteinelor musculare (FSR) a fost măsurată utilizând tehnica de încorporare a markerului cu L- [ciclul -13C6] -fenilalanină.Grupul experimental ( n = 13) a primit un aliment medical care conține 40 g proteină, pe bază de cazeină și proteină din zer și îmbogățit cu 10% leucină liberă și alte componente specifice, în timp ce grupul martor ( n = 12) alimente bazate numai pe proteinele de cazeină (24 g). Probele de sânge și mușchi au fost colectate în starea bazală și 5 ore după ingestia alimentelor medicale.

Rezultate

Pacienții cu cancer au fost într-o stare inflamatorie, reflectată de nivelurile ridicate de proteină C-reactivă (CRP), IL-1 β și TNF-α, dar nu au fost rezistenti la insulină (HOMA). După ingerarea alimentelor medicale experimentale, leucina plasmatică a crescut la aproximativ 400 uM comparativ cu valoarea maximă de 200 uM după alimentele de control martor ( p <0,001). Ingestia de alimente medicale experimentale a crescut proteina musculara FSR de la 0.073 (SD: 0.023) la 0.097 (SD: 0.033)% / h ( p = 0.0269). Dimpotrivă, ingestia alimentelor medicale de control nu a dus la creșterea FSR a mușchilor; 0,073 (SD: 0,022) și 0,065 (SD: 0,028)% / h.

concluzii

La pacienții cu cancer, suplimentele nutriționale convenționale sunt ineficiente în stimularea sintezei proteinelor musculare. Această rezistență anabolică poate fi depășită cu un supliment nutritiv special formulat care contine LEUCINA

Logo-ul nihpa

About Author manuscripts Submit a manuscript HHS Public Access; Author Manuscript; Accepted for publication in peer reviewed journal;
Clin Nutr . Manuscris de autor; disponibil în PMC 2014 Mar 25.
Publicat în formularul final modificat ca:
PMCID: PMC3964623
NIHMSID: NIHMS561113
PMID: 21683485

1. Introducere

Cancerul este adesea asociat cu o constelație de răspunsuri care împreună duc la cașexie. Termenul de „cașexie” a fost definit cel mai recent și se referă la „… un sindrom metabolic complex caracterizat prin pierderea mușchiului …”. 1 O caracteristică crucială este faptul că pierderea musculară este mai rapidă în casexia decât ar fi de așteptat să apară datorită scăderii aportului alimentar în monoterapie, deși anorexia este adesea una dintre mai multe răspunsuri care duc la cașexie. În plus față de pierderea poftei de mâncare, schimbările metabolice apar la pacienții cu cancer care pot amplifica pierderea de mușchi. Aceste răspunsuri metabolice pot rezulta din inflamație, rezistență la insulină, hipogonadism sau alte cauze. 2Casexia și pierderea musculară rezultată au fost asociate cu rezultate slabe într-o varietate de tipuri de cancer, 2 și, prin urmare, se poate presupune că o abordare nutrițională ar putea contribui la minimizarea efectelor cașexiei.

Nu s-au efectuat studii aprofundate privind metabolismul proteinelor la pacienții cu cancer. Întreaga cifră de viață a proteinelor pare a fi crescută la pacienții cu cancer post-absorbțional comparativ cu indivizii normali fără cancer. 3 – 5 Răspunsul nu se datorează pur și simplu pierderii în greutate. 6 În ciuda ritmului accelerat al metabolismului proteic al întregului corp la pacienți înainte de scăderea semnificativă în greutate, rata de sinteză a proteinelor musculare a fost raportată a fi redusă la pacienții cu cașexie stabilită.Proteinele musculare sunt în general diminuate la pacienții cu cancer, cu efecte dăunătoare asupra rezultatelor clinice. 1 , 8 Creșterea masei musculare este importantă deoarece recidiva cancerului la pacienții tratați este direct legată de gradul de pierdere a mușchilor. 8

2. Sunt pacienții cu cancer rezistenți la stimularea sintezei proteinelor?

În prezența inflamației sistemice, se pare că este extrem de dificil să se realizeze anabolismul proteic întregului corp la pacienții cu cancer. Prin urmare, se pare că, deși aportul de alimente ar trebui crescut la pacienții cu cancer casectic, câștigurile în masa corporală slabă sunt dificil de realizat dacă nu sunt vizate anomalii metabolice specifice, precum inflamația. În cazul modelelor pe animale de origine animală, am observat o scădere postoperatorie redusă a degradării proteinelor, sugerând capacități de răspuns ale aminoacizilor perturbate la cancer. 10 – 15 Baza metabolică pentru menținerea masei corporale slabe este aceea că, după o masă, stimularea sintezei proteinelor depășește defalcarea proteinelor suficientă pentru a echilibra pierderea netă de proteine ​​în starea postabsorbtivă sau la starea de repaus alimentar. Pierderea semnificativă a masei corporale slabe se va produce dacă răspunsul sintetic proteic la stimulii anabolizanți, cum ar fi aminoacizii, este suprimat pe o perioadă de timp. Prin urmare, anticipăm că acțiunea anabolică normală a aminoacizilor sau a proteinelor asupra sintezei proteinelor musculare este suprimată la pacienții cu cancer.

3. Cum să îmbunătățiți răspunsul de sinteză a proteinelor musculare?

3.1. Creșterea aportului de proteine ​​și aminoacizi

Pacientul cu cancer casectic are, de obicei, o cantitate mai mică decât cea optimă de nutrienți. De aceea, aminoacizii eliberați din procesul de defalcare a proteinei musculare nete furnizează majoritatea precursorilor pentru a sintetiza proteinele implicate în răspunsul inflamator. Prin urmare, este de așteptat ca furnizarea de aminoacizi suplimentari esențiali, sub formă de proteine ​​ingerate oral, să furnizeze precursori esențiali pentru înlocuirea proteinei musculare și pentru a reduce defalcarea proteinelor nete. Aminoacizii sunt principalul nutrient responsabil pentru stimularea sintezei proteinelor musculare. Mai mult, există un dezechilibru între compoziția de aminoacizi a mușchilor scheletici și proteinele de fază acută în condiții inflamatorii, 17 care pot determina aminoacizi diferiți decât în ​​mod normal, limitând sinteza proteinelor musculare în timpul inflamației.

Sinteza proteinei sanguine la vârstnici poate fi stimulată prin perfuzia continuă a aminoacizilor amestecați în starea postabsorbtivă 18 și, de asemenea, prin ingestia în bolus a aminoacizilor esențiali. 19 Alte studii arată că proteina din zer are un efect superior asupra stimulării sintezei proteinelor musculare, deasupra efectului aminoacizilor esențiali constituenți. 20 Întrucât sinteza proteinelor musculare la vârstnici este mai puțin receptivă la o cantitate mică (7 gm) de aminoacizi esențiali 21 și această diminuare a capacității de răspuns este probabil și la pacienții cu cancer, un aliment medical eficient cu un conținut mai ridicat de proteine ​​și o calitate superioară a proteinei potențial ar fi mai eficace atât la pacienții cu cancer cât și la vârstnici.

3.2. Creșterea LEUCINEI

Studiile pe animale au indicat mult timp că aminoacizii cu catenă ramificată 22 și mai precis leucina sunt unici printre aminoacizi cu rol în stimularea sintezei proteinelor musculare. Studiile la animale arată, de asemenea, că răspunsul la sinteza proteinelor musculare la stimularea cu leucină scade odată cu vârsta, ceea ce sugerează că mai multă leucină ar putea fi necesară la persoanele în vârstă pentru a maximiza răspunsul la sinteza proteinelor musculare. Prin urmare, creșterea concentrației plasmatice a leucinei prin furnizarea unei alimente medicale îmbogățite cu leucină poate potențial depăși capacitatea de răspuns a sintezei proteice musculare. În concordanță cu noțiunea de leucină care joacă un rol de reglementare în stimularea sintezei proteinelor musculare, sa demonstrat recent că suplimentarea cu leucină suplimentară îmbunătățește răspunsul la sinteza proteinelor musculare la subiecții vârstnici. 26 – 28 În plus, recent am observat într-un model de șoarece cancero-cachectic că masa musculară a fost crescută mai mult atunci când șoarecii au fost hrăniți cu o dietă bogată în proteine, cu nivel ridicat leucină și ulei de pește suplimentar. 29

3.3. Îmbunătățirea FSR a mușchilor reprezintă funcția și masa musculara imbunatatite?

 

În studiile anterioare, am măsurat sinteza proteinelor musculare ca răspuns la consumul de suplimente nutritive. 30 , 31 Studiile ulterioare au arătat că, atunci când aportul acut de suplimente nutritive specifice crește sinteza proteinelor musculare, consumul acestor suplimente nutritive pe perioade mai lungi este legat de îmbunătățirea funcției musculare 30 , 31 în timp ce masa musculară crescută pare a fi un efect mai tranzitoriu. Prin urmare, anticipăm că stimularea acută a musculaturii FSR se va traduce într-o funcțiune musculară îmbunătățită susținută atunci când un astfel de aliment este consumat pentru o perioadă mai lungă de timp.

3.4. Scopul studiului

Obiectivul prezentului studiu a fost acela de a determina dacă aportul unei alimentatii medicale special formulate, bogată în leucină și proteine, stimulează sinteza proteinelor musculare acute la pacienții cu cancer într-o măsură mai mare decât o hrană medicală convențională. Produsul alimentar experimental este adaptat pentru stimularea maximă prin adăugarea de potențiali stimulatori ai sintezei proteinelor din sânge și a leucinei. Rezultatele studiului nostru arată clar că absența îmbunătățirii sintezei proteinelor musculare la pacienții cu cancer catabolic cu pierderea involuntară în greutate este legată de compoziția alimentelor medicale și nu de lipsa de reacție a mușchiului la acești pacienți cu cancer, per se.

4. Pacienții și metodele

4.1. pacienţii

Un număr de 25 de pacienți au fost înscriși în studiu. Un pacient (817) nu a suferit toate cele 3 biopsii musculare datorită atrofiei extreme a mușchilor. Conform protocolului, acest pacient a fost înlocuit pentru a ajunge la 2 × 12 completatori de studiu. Toți pacienții aveau dovezi radiologice despre cancer, aveau 40 de ani sau mai mult și aveau capacitatea de a semna consimțământul informat ( Tabelul 1 ). Nici unul nu a primit tratament pentru cancerul lor timp de 4 săptămâni sau mai puțin înainte de studiu. După acordarea consimțământului informat, a fost efectuat un istoric amănunțit și un examen fizic pentru fiecare subiect potențial. Au fost excluși pacienții care au pierdut mai mult de 10% din greutatea corporală în cursul celor șase luni anterioare înscrierii. Indicele de masă corporală a tuturor pacienților acceptați în studiu a fost cuprins între 20 și 30 kg / m 2 . Alte criterii de excludere au fost; hemoglobină mai mică de 9,0 g / dl, număr de trombocite <100000 / ml, modificări ale coagulării, antecedente de tulburări hipo sau hipercoagulare, inclusiv tratamentul cu Coumadin, antecedente de tromboză venoasă profundă sau embolie pulmonară, PT cu INR mai mare de 1,5, PTT mai mare de 40 s, hipertensiune arterială necontrolată, diabet zaharat diagnosticat de tip I, utilizarea cronică a insulinei și boli metabolice netratate, inclusiv afecțiuni hepatice și renale. Niciunul dintre pacienți nu a fost implicat în prezent într-un program de consolidare a mușchilor sau folosind suplimente nutriționale îmbogățite cu aminoacizi cu catenă ramificată. În plus, pacienții nu au avut boală cardiacă instabilă sau infarct miocardic recent și nu au abuzat alcool (mai mult de două porții pe zi) sau droguri. Subiecții au avut o dietă standardizată timp de 3 zile înainte de vizita experimentală. Subiecții au primit mese din bucătăria noastră metabolică sau au primit instrucțiuni pentru standardizarea dietei în cazul în care nu a fost posibilă furnizarea meselor de studiu. Analiza dietetică nu a indicat diferențe între grupurile de studiu în aportul de proteine ​​înainte de vizita experimentală.

tabelul 1

Tipul tumorii și stadiul pacienților studiați.

ID-ul subiectului Cursa de vârstă Locația primară Etapă Modificarea greutății corporale
Control: Alimente medicale convenționale ( n = 12)
818 62 a Colon, ficat III -3.4%
853 53 a Plămân (NSCLC) IIIB 0,2%
857 78 a Plămân (NSCLC) in absenta -5.4%
860 61 a Plămân (NSCLC) IIIB -0.7%
862 81 a Plămân (NSCLC) IIB -3.2%
864 71 b Limfom cu celule B IIIB -3.2%
865 70 a Esofag II 0%
868 62 a Plămân (NSCLC) Regatul Unit -6.5%
869 67 c Rect IIIB 4,9%
871 66 a Plămân (NSCLC) IV -3.1%
873 60 b Plămân (SCLC) IV 5,3%
951 68 a Colon IV -7.6%
EXP: Alimente medicale bogate în proteine ​​îmbogățite cu leucină ( n = 13)
817 * 75 b Colon – sigmoid II -1.2%
851 59 b Colon, ficat Regatul Unit 0,6%
854 69 b Colon IV -0.5%
856 74 a Plămân (NSCLC) IIIA -5.9%
858 73 a Plămân (NSCLC) IV -4.3%
859 59 a sân IIB -2.1%
861 63 b Colon IV -4.4%
863 71 a Plămân (NSCLC) IIIB -2.5%
866 68 a Plămân (NSCLC) Regatul Unit -2.6%
867 65 a Rect IV -3.7%
870 74 a Plămân (NSCLC) IIB -0.1%
872 71 a Colon, rect IIIB -6.3%
952 79 a Colon IIA -2.9%

Toți pacienții au fost bărbați. Rasă:

un caucazian,
b afro-american,
c hispanic-american. Pacienții au fost studiați înainte de începerea tratamentului cu cancer sau cel puțin 4 săptămâni după terminarea tratamentului. Modificarea greutății corporale este schimbată în ultimele 4 săptămâni înainte de începerea studiului.
* Subiectul 817 a fost înlocuit în conformitate cu protocolul datorită procedurii incomplete a biopsiei musculare.

NSCLC = cancer pulmonar fără celule mici, Regatul Unit = Necunoscut.

Toți subiecții au furnizat consimțământul informat după ce au fost informați despre procedurile implicate și despre toate riscurile posibile. Studiul a fost aprobat de către Consiliile de evaluare instituțională ale Universității Arkansas pentru Științe Medicale (UAMS) și Spitalul Little Rock Veteran’s Administration (VA), Little Rock, Arkansas. Protocolul de studiu a fost, de asemenea, aprobat de UAMS Cancer Center și Centrul de Cercetare Clinică și de Comitetul de Cercetare și Dezvoltare VA. Acest studiu este înregistrat la ClinicalTrials.gov sub NCT00446888 .

4.2. Proiectare

Protocolul experimental general a implicat determinarea sintezei proteinelor musculare în starea bazală și în cele cinci ore imediat după ingestia unuia dintre cele două alimente medicale lichide care simulează o masă mixtă. S-a utilizat un model paralel cu grupuri paralele, randomizate, controlate, dublu-orb ( fig.1 ).Ambele alimente medicale au fost ambalate în mod distinct, cu excepția codului de studiu. Personalul de studiu a fost orb la codul de studiu până la finalizarea bazei de date a studiului și după ce toate datele de laborator au fost colectate.

Un fișier extern care conține o imagine, o ilustrație etc. Numele obiectului este nihms561113f1.jpg

Design de studiu. Soluția perfuzabilă de izotopi stabilă a fost o infuzie de fenilalanină L- [ciclu-13C6] primar-primar.

4.3. Produse de studiu

Ambele alimente medicale au furnizat 640 kcal în 2 doze de 200 ml ( Tabelul 2 ). Controlul alimentar medical (control) a constat în 15% din calorii ca proteină intactă (cazeină), 52% din calorii ca carbohidrați (zaharoză și maltodextrină) și 33% din calorii ca grăsime (în principal amestec de canola / floarea-soarelui). Mai multe ingrediente suplimentare au fost adăugate la produsul alimentar experimental (EXP, FortiCare, cu ulei de pește, proteină înaltă, leucină și oligozaharide specifice Nutricia Advanced Medical Nutrition, Zoetermeer, Olanda). EXP a avut 27% calorii ca proteină totală (proteină intactă: 24,2 g caseină și 11,9 g zer, aminoacizi liberi: 4,16 g leucină liberă), 44% calorii ca carbohidrați (zaharoză, maltodextrină și trehaloză) și 30% gras. În plus față de proteina intactă, au fost incluse 4,16 g de leucină ca aminoacid liber. Grăsimea din EXP a fost un amestec de ulei de canola (4,03 g) și ulei de porumb (7,94 g). În plus, s-a adăugat ulei de pește (8,38 g) care conține 2,2 g EPA și 1,1 g DHA. Mineralele, oligoelementele și vitaminele au fost adăugate la ambele formulări în cantități aproximativ comparabile ( Tabelul 2 ).

masa 2

Compoziția alimentelor medicale.

component Unitate Controlați alimentele medicale Mâncare medicală experimentală
Energie kcal 640 640
Proteină % 15 26.7
Carbohidrați % 52.3 43.6
Gras % 32.6 29.8
Proteină Total g 24,0 40.1
Proteină intactă Cazeină g 24.00 24.2
Zer g 0 11.9
Aminoacid liber leucină g 0 4.16
Total leucină g (%) 2,0 (8,5) 7,8 (19)
Carbohidrați Total g 83.6 69.7
zaharoza g 27.3 16.8
Maltodextrina g 55.0 33.7
trehaloză g 0 16.8
Lactoză g 0,05 2.36
Gras Total g 23.2 21.2
Ulei de pește g 0 8,38
EPA g 0 2.2
DHA g 0 1.1
Canola / amestec de floarea-soarelui g 5,75 4,03
Ulei de porumb g 0 7,94
Grăsime din lapte g 0,05 0
w 6 / w 3 g 5,03 1.16
Fibră Total 0 8,24
Solubil 6,80
Insolubil 1,44
minerale Sodiu mg 404 440
Potasiu mg 636 860
clorură de mg 348 560
Calciu mg 364 600
Fosfor mg 312 460
Magneziu mg 92 113
Următoarele elemente Fier mg 9.6 7.6
Zinc mg 7.2 8.2
Cupru pg 1080.0 1152.0
Mangan mg 2.0 2,72
Fluorul mg 0.6 0.64
Molydenum pg 60.0 64,0
Seleniu pg 34.4 54.0
Crom pg 40.0 44.0
Iod pg 80.0 84,0
Vitamine Vitamina A pg re 492.0 520,0
Carotenoidele mg 1.3 1.3
Vitamina D pg 4.4 4.4
Vitamina E mg a-te 7.6 12.80
Vitamina K pg 32.0 34,0
Vitamina B1 mg 0.9 0.96
Vitamina B2 mg 1.0 1.0
niacina mg ne 10.8 11.6
Acid pantotenic mg 3.2 3.4
Vitamina B6 mg 1.0 2,32
Acid folic pg 160,0 212.0
Vitamina B12 pg 1.3 2,56
Biotina pg 24,0 23.6
Vitamina C mg 60.0 84,0
colină mg 220.0 236.0
Adăugări suplimentare Taurina mg 0 52.0
carnitină mg 0 44.0

Pacienții au consumat 400 ml de alimente medicale în 30 de minute.

4.4. Protocolul de perfuzie izotopică

Pacienții au raportat la clinică dimineața după un post peste noapte. În dimineața studiului, un cateter de calibru 18-22 a fost plasat în vene ale antebrațelor drepte și stângi pentru perfuzia de trasor pentru eșantionarea sângelui. După obținerea unui eșantion de sânge pentru îmbogățirea concentrațiilor de aminoacizi de fond și a concentrațiilor de glucoză din sânge, CRP și citokine, o doză de priming (2 pmol / kg) de fenilalanină L- [ciclu-13C6] (Cambridge Isotope Labs, Andover, MA) a fost dat. Aceasta a fost imediat urmată de o perfuzie continuă (0,07 pmol / kg / min) de 13C6-fenilalanină și menținută pe tot parcursul experimentului.

O biopsie musculară a fost efectuată la 2 ore după începerea perfuziei cu izotopi și din nou la 5 ore pentru a determina rata bazală a sintezei proteinelor musculare. S-a luat sânge din cateterul antebratului de eșantionare periodic pentru determinarea îmbogățirii plasmatice a fenilalaninei (raportul tracer / trace).Imediat după cea de-a doua biopsie musculară, o doză de alimente medicale (200 ml) a fost ingerată, urmată de o a doua doză (200 ml) la 20 de minute după prima scurgere a primei doze. Fiecare doză a fost consumată în decurs de 10 minute. Probele de sânge au fost apoi extrase în următoarele 5 ore. O a treia biopsie musculară a fost luată la 300 de minute după prima înghițire a primei doze a alimentelor medicale.Toate biopsiile musculare au fost luate din același mușchi prin aceeași incizie.

Pacienții au stat în pat pe întreaga durată a studiului, cu excepția cazului în care trebuiau să utilizeze baie.Biopsii musculare (50-100 mg) au fost administrate sub anestezie locală din partea laterală a vastus lateralis, aproximativ 10-15 cm deasupra genunchiului, utilizând un ac de biopsie Bergstrom de 5 mm (Stille, Stockholm, Suedia). Probele de mușchi au fost utilizate pentru a determina îmbogățirea fenilalanină liberă intracelulară și legată de proteine ​​în scopul calculării ratei sintezei fracționate a proteinei musculare (FSR). Probele de plasmă au fost analizate pentru îmbogățirea cu fenilalanină, concentrațiile de glucoză, aminoacizi și insulină.

4.5. Procesarea probelor

Probele de sânge au fost colectate în tuburi pre-răcite, heparinizate (sistemul Becton Dickinson Vacutainer, Franklin Lakes, New Jersey, SUA) și păstrate pe gheață pentru a reduce la minimum reacțiile enzimatice.Plasma a fost obținută prin centrifugarea sângelui complet la 4 ° C timp de 10 minute la 3120 g . Toate probele de plasmă au fost depozitate la -80 ° C până la utilizare. După îndepărtarea oricărui grăsime vizibilă și a țesutului conjunctiv, probele de mușchi au fost clătite cu soluție salină rece pentru a îndepărta orice sânge, s-au uscat și au fost înghețate imediat în azot lichid înainte de a fi depozitate la -80 ° C. După dezghețarea probelor musculare, proteinele au fost precipitate cu 800 pl de acid percloracetic 14%. Țesutul a fost omogenizat, centrifugat și aminoacizi liberi de țesut (fenilalanină marcată) au fost extrași din supernatant prin cromatografie cu schimb de cationi (Dowex AG 50W-8X, 100-200 mesh H + form, Bio-Rad Laboratories, Richmond, CA) sub vid (Savant Industries, Farmingdale, NY). Peletul muscular rămas a fost spălat și uscat, hidrolizat în HCI 6N la 50 ° C timp de 24 de ore.

4.6. Masuratori antropometrice si analize biochimice

Înălțimea, greutatea corporală și compoziția corporală au fost determinate în ziua înscrierii. Compoziția corporală a fost determinată prin absorbție cu raze X cu energie duală (DEXA: QDR 4500W, Hologic, Inc., Bedford, MA).

Nu s-a determinat îmbogățirea fără muschi și proteina legată de L- [ciclul-13C6] fenilalanină folosind derivatul terț-butildimetilsilil și GCMS (Agilent Technologies model 5973) cu ionizare cu impact de electroni și monitorizarea selectivă a ionilor pentru ionii 234 și 240. Concentrația de glucoză a fost măsurată utilizând un autoanalizator de glucoză YSI. Concentrațiile de aminoacizi în plasmă s-au determinat prin cromatografie lichidă-spectrometrie de masă 32 utilizând abordarea standard intern pentru fiecare aminoacid individual. Concentrațiile de peptidă C-reactivă C și insulină au fost determinate prin analiza ELISA. S-au măsurat citokinele (IL-1 (3, IL-6 și TNF-a) utilizând o imunotestare comercială de bobi Bio-Plex Cytokine umană (Invitrogen, Merelbeke, Belgia) conform protocolului producătorului.

4.7. calculele

Se calculează raportul trasor-urmărit (t / T) din diferența dintre numărul de zone ale fragmentelor de masă de 234 și 240. Îmbogățirea sau MPE (exces molar%) a fost calculată ca (t / T) / (t / T + 1). Rata totală de apariție a fenilalaninei (WbRaPHE) a fost calculată prin împărțirea vitezei de perfuzare a fenilalanului de L- [ciclu-13C6] de către plasma t / T a fenilalaninei.

Variabila de rezultat primar a fost rata de sinteză fracționată (FSR;% / h) a proteinei musculare mixte, care a fost calculată ca FSR = (ΔMPEp) / (MPE ic * t) * 60 × 100, unde ΔMPEp este creșterea musculară proteina legată de 13 C 6 fenilalanină MPE între două biopsii. MPE ic este media maximă de intrareintracelulară 13 C 6 fenilalanină MPE între cele două biopsii în starea de echilibru în MPE de fenilalanină L- [ring- 13 C 6 ] și t este intervalul de timp (min) între biopsii. Factorii 60 și 100 sunt utilizați pentru a exprima valorile FSR în procente pe oră. În plus, FSR a fost calculată folosind media maximă de plasmă (MPE) dintre cele două biopsii (suprafață / timp) și diferența dintre diferența de eroare dintre prima și ultima biopsie, utilizând atât MPE plasmatică intracelulară, cât și cea medie. Deoarece sinteza proteinei musculare umane este modulată mai mult de disponibilitatea extracelulară a aminoacidului, 34 sugerăm că calculul cu ambele îmbogățiri intracelulare și plasmă ar trebui făcut pentru a fi sigur că concluziile nu depind de alegerea îmbogățirii precursorilor.

4.8. analize statistice

Un teste de testare cu două eșantioane a fost utilizat pentru a compara direct FSR post-tratament în cele două grupuri. În plus, metodele FSR post-tratament ale grupurilor au fost comparate după ajustarea pentru FSR bazală utilizând analiza modelelor de covarianță. Metodele nonparametrice pentru analiza datelor longitudinale propuse de Brunner et al 35 au fost utilizate pentru a compara grupurile de tratament cu privire la profilurile de glucoză și insulină. Alte valori au fost comparate utilizând t- teste sau teste de sume la rang Wilcoxon. SAS® (Institutul SAS, Cary, NC) și software-ul R (R Foundation for Statistical Computing, Viena, Austria) au fost utilizate pentru a efectua aceste analize. Semnificația statistică a acestor teste a fost definită ca un P <0,05 cu două coșuri.

5. Rezultatele

5.1. pacienţii

Toți pacienții aveau o formă de cancer avansat, în special cancer pulmonar și de colon ( Tabelul 1 ).Descrierea și analizele statistice au fost efectuate pe toate cele 24 de studii complete (vezi secțiunea Metodă). Nu au existat diferențe între pierderea în greutate corporală, compoziția corporală, demografia și parametrii de screening între grupuri ( tabelul 3 ). Indicele de masa fara grasime (FFMI) al pacientilor a fost sub percentila de 10% a unei populatii de referinta de caucazieni adulti. 36

Tabelul 3

Caracteristicile pacienților, populație pe protocol.

Caracteristică Controlul n = 12 EXP n = 12 Pvaloare
Vârsta (ani) în medie ± SD 66,6 ± 7,8 68,8 ± 6,2 0.461
Cursa (număr (%)):
-Caucazian 9 (75%) 9 (75%) 0.549
-African-american 2 (16,7%) 3 (25%)
-Hispanic-american 1 (8,3%) 0 (0%)
Greutatea corporală (kg) în medie ± SD 83,9 ± 12,2 82,6 ± 12,1 0.790
Greutatea în greutate (kg) în medie ± SD 55,1 ± 8,0 55,2 ± 6,6 0.981
LBM (%) în medie ± SD 66,8 ± 3,4 69,6 ± 4,8 0.110
Indicele de masă corporală (kg / m 2 ) în medie ± SD 25,8 ± 2,1 25,1 ± 3,3 0.572
FFMI (kg / m 2 ) în medie ± SD 17,7 ± 1,4 17,7 ± 1,6 0.958
Modificarea greutății corporale (%) în medie ± SD -1,9 ± 4,1 -2,9 ± 2,2 0,459
Diagnosticul de cancer (număr (%)):
-Lung 7 (58,3%) 5 (41,7%) 0.363
-Colorectal 3 (25%) 6 (50%)
-Breast 0 (0%) 1 (8,3%)
-Esofag 1 (8,3%) 0 (0%)
– limfom cu celule B 1 (8,3%) 0 (0%)
Etapa (număr (%)):
-I 1 (8,3%) 0 (0%) 0.482
-II A & B 1 (8,3%) 3 (25%)
-III A & B 6 (50%) 3 (25%)
-IV 3 (25%) 4 (33,3%)
-Necunoscut 1 (8,3%) 2 (16,7%)
Starea de performanță ECOG (număr (%)):
-0 1 (8,3%) 3 (25%) 0.531
-1 8 (66,7%) 7 (58,3%)
-2 3 (25%) 2 (16,7%)
Marcatori pro-inflamatorii
CRP (ng / ml) în medie ± SD 22,2 ± 6,9 n = 9 28,7 ± 8,2 n = 11 0.076
IL-1p (pg / ml) în mediana (min-max) 15,9 (2,7-289,0) n = 9 12,9 (2,7-91,3) n = 11 0.909
IL-6 (pg / ml) în mediana (min-max) 43,6 (13,3-637,7) n = 9 27,1 (10,7-316,2) 0.320
TNF-a (pg / ml) în mediana (min-max) 31,3 (1,7-86,0) n = 9 10,6 (1,7-57,4) 0.721
Glucoza homeostazie
Glucoză pe bază de glucoză (mmol / L) în medie ± SD 5,8 ± 0,4 n = 9 5,8 ± 1,0 0.921
Insulină insuficientă (μU / ml) în mediana (min-max) 3,1 (1,7-11,0) n = 9 3,0 (1,0-5,7) 0.546
HOMA în mediană (min-max) 0,82 (0,41-2,94) n = 9 0,78 (0,21-1,93) 0.522
QUICKI în medie ± SD 0,39 ± 0,03 n = 9 0,41 ± 0,05 0,307
Heamotology
BP sistolică (mm Hg) în medie ± SD 127,6 ± 10,7 130,8 ± 12,5 .508
Diastolică BP (mm Hg) în medie ± SD 76,6 ± 11,3 83,8 ± 10,9 0.132
Hemoglobina (g / dl) în medie ± SD 14,0 ± 1,7 13,2 ± 1,9 0.328
INR în mediană (min-max) 1,1 (0,9-1,2) 1,1 (1,0-1,2) 0.570
PTT (e) în medie ± SD 29,0 ± 2,4 30,1 ± 2,0 0.250
Trombocite (/ μL) în medie ± SD 247,3 ± 42,7 249,4 ± 73,8 0.931

FFMI este un indice de masă fără grăsimi. Marcatorii pro-inflamatorii și homeostazia glucozei nu au putut fi raportate pentru toți subiecții datorită problemelor de eșantionare a sângelui. Modificarea greutății corporale este schimbată în ultimele 4 săptămâni înainte de începerea studiului. ANOVA a fost utilizat pentru a compara caracteristicile de bază ale grupului de control cu ​​grupul EXP. Pentru variabilele normale distribuite, pentru această comparație s-a utilizat testul Mann-Whitney U, iar pentru variabilele nominale, sa folosit Pearson Chi-Square.

5.2. Plasma aminoacizi

După administrarea proteinei de 24 g în grupul martor și a proteinei 40 g (îmbogățită cu leucină) în grupul EXP, sa observat o creștere comparabilă a concentrației plasmatice de izoleucină, valină și fenilalanină ( Figura 2 ). Cu toate acestea, concentrațiile plasmatice de leucină au crescut substanțial ( P <0,001) în grupul EXP, cel mai probabil datorită adăugării celor 4 g de leucină liberă și a diferenței de compoziție intactă a proteinei. Conținutul total de leucină a fost de 2,0 g pentru Control și 7,8 g pentru EXP. Pentru ceilalți aminoacizi (nereprezentați), nu am observat diferențe semnificative între grupul EXP și grupul martor pentru aspartat, glutamat, asparagină, glutamină, citrulină, serină, histidină, glicină, arginină, treonină, tirozină, metionină, alanină, ornitină și lizină.

Un fișier extern care deține o imagine, o ilustrație etc. Numele obiectului este nihms561113f2.jpg

Nivelurile plasmatice de leucină, izoleucină, valină și fenilalanină după consumul alimentelor medicale. Un efect semnificativ al grupurilor a fost observat în ceea ce privește leucina ( P <0,001), dar nu pentru izoleucină, valină sau fenilalanină ( P > 0,35 pentru toți).

5.3. Îmbogățiri ale fenilalaninei

În ambele grupuri, plasma t / T a fenilalaninei a fost în starea de echilibru ( figura 3 ) înainte de administrarea alimentelor medicale. După consumarea alimentelor medicale, îmbogățirea în plasmă a scăzut și WbRaPHE a crescut ușor în raport cu aportul de fenilalanină, provenind din proteinele din alimentele medicale. Îmbogățirea intracelulară în mușchi măsurată cu 2 ore înainte și chiar înainte de administrarea alimentelor medicale a crescut în ambele grupuri. La 5 ore după administrarea alimentelor medicale, îmbogățirea intracelulară a fost comparabilă cu îmbogățirea, chiar înainte de consum.

Un fișier extern care deține o imagine, o ilustrație etc. Numele obiectului este nihms561113f3.jpg

Îmbogățirea probelor de L- [ciclu-13C6] fenilalanină în plasmă (panoul superior) și în mușchi (panoul de mijloc). Rata întregului organism de apariție a fenilalaninei în panoul inferior.

5.4. Rata de sinteza fracționată a proteinelor musculare (FSR)

Proteina musculară FSR a fost măsurată în decurs de 3 ore înainte de administrarea alimentelor medicale, reprezentând linia de bază, FSR postabsorbtivă și timp de 5 ore după administrarea alimentelor medicale, reprezentând FSR alimentat. Tabelul 4 prezintă FSR-ul muscular al fiecărui pacient individual în timpul perioadei bazale și după consumarea alimentelor medicale. Grupurile au fost similare în ceea ce privește FSR muscular bazal ( P = 0,43). După hrănire, totuși, FSR-ul mediu în grupul experimental sa dovedit a fi semnificativ mai mare decât grupul de control (ANCOVA P = 0,023). FSR muscular în grupul de control care a primit o cantitate de alimente medicale, utilizat în mod obișnuit pentru suplimentele de pacienți, nu sa schimbat după consumarea alimentelor medicale ( Figura 4 ). Cu toate acestea, FSR musculare a crescut cu 40% în grupul EXP (ANCOVA, P = 0,027).

Un fișier extern care conține o imagine, o ilustrație etc. Numele obiectului este nihms561113f4.jpg

Frecvența sintezei fracționate a proteinei musculare (FSR) la pacienții cu cancer în starea postabsorbtivă și după administrarea unei alimente medicale, calculată din EPE intracelulare de fenilalanină M + 6. Mijloacele FSR postabsorbative ale grupurilor nu au fost găsite a fi semnificativ diferite ( P = 0,43); totuși, FSR-ul mediu al lotului experimental ( N = 12) a fost semnificativ mai mare decât cel al grupului martor ( N = 12) (ANCOVA P = 0,023).

Tabelul 4

Îmbogățirea musculară (MPE) a fenilalaninei L- [ciclu-13C6].

ID-ul subiectului FSR-bazal în% / oră FSR după administrarea alimentelor medicale în% / oră Delta FSR în% / oră
Control: Alimente medicale convenționale n = 12
818 0.08102 0.11459 0.03356
853 0.12259 0.01175 -0.11084
857 0.09541 0.02266 -0.07276
860 0.08965 0.07114 -0.01851
862 0.05432 0.07005 0.01573
864 0.06601 0.07002 0.00402
865 0.06226 0.09367 0,03141
868 0.07175 0.06589 -0.00586
869 0.05597 0.06336 0,00739
871 0.04967 0.08169 0.03202
873 0.04924 0.05376 0.00453
951 0.07879 0.05747 -0.02132
Însemna 0.07306 0.06467 -0.00839
SD 0.02185 0.02773 0.04374
EXP: Alimente medicale special formulate n = 12
851 0.04008 0.10064 0.06057
854 0.07729 0.10252 0.02523
856 0.07703 0.11804 0.04100
858 0.10664 0.17977 0.07313
859 0.06021 0.09729 0.03708
861 0.11810 0.010873 -0.00937
863 0.04303 0.08437 0.04134
866 0.07158 0.05899 -0.01259
867 0.06647 0.09336 0.02689
870 0.06303 0.06440 0,00137
872 0.08754 0.05786 -0.02969
952 0.07010 0.09254 0.02244
Însemna 0.07343 0.09654 0.02312
SD 0.02278 0.03262 0.03069

Când FSR a fost calculată din îmbogățirea medie în plasmă, FSR delta a fost 0,00146% (SD: 0,04189%) în grupul martor și 0,02553% (SD: 0,02851%) în grupul EXP. În plus, FSR poate fi calculat între prima biopsie și ultima biopsie, indicând diferența generală în FSR. Atunci când se utilizează îmbogățirea intracelulară ca precursor; 0.07065 (SD: 0.01438%) și 0.09086 (SD: 0.02807) și când se folosește îmbogățirea medie a plasmei ca precursor; 0.07085 (SD: 0.02932) și 0.08863 (SD: 0.03654). Aceste date confirmă diferența dintre grupurile de control și cele experimentale.

5.5.  glucoză și insulină plasmatice

După consumul alimentelor medicale, nu a existat nici o diferență între grupurile din glicemia de plasmă și profilurile de insulină (interacțiunea grupată în timp P > 0,10, figura 5 ); totuși, grupurile s-au dovedit a fi semnificativ diferite în ceea ce privește nivelul global al glucozei plasmatice (Effect Group, P = 0,044).

Un fișier extern care conține o imagine, o ilustrație etc. Numele obiectului este nihms561113f5.jpg

Nivelurile plasmatice de glucoză și insulină după administrarea alimentelor medicale în grupurile experimentale și de control. Nu a existat o interacțiune semnificativă în funcție de timp pentru nivelurile de glucoză și insulină ( P > 0,10). Nu a existat un efect semnificativ al grupului pentru glucoză ( p = 0,044), dar nu și pentru insulină ( P = 0,553). Atât pentru glucoză, cât și pentru insulină, a fost observat un efect temporal semnificativ ( P <0,001).

5.6. Evenimente adverse

Nu am observat nici un eveniment advers timp de o săptămână după ce am efectuat experimentele care ar putea fi legate de consumul de alimente medicale.

6. Discuții

Rezultatele noastre demonstrează că este posibil să se stimuleze sinteza proteinelor musculare la pacienții cu cancer catabolic, cu pierderea involuntară în greutate, cu o hrană medicală special formulată, bogată în leucină și proteine(si ulei de peste). Cachexia este definită ca o stare în care masa musculară este pierdută cu o rată mai mare decât cea anticipată de la consumul redus de alimente. 1Un corolar al acestei definiții este că ar fi de așteptat o reducere a reacției la efectul anabolic normal al unei mese. În concordanță cu așteptările privind scăderea capacității de reacție în casexia, rezultatele noastre arată că un produs alimentar cu o compoziție în aceeași gamă ca alimentele medicale disponibile în comerț nu a stimulat sinteza proteinelor musculare. Termenul de scădere a capacității de reacție la nutriție, rezistență anabolică fără scăderea în greutate majoră ca pre-cașexie, 37deoarece dacă este susținută într-o perioadă de timp, această condiție va duce la pierderea progresivă a masei musculare. Când alimentele medicale au fost optimizate in compoziție(cu leucina si ulei de peste), a fost stimulată rata de sinteză a proteinelor fracționate .

Rezultatele studiului nostru arată că absența îmbunătățirii sintezei proteinelor musculare la pacienții cu cancer catabolic cu pierderea involuntară în greutate este legată de compoziția alimentelor medicale și nu de lipsa de răspuns a mușchilor la acești pacienți cu cancer, per se. Mai mult, studiul nostru arată, de asemenea, că adevărata cașexie este precedată de o stare de pre-cașexie, în timpul căreia nu a avut loc încă o pierdere semnificativă în greutate, dar reacția normală la nutriție este blocată.

Suportul nutrițional special formulat este necesar și adecvat la pacienții cu pre-cașexie pentru a evita dezvoltarea cașexiei și răspunsurile adverse rezultate.

6.1. Selectarea designului experimental

Au existat două opțiuni posibile pentru selectarea pacienților. Am fi putut studia un grup foarte omogen de pacienți. Această abordare ar fi presupus minimizarea variabilității, dar ar fi limitat concluziile la acel grup specific de pacienți. Mai degrabă, am efectuat studiul la pacienți cu cancer de orice tip confirmat radiologic. Celulele celulare cele mai comune au fost cancerul pulmonar fără celule mici, dar au fost incluse și alte forme ( tabelul 1)). Faptul că toți pacienții au reacționat în mod similar în cadrul fiecărui grup de tratament ne permite să generalizăm rezultatele noastre pentru majoritatea pacienților cu cancer, în loc să fie limitați de criterii de intrare foarte restrictive. Majoritatea pacienților au pierdut în greutate în luna anterioară studiului, dar pierderea în greutate nu a condus la un IMC mai mic decât cel normal. Acest lucru sugerează că pacienții nu au fost încadrați încă. La pacienții cu cancer postabsorptiv, atât WbRaPHE observat a fost mai mare (80 pmol / kg ffm / h față de 40 pmol / kg ffm / h) 38 , 39 , iar FSR în mușchi 26 ,40 a fost mai mare (0,073% 0,055% / h), comparativ cu subiecții sănătoși comparabili din aceeași grupă de vârstă. Studiile anterioare au observat o reducere de 7 ori neschimbată 4, FSR musculare 41 la pacienții cu cancer. Desi cresterea mica a FSR musculare ar putea fi in variatia masurarii FSR, observatiile noastre au definit probabil pacientii de cancer pre-cachectic studiat.

6.2. Cum se îmbunătățeste un supliment nutrițional pentru stimularea maximă a sintezei proteinelor musculare

Alimentele medicale utilizate în mod obișnuit au un conținut de proteine ​​cuprins în intervalul 15-18% din energia totală, în timp ce versiunile cu niveluri mari de proteine ​​conțin de obicei între 20-22% proteină energetică%. Alimentele noastre de control medicale au fost, prin urmare, comparabile cu cele mai frecvent utilizate suplimente nutriționale care sunt recomandate pacienților cu cancer. Alimentele noastre experimentale medicale au fost formulate pentru a crea un amestec optim care am emis ipoteza că suntem mai eficienți pentru a stimula sinteza proteinelor musculare decât un suport nutrițional frecvent utilizat.

6.3. De ce nu am văzut o creștere a FSR cu controlul cu alimente medicale convenționale?

Alimentele medicale de control conțin 24 g de proteine. Am arătat anterior că 40 g dintr-un amestec echilibrat de aminoacizi au crescut semnificativ sinteza proteinelor musculare la voluntarii sănătoși vârstnici. 42 De asemenea, am observat că 15 g de proteine din zer sau 7 g de aminoacizi esențiali stimulează sinteza proteinelor musculare la vârstnici sănătoși. 20Un factor cheie în aceste studii este faptul că aminoacizii sau proteinele sunt administrate fără carbohidrați sau grăsimi. Dimpotrivă, alimentele noastre medicale de control care conțineau 24 g de proteine, 84 g de carbohidrați și 23 g de grăsimi nu au stimulat sinteza proteinelor musculare. Această observație este în concordanță cu lucrarea noastră anterioară, care a arătat că adăugarea de carbohidrați la o masă de aminoacizi nu a dus la creșterea sintezei proteinelor musculare la persoanele în vârstă sănătoase, spre deosebire de răspunsul la aminoacizii fără carbohidrați. 43Acest fenomen este în mod specific legat de vârstă, deoarece voluntarii sănătoși tineri au avut o stimulare a sintezei proteinelor musculare după o masă cu aminoacizi și carbohidrați. De asemenea, este clar că schimbarea compoziției alimentelor experimentale medicale a depășit efectele carbohidraților asupra atenuării sintezei proteinelor musculare. Sa sugerat că aceasta este legată de rezistența la insulină la vârstnici, dar mecanismul exact nu a fost delimitat. Pacienții noștri nu au fost rezistenți la insulină, în conformitate cu QUICKI măsurat. 44 O explicație alternativă ar putea fi aceea că indicele glicemic scăzut (GI = 40) din produsul alimentar experimental ( Tabelul 2 ; 45) au dus la o creștere mai mică a concentrației de glucoză și insulină. Acest lucru a contribuit la sinteza proteinelor musculare. Cu toate acestea, trebuie realizate mai multe studii, deoarece nu se știe dacă există o cantitate maximă de carbohidrați care poate fi adăugată la alimentele medicale fără a afecta răspunsul de sinteză a proteinei musculare.

6.4. Nivel crescut de proteine ​​în alimentele experimentale medicale

Cantitatea de proteine ​​care a fost administrată prin alimentele experimentale medicale a crescut de la 24 g la 40 g prin adăugarea de proteine ​​din zer proteinei din cazeină, crescând conținutul de aminoacizi esențiali. Consumul recomandat de proteine ​​pentru pacienții cu cancer este cuprins între 1,2 și 2 g / kg corp / zi9 În ceea ce privește greutatea corporală a pacienților studiați, se recomandă între 96 și 160 g proteină / zi. Prin urmare, credem că creșterea consumului de proteine ​​cu 40 g prin consumul alimentelor experimentale medicale este compatibilă cu aportul de proteine ​​recomandat al pacienților cu cancer.

Concentrațiile crescute de aminoacizi esențiali după ingestia unei mese se referă la cantitatea de proteine ​​luate. În general, cu cât este mai mare cantitatea de proteine ​​ingerate, cu atât este mai mare concentrația plasmatică. Am observat anterior că concentrația de fenilalanină plasmatică crescută aproximativ 10-20 pM răspuns la 20 g de cazeină sau 20 g de proteine din zer la adulții tineri sănătoși, 46 comparabilă cu creșterea am observat în concentrația plasmatică fenilalanină după hrana de control medical ( Fig 2 ). Prin urmare, ne-am așteptat, dar nu am observat că adăugarea a 12 grame suplimentare de proteine ​​din zer ar crește concentrația peste nivelurile de control. Acest lucru a fost observat și în concentrațiile de izoleucină și valină ( Fig.2). Este posibil ca rata maximă de absorbție a proteinelor să fi fost deja atinsă cu alimentele de control și că cantitatea suplimentară de proteine ​​nu a contribuit la creșterea nivelului de aminoacizi și, prin urmare, la o mai mare stimulare a sintezei proteinelor musculare. 16 Prin urmare, se pare mai probabil că compoziția alterată(imbunatatita cu LEUCINA si ULEI PESTE) a alimentului medical experimental a fost mai importantă decât cantitatea de proteine din produsele alimentare medicale.

Aminoacizii cu catenă ramificată BCAA valină și izoleucină nu au scăzut la suplimentarea cu cantități mari de leucină. Aceasta arată că cantitățile mari de valină și izoleucină din alimentele experimentale medicale au fost suficiente pentru a preveni absorbția compromisă a valinei și a izoleucinei din cauza antagonismului BCAA.

6.5. Efectele benefice ale leucinei suplimentare

Ingestia soluțiilor de aminoacizi îmbogățite cu leucină activează rapid și puternic țintă de mamifere a căii de semnalizare a rapamicinei și a sintezei proteinelor în mușchiul scheletic uman. 47 Acest cel mai probabil explica sinteza sporita proteinelor musculare care se observă atunci când creșterea procentului de leucina într – o masă. 48 în particular, când leucina este adăugată la o masă de proteine ​​la vârstnici, capacitatea mesei de a stimula sinteza proteinelor este îmbunătățită. 26

Recent, am observat la pacienții cu cancer ovarian cu parametrii inflamatorii crescuți în mușchi că 40 g dintr-un amestec echilibrat de aminoacizi au stimulat încă sinteza proteinelor musculare, dar într-o măsură mai mică decât în ​​cazul controalelor corespunzătoare vârstei41 Nu s-au observat diferențe în defalcarea proteinelor musculare ca răspuns la masă. Am concluzionat că, în acest studiu, probabil că nu am folosit compoziția optimă de aminoacizi a mesei pentru a stimula sinteza proteinelor musculare la pacienții cu cancer la o rată comparabilă ca la persoanele de sănătate. Adăugarea unei cantități suplimentare de leucină la o compoziție echilibrată de aminoacizi a îmbunătățit răspunsul deasupra nivelului alimentelor medicale de control așa cum s-a observat în studiul prezent.

6.6. Sunt eficiente PUFA-ul adăugat?

O cantitate substanțială de EPA (2,2 g) și DHA (1,1 g) a fost adăugată la alimentele experimentale medicale pentru a se conforma cu dozele zilnice optime sugerate. 49 , 50 Este cunoscut faptul că acizii grași polinesaturați (PUFA) pot reduce inflamația. În plus, studiile la șoareci cu tumori implantabile cauzatoare de cașexie au arătat că aportul acut al unui amestec EPA / DHA poate reduce defalcarea proteinelor 51 , 52și poate modula funcția imună. 53 , 54 De asemenea, recent am raportat într-un model de șoarece cancero-cachectic că a fost necesară o combinație de EPA / DHA, proteină înaltă, leucină și oligozaharide pentru a obține un efect sinergie, conducând la o stare inflamatorie redusă și îmbunătățirea competenței imunitare.55Prin urmare, ingerarea unui amestec EPA / DHA potential este o noua abordare pentru imbunatatirea sintezei proteinelor musculare.

Un studiu recent a confirmat o îmbunătățire a sintezei proteinelor musculare cu tratament de 8 săptămâni cu EPA / DHA. 56 Cu toate acestea, studii umane nu sunt disponibile care au studiat efectele acute ale EPA / DHA asupra sintezei proteinelor musculare.

Prin urmare, trebuie să speculam despre posibilele efecte acute ale EPA / DHA asupra FSR ale mușchilor în studiul prezent. Credem că EPA / DHA adăugat nu a avut niciun rol din cauza naturii acute a studiului nostru. Se știe că absorbția de vârf a EPA este la t = 4-6 ore după o masă 57 și că este nevoie de câteva ore înainte de obținerea nivelurilor maxime de EPA plasmatice. Folosind aceste informații, s-ar părea că nivelele maxime de EPA și DHA în plasmă nu ar coincide cu creșterea maximă a aminoacizilor plasmatici, cum ar fi izoleucina, valina și fenilalanina ( Figura 2), reprezentând modificările în concentrația aminoacizilor care derivă din proteinele dietetice. Astfel, deși este puțin probabil ca EPA / DHA să joace un rol semnificativ în afectarea răspunsului acut al sintezei proteinelor musculare în studiul actual, acest punct ar putea fi abordat cu certitudine doar printr-un studiu în care numai conținutul EPA / DHA a fost modificat.

6.7. Rolul celorlalte ingrediente din alimentele experimentale medicale

Produsul alimentar experimental conține o proteină din zer suplimentară, mai multă leucină adăugată ca aminoacid liber și PUFA. În plus, alimentele experimentale medicale conțin fibre, taurină, creatină, diferite tipuri de carbohidrați și câteva niveluri diferite de oligoelemente și vitamine. Acești factori adiționali ar fi anticipați să aibă efecte asupra diferitelor funcții după mai multe doze, dar nu ar fi de așteptat să afecteze acut răspunsul la sinteza proteinelor musculare.

7. Concluzii

Rezultatele noastre au demonstrat că atunci când un produs alimentar este optimizat pentru proteine, leucină, componente de ulei de pește, carbohidrați și fibre, rata de sinteză a proteinelor fracționate poate fi stimulată. Prin urmare, rezultatele studiului nostru acut demonstrează în mod clar că absența îmbunătățirii sintezei proteice musculare la pacienții cu cancer catabolic, cu pierderea involuntară în greutate, este legată de compoziția alimentelor medicale și nu de lipsa de reacție a mușchilor la acești pacienți cu cancer, per se. La pacienții cu cancer, un produs alimentar special formulat(cu leucina si ulei peste) poate depăși rezistența anabolică la un supliment nutrițional convențional.

Recunoasteri

Autorii doresc să le mulțumească dr. Lulu Xu, dr. Și dlui John Thaden, dr. Pentru analiza probelor.

Proiectarea și planificarea studiului au fost realizate în colaborare cu sponsorul studiului, Nutricia Advanced Medical Nutrition, Danone Research – Centrul de Nutriție Specializată. Sponsorul a furnizat produsele de studiu și finanțarea. Colectarea datelor și analiza de către statistician (domnul Spencer) au fost efectuate la UAMS. Toți autori au avut acces complet la datele studiului. Autorul corespunzător și investigatorul principal Dr. Wolfe are responsabilitatea finală pentru decizia de a prezenta publicația.

Dr. Deutz și Dr. Wolfe au fost implicați în analiza și scrierea de manuscrise. Dr. Wolfe, Dr. Safar, dl Memelink, Dr. Ferrando și Dr. van Helvoort și Dl. Schutzler au fost implicați în proiectarea studiului și colectarea datelor. Dl. Spencer a fost responsabil pentru analiza statistică. Toți autori au examinat și aprobat manuscrisul. Proiectul descris a fost susținut de numărul 1UL1RR029884 de la Centrul Național pentru Resurse de Cercetare.

Note de subsol

 Suportat de un grant de la Nutricia Advanced Medical Nutrition.

Conflictul de interese

Dr. Wolfe este membru al Consiliului consultativ Danone Research și a primit despăgubiri. Domnul Memelink și Dr. van Helvoort sunt angajați de Nutricia Advanced Medical Nutrition, Danone Research – Centrul de Nutriție Specializată. Dr. Ferrando, dr. Deutz, dl Schutzler și dl Spencer nu au nici un conflict de interese de a declara.

Referințe

1. Evans WJ, Morley JE, Argiles J, Bales C, Baracos V, Guttridge D, și colab. Cachexia: o nouă definiție.Clin Nutr. 2008; 27 (6): 793-9. PubMed ]
2. Tisdale MJ. Mecanismele cașexiei de cancer. Physiol Rev. 2009; 89 (2): 381-410. PubMed ]
3. Biolo G, Antonione R, Barazzoni R, Zanetti M, Guarnieri G. Mecanismele modificării proteinelor în bolile cronice: o analiză a studiilor cinetice umane. Curr Opin Clin Nutr Metab Îngrijire. 2003; 6 (1): 55-63. PubMed ]
4. Shaw JH, Humberstone DA, Douglas RG, kinetica Koea J. Leucina la pacientii cu boala benigna, cancerul care nu pierde in greutate si cachexia cancerului: studii la nivelul intregului corp si tesut si raspunsul la suportul nutritional. Interventie chirurgicala. 1991; 109 (1): 37-50. PubMed ]
5. De Blaauw I, Deutz NE, Von Meyenfeldt MF. Schimbări metabolice în cazexia de cancer – prima dintre cele două părți. Clin Nutr. 1997; 16 (4): 169-76. PubMed ]
6. Fearon KC. Meditația lui Sir David Cuthbertson 1991. Mecanismele și tratamentul pierderii în greutate în cancer. Proc Nutr Soc. 1992; 51 (2): 251-65. PubMed ]
7. Emery PW, Edwards RH, Rennie MJ, Souhami RL, Halliday D. Sinteza proteinei în mușchi măsurată in vivo la pacienții cu cancer cachectic. Br Med J (Clin Res. Ed.) 1984; 289 (6445): 584-6.Articol gratuit PMC ] PubMed ]
8. Kadar L, Albertsson M, Areberg J, Landberg T, Mattsson S. Valoarea prognostică a proteinei corporale la pacienții cu cancer pulmonar. Ann New York Acad Sci. 2000; 904 : 584-91. PubMed ]
9. Arends J, Bodoky G, Bozzetti F, Fearon K, Muscaritoli M, Selga G, și colab. Ghidul ESPEN privind nutriția enterală: oncologia non-chirurgicală. Clin Nutr. 2006; 25 (2): 245-59. PubMed ]
10. de Blaauw I, Heeneman S, Deutz NE, von Meyenfeldt MF. Creșterea numărului de proteine ​​din întregul corp și a cantității de glutamină în cazul cancerului avansat nu este compensată de creșterea proteinelor musculare și a fluctuației glutaminei. J Surg Res. 1997; 68 (1): 44-55. PubMed ]
11. de Blaauw I, Deutz NE, von Meyenfeldt MF. Cancerul reduce răspunsul metabolic al mușchilor la stresul chirurgical la șobolan. J Surg Res. 1998; 80 (1): 94-101. PubMed ]
12. de Blaauw I, Deutz NE, Hulsewe KW, von Meyenfeldt MF. Răspunsul metabolic atenuat la intervenția chirurgicală la șobolanii care poartă tumori. J Surg Res. 2003; 110 (2): 371-7. PubMed ]
13. Vissers YL, von Meyenfeldt MF, Argiles JM, Luwing YC, Dejong CH, Deutz NE. Distrugerea proteinelor la nivelul întregului corp și la nivelul organelor la șoarecii care nu suferă de cachectică și care suferă o intervenție chirurgicală. Clin Nutr. 2007; 26 (4): 483-90. PubMed ]
14. Vissers YL, von Meyenfeldt MF, Luking YC, Dejong CH, Buurman WA, Deutz NE. Prezența tumorii inhibă răspunsul postoperator normal în arginină și producția de NO la șoareci non-cachectic. Clinica Sci (Londra) 2007; 112 (10): 527-32. PubMed ]
15. Vissers YL, von Meyenfeldt MF, Luking YC, Dejong CH, Deutz NE. Sinteza interorganică a argininei este stabilită în jos în cazul șoarecilor supuși traumelor chirurgicale care poartă tumori. Metabolism. 2008;57 (7): 896-902. PubMed ]
16. Wolfe RR. Reglarea proteinei musculare de aminoacizi. J Nutr. 2002; 132 (10): 3219S-24S. PubMed ]
17. Raze PJ, Fjeld CR, Jahoor F. Diferențele dintre compozițiile de aminoacizi ale fazei acute și ale proteinelor musculare au o influență asupra pierderii azotului în stări traumatice? J Nutr. 1994; 124 (6): 906-10. PubMed ]
18. Volpi E, Ferrando AA, Yeckel CW, Tipton KD, Wolfe RR. Aminoacizii exogeni stimulează sinteza proteinei musculare nete la vârstnici. J Clin Invest. 1998; 101 (9): 2000-7. Articol gratuit PMC ]PubMed ]
19. Paddon-Jones D, Sheffield-Moore M, Zhang XJ, Volpi E, Wolf SE, Aarsland A, și colab. Ingestia de aminoacizi îmbunătățește sinteza proteinelor musculare la tineri și vârstnici. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2004; 286 (3): E321-8. PubMed ]
20. Katsanos CS, Chinkes DL, Paddon-Jones D, Zhang XJ, Aarsland A, Wolfe RR. Ingerarea proteinei din zer în cazul persoanelor în vârstă are ca rezultat creșterea acumulării de proteine ​​musculare decât ingerarea conținutului său esențial de aminoacizi. Nutr Res. 2008; 28 (10): 651-8. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
21. Katsanos CS, Kobayashi H, Sheffield-Moore M, Aarsland A, Wolfe RR. Îmbătrânirea este asociată cu scăderea acumulării de proteine ​​musculare după ingestia unui bolus mic de aminoacizi esențiali. Am J Clin Nutr. 2005; 82 (5): 1065-73. PubMed ]
22. Garlick PJ, Grant I. Infuzia de aminoacizi mărește sensibilitatea sintezei proteinelor musculare in vivo la insulină. Efectul aminoacizilor cu catenă ramificată. Biochem J. 1988; 254 (2): 579-84.Articol gratuit PMC ] PubMed ]
23. Buse MG, Reid SS. Leucină. Un posibil autor de reglementare a metabolismului proteinelor în mușchi.J Clin Invest. 1975; 56 (5): 1250-61. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
24. Hong SO, Layman DK. Efectele leucinei asupra sintezei proteinelor in vitro și a degradării în mușchii scheletici ai șobolanilor. J Nutr. 1984; 114 (7): 1204-12. PubMed ]
25. Dardevet D, Sornet C, Balage M, Grizard J. Stimularea sintezei proteinei musculare in vitro a șobolanilor de către leucină scade odată cu vârsta. J Nutr. 2000; 130 (11): 2630-5. PubMed ]
26. Katsanos CS, Kobayashi H, Sheffield-Moore M, Aarsland A, Wolfe RR. O proporție mare de leucină este necesară pentru stimularea optimă a ratei sintezei proteinelor musculare de către aminoacizii esențiali la vârstnici. Am J Physiol. 2006; 291 (2): E381-7. PubMed ]
27. Koopman R, Verdijk L, Manders RJ, Gijsen AP, Gorselink M, Pijpers E, și colab. Co-ingestia proteinelor și a leucinei stimulează ratele de sinteză a proteinelor musculare în aceeași măsură la bărbații tineri și bătrâni. Am J Clin Nutr. 2006; 84 (3): 623-32. PubMed ]
28. Rieu I, Balage M, Sornet C, Giraudet C, Pujos E, Grizard J, și colab. Suplimentarea cu leucină îmbunătățește sinteza proteinelor musculare la bărbații în vârstă, independent de hiperaminoacidemie. J Fiziologie. 2006; 575 (Pt1): 305-15. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
29. van Norren K, Kegler D, Argiles JM, Luiking Y, Gorselink M, Laviano A, și colab. Suplimentarea dietei cu o combinație specifică de proteină mare, leucină și ulei de pește îmbunătățește funcția musculară și activitatea zilnică în șoarecii cachectici care poartă tumori. Br J Cancer. 2009; 100 (5): 713-22.Articol gratuit PMC ] PubMed ]
30. Ferrando AA, Paddon-Jones D, Hays NP, Kortebein P, Ronsen O, Williams RH, și colab. Suplimentarea cu EAA pentru a crește aportul de azot îmbunătățește funcția musculară în timpul perioadei de odihnă a patului la vârstnici. Clin Nutr. 2009 PubMed ]
31. Borsheim E, Bui QU, Tissier S, Kobayashi H, Ferrando AA, Wolfe RR. Efectul suplimentelor de aminoacizi asupra masei musculare, a forței și a funcției fizice la vârstnici. Clin Nutr. 2008; 27 (2): 189-95.Articol gratuit PMC ] PubMed ]
32. Meesters RJ, Wolfe RR, Deutz NE. Aplicarea spectrometriei de masă cromatografie lichidă-tandem (LC-MS / MS) pentru analiza îmbogățirii izotopice stabile a fenilalaninei și tirozinei. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2009; 877 (1-2): 43-9. PubMed ]
33. Wolfe RR, Chinkes DL. Traseele izotopilor în metabolic. Res Principii Analiza cinetică. 2004: 274.
34. Bohe J, Low A, Wolfe RR, Rennie MJ. Sinteza proteinelor musculare umane este modulată prin disponibilitatea extracelulară, nu intramusculară a aminoacidului: un studiu de răspuns la doză. J Fiziologie. 2003; 552 (Pt1): 315-24. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
35. Brunner E, Domhof S, Langer F. Non- parametrizali Anal longitudinal Factorial Exp. 2001: 288.
36. Schutz Y, Kyle UU, Pichard C. Indicele de masa fara grasimi si percentile indicele maselor de grasime la caucazieni in varsta de 18-98 y. Int J Obes Relat Metab Disord. 2002; 26 (7): 953-60. PubMed ]
37. Muscaritoli M, Anker SD, Argilés J, Aversa Z, Bauer JM, Biolo G și colab. Definirea consensului a sarcopeniei, cașexiei și pre-cașexiei: document comun elaborat de grupurile de interese speciale (SIG) „cachexia-anorexia în bolile cronice de risipă” și „nutriția în geriatrie” Clin Nutr. 2010; 29 (2): 154-9.PubMed ]
38. Lucian YC, Poeze M, Ramsay G, Deutz NE. Producția redusă de citrulină în sepsis este legată de scăderea producției de arginină și oxid de azot de novo. Am J Clin Nutr. 2009; 89 (1): 142-52. PubMed ]
39. Engelen MP, Rutten EP, De Castro CL, Wouters EF, Schols AM, Deutz NE. Răspunsul interorganic aliat la alimentație la pacienții cu boală pulmonară obstructivă cronică. Am J Clin Nutr. 2005; 82 (2): 366-72. PubMed ]
40. Paddon-Jones D, Sheffield-Moore M, Katsanos CS, Zhang XJ, Wolfe RR. Stimularea diferențială a sintezei proteinelor musculare la persoanele în vârstă după ingestia isocalorică a aminoacizilor sau a proteinei din zer. Exp Gerontologie. 2006; 41 (2): 215-9. PubMed ]
41. Dillon EL, Volpi E, Wolfe RR, Sinha S, Sanford AP, Arrastia CD, și colab. Metabolismul aminoacid și sarcina inflamatorie la pacienții cu cancer ovarian supuși unei terapii oncologice intense. Clin Nutr. 2007;26 (6): 736-43. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
42. Volpi E, Kobayashi H, Sheffield-Moore M, Mittendorfer B, Wolfe RR. Aminoacizii esențiali sunt responsabili în primul rând pentru stimularea aminoacizilor de anabolism al proteinelor musculare la adulții vârstnici sănătoși. Am J Clin Nutr. 2003; 78 (2): 250-8. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
43. Volpi E, Mittendorfer B, Rasmussen BB, Wolfe RR. Răspunsul anabolismului de proteine ​​musculare la hiperaminoacidemia combinată și hiperinsulinemia indusă de glucoză este afectată la vârstnici. J Clin Endocrinol Metab. 2000; 85 (12): 4481-90. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
44. Katz A, Nambi SS, Mather K, Baron AD, Follmann DA, Sullivan G, și colab. Indicele cantitativ al sensibilității la insulină: o metodă simplă și precisă pentru evaluarea sensibilității la insulină la om. J Clin Endocrinol Metab. 2000; 85 (7): 2402-10. PubMed ]
45. van Norren K, van Helvoort A, Frost GS, Lansink M. P123 O compoziție nutrițională specifică pentru pacienții cu cancer cu un indice glicemic scăzut. Suplimente pentru Nutriție Clinică. 2009; 4 (2): 77.
46. Tipton KD, Elliott TA, Cree MG, Wolf SE, Sanford AP, Wolfe RR. Ingestia proteinelor de cazeină și zer rezultă în anabolismul muscular după exercițiul de rezistență. Med Sci Sports Exerc. 2004; 36 (12): 2073-81. PubMed ]
47. Drummond MJ, Rasmussen BB. Substanțele nutritive îmbogățite cu leucină și reglarea țintă a mamiferelor de semnalizare rapamicină și sinteza proteinei musculare scheletice umane. Curr Opin Clin Nutr Metab Îngrijire. 2008; 11 (3): 222-6. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
48. Paddon-Jones D, Rasmussen BB. Recomandări privind proteinele dietetice și prevenirea sarcopeniei. Curr Opin Clin Nutr Metab Îngrijire. 2009; 12 (1): 86-90. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
49. Sijben JW, Calder PC. Imunomodulare diferențiată cu PUFA cu lanț lung cu n-3 în sănătate și boli cronice. Proc Nutr Soc. 2007; 66 (2): 237-59. PubMed ]
50. Calder PC. Discursul ESPEN 2008, Sir David Cuthbertson: acizi grași și inflamații – de la membrana până la nucleu și de la banca de laborator la clinică. Clin Nutr. 2010; 29 (1): 5-12. PubMed ]
51. Smith HJ, Khal J, Tisdale MJ. Downregularea degradării proteinei dependente de ubiquitin în miotuburile murine în timpul hipertermiei prin acid eicosapentaenoic. Biochem Biophys Res Commun.2005; 332 (1): 83-8. PubMed ]
52. Smith HJ, Greenberg NA, Tisdale MJ. Efectul acidului eicosapentaenoic, proteinei și aminoacizilor asupra sintezei proteinelor și degradării în mușchii scheletici a șoarecilor cachectici. Br J Cancer. 2004; 91(2): 408-12. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
53. Barber MD, Fearon KC, Ross JA. Acidul eicosapentaenoic modulează răspunsul imun, dar nu are nici un efect asupra unui mimic al răspunsurilor specifice antigenului. Nutriție. 2005; 21 (5): 588-93.PubMed ]
54. Mickleborough TD, Tecklenburg SL, Montgomery GS, Lindley MR. Acidul eicosa-pentaenoic este mai eficient decât acidul docosahexaenoic în inhibarea producției de mediator proinflamator și a transcripției din celulele macrofage alveolare astmatice umane induse de LPS. Clin Nutr. 2009; 28 (1): 71-7.PubMed ]
55. Faber J, Vos P, Kegler D, van Norren K, Argiles JM, Laviano A, și colab. Efectele benefice modulative imune ale unei combinații nutriționale specifice într-un model murin pentru cașexia cancerului. Br J Cancer. 2008; 99 (12): 2029-36. Articol gratuit PMC ] PubMed ]
56. Smith GI, Atherton P, Reeds DN, Mohammed BS, Rankin D, Rennie MJ și colab. Suplimentarea cu acid gras omega-3 creste rata de sinteza a proteinelor musculare la adultii in varsta: un studiu controlat randomizat. Am J Clin Nutr. 2010 articol gratuit PMC ] PubMed ]
57. Nordoy A, Barstad L, Connor WE, Hatcher L. Absorbția acizilor n-3 eicosapentaenoici și docosahexaenoici ca esteri etilici și trigliceride de către oameni. Am J Clin Nutr. 1991; 53 (5): 1185-90.PubMed ]

Exprimati-va pararea!

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Google

Comentezi folosind contul tău Google. Dezautentificare /  Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare /  Schimbă )

Conectare la %s

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.