Serumski in fekalni aminokislinski profili pri mačkah s kronično ledvično boleznijo

Povzetek

Namen študije je bil kvantificirati serumske in fekalne aminokisline (AA) pri mačkah s kronično ledvično boleznijo (CKD) in jih primerjati z zdravimi mačkami. V to prospektivno presečno študijo je bilo vključenih 35 mačk s kronično ledvično boleznijo 1–4. Serume smo analizirali za 25 koncentracij AA z uporabo analizatorja AA z ionsko izmenjevalno kromatografijo z derivatizacijo ninhidrina po koloni. Izpraznjene fekalne vzorce smo analizirali za 22 koncentracij AA z uporabo tekočinske kromatografije s tandemsko masno spektrometrijo. Mačke s kronično ledvično boleznijo so imele nižje serumske koncentracije fenilalanina (povprečna razlika ± standardna napaka povprečja: 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) in tirozin (11,6 ± 3,8 µM; p {{ 37}}.01) in višje serumske koncentracije asparaginske kisline (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) in tavrin (109,9 ± 29,6 µM; p=0,01) v primerjavi z zdravimi mačkami. Fekalne koncentracije AA se med zdravimi mačkami in mačkami s kronično ledvično boleznijo niso razlikovale. 3-Metilhistidin v kreatinin se med zdravimi mačkami z izgubo mišic in brez nje ni razlikoval. Mačke s kronično ledvično boleznijo IRIS stopnje 1–4 imajo moten profil aminokislin v serumu v primerjavi z zdravimi mačkami.

Ključne besede

mačke; kronična ledvična bolezen; aminokislina; triptofan.

Kliknite tukaj, če želite izvedeti, kakšni so učinki zdravila Cistanche

Uvod

Izguba mišic, s sočasno izgubo maščobnih zalog ali brez nje, se pojavi pri mačkah s kronično boleznijo ledvic (CKD) in lahko prispeva k izgubi teže [1,2]. Kaheksija je izguba puste telesne mase pri akutnih in kroničnih boleznih in je posledica izkoriščanja aminokislin (AA) iz mišic kot primarnega vira energije [3]. Kaheksija, ki je posledica kronične ledvične bolezni, je bila najbolje opredeljena pri ljudeh z ekstrapolacijo na veterinarske vrste. Glede na študije na modelih ljudi in podgan je kaheksija posledica negativnega vnosa energije in povečanega katabolizma beljakovin, ki je posledica presnovne acidoze, sistemskega vnetja in insulinske rezistence [4]. Poleg tega lahko CKD povzroči malasimilacijo beljakovin zaradi zmanjšane učinkovitosti prebave beljakovin in zmanjšane absorpcije AA v tankem črevesu [5,6]. Motena prebava beljakovin poveča številčnost proteolitičnih bakterij in fermentacijo AA v prekurzorje uremičnih toksinov [4,7,8].

Aminokisline so potrebne za sintezo beljakovin. Obstaja 20 proteinogenih AA, od katerih jih je 11 bistvenih pri mačkah. V primerjavi z nebistvenimi AA esencialnih AA organizem ne more sintetizirati in jih je treba zaužiti s hrano. Pred tem so poročali, da imajo ljudje, psi in mačke z boleznijo ledvic, tudi tisti z zgodnjo boleznijo, moten profil krožečih AA [9–14]. Poleg tega se je pokazalo, da so fekalni profili AA spremenjeni pri ljudeh na hemodializi in v modelu kronične ledvične bolezni glodalcev v primerjavi z zdravimi kontrolnimi osebami [6, 15]. Do danes koncentracije AA v blatu in korelacija med koncentracijami AA v serumu in blatu pri mačkah s kronično ledvično boleznijo niso bile dokumentirane.

Aminokislina je lahko podvržena posttranslacijskim modifikacijam, kot sta fosforilacija ali metilacija, da tvori tesno povezane bioaktivne molekule. Ena takšnih aminokislin je 3- metilhistidin (3-MH), ki ga sintetizirajo skeletne mišice, med razgradnjo mišic se sprosti v krvni obtok in se nespremenjena izloči z urinom [16]. Prejšnja študija je poročala, da so koncentracije 3-MH v plazmi višje pri mačkah s kronično ledvično boleznijo v primerjavi s tistimi pri zdravih kontrolnih mačkah in tudi pri neapetentnih mačkah s kronično ledvično boleznijo v primerjavi s tistimi z normalnim apetitom [9]. Starost je povezana z izgubo puste telesne mase pri mačkah brez bolezni (tj. sarkopenije), starejše mačke pa imajo pogosteje sarkopenijo kot mlade mačke [17, 18]. Ker je serumski kreatinin nadomestni marker mase skeletnih mišic, je bila normalizacija 3-MH na koncentracije kreatinina (3-MH/Crea) uporabljena kot biomarker presnove mišičnih beljakovin pri starejših [19,20] . V veterinarski medicini potencialna povezava med koncentracijo 3-MH v obtoku in izgubo mišic pri mačkah še ni bila ocenjena.

Domnevali smo, da bi imele mačke s kronično ledvično boleznijo moten profil AA v serumu in blatu v primerjavi z zdravimi mačkami. Zlasti smo domnevali, da bi imele mačke s kronično ledvično boleznijo zmanjšane serumske koncentracije esencialnih AA s sočasno povečanimi fekalnimi koncentracijami teh AA, kar podpira malasimilacijo beljakovin v tankem črevesu. Poleg tega smo domnevali, da bi razmerje 3-MH/Crea pomagalo pri oceni izgube mišic pri zdravih odraslih in starejših mačkah. Da bi preverili te hipoteze, je bil glavni cilj študije kvantificirati serumske in fekalne koncentracije AA pri mačkah s kronično ledvično boleznijo in jih primerjati s tistimi v skupini zdravih mačk. Sekundarni cilj je bil raziskati presečno razmerje 3-MH/Crea z oceno stanja mišic (MCS) pri zdravih odraslih in starejših mačkah.

Cistanche tubulosa

Materiali in metode

1. Zasnova študije in izbor mačk

V tej prospektivni presečni študiji so bile zdrave odrasle in starejše mačke (stare več kot ali enake 8 let) in mačke z diagnozo kronične ledvične bolezni med leti 2018 in 2020 izbrane med strankami Veterinarske bolnišnice univerze Colorado State University. Da bi bile upravičene do vključitve , so bile mačke podvržene temeljiti oceni, ki je vključevala zgodovino klienta in pregled pretekle zdravstvene kartoteke, popoln fizični pregled, ki ga je opravil specialist interne medicine, certificiran z eno samo komisijo, CBC, biokemični profil seruma, analizo urina, koncentracijo skupnega tiroksina v serumu, krvni tlak Doppler in razmerje med beljakovinami in kreatininom v urinu (če je merilna paličica za beljakovine v urinu večja ali enaka 1 plus). Fizični pregled je vključeval 9-točkovno oceno telesne kondicije (BCS; Nestle Purina, St. Louis, MO, ZDA) in oceno mišične kondicije (MCS) [21,22]. Mačke s kronično ledvično boleznijo so bile razvrščene na podlagi smernic Mednarodnega združenja za ledvična obolenja (IRIS) [23]. Mačke so bile na podlagi serumskega kreatinina razvrščene kot IRIS CKD 1. stopnje<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. Ob vpisu so lastnike prosili, naj subjektivno ocenijo apetit svoje mačke z 5-točkovno lestvico (0 odstotkov, 25 odstotkov, 50 odstotkov, 75 odstotkov ali 100 odstotkov zaužitega obroka).

Merila za izključitev so vključevala zaplete kronične ledvične bolezni, kot je akutna obstruktivna bolezen sečil, okužba sečil ali nedavna hospitalizacija, in diagnozo sistemske bolezni, vključno s sladkorno boleznijo, hipertiroidizmom ali znano ali sumljivo boleznijo prebavil (vključno s kronično enteropatijo, ki se odziva na hrano).

2. Analiza serumskih aminokislin

Lastnikom je bilo naročeno, naj svojim mačkam ne dajo hrane vsaj 12 ur pred odvzemom krvi. Kri smo zbrali v sterilne neheparinizirane epruvete in po nastanku strdka centrifugirali (v 30 minutah po odvzemu vzorca) pri 5000 obratih na minuto 5 minut. Serum je bil takoj pobran in shranjen pri –80 ◦C 0–2 tedna, preden so ga poslali na suhem ledu v Texas A&M Gastrointestinal Laboratory za analizo. Ob prihodu so bili vzorci odmrznjeni pri sobni temperaturi in deproteinizirani z enakim volumnom 5 odstotkov (m/v) sulfosalicilne kisline s 500 µM L-norlevcina kot internega standarda. Vzorce smo nato shranili pri 4 ◦C 10 minut pred centrifugiranjem pri 10,000× g 5 minut. Supernatant smo prenesli v centrifugalni filter PVDF z velikostjo por 0,2 µm in centrifugirali pri 10.000 × g 5 minut pri 4 °C. Vzorce smo nato analizirali na vsebnost aminokislin z uporabo analizatorja aminokislin z ionsko izmenjevalno kromatografijo z derivatizacijo ninhidrina po koloni (Biochrom 30 plus, Biochrom Ltd., Holliston, MA, ZDA). Sto mikrolitrov filtriranega supernatanta smo prenesli v viale za samodejno vzorčenje in shranili pri 4 ◦C največ 48 ur pred avtomatskim vbrizgavanjem 30 µL v analitično kolono.

Analizirali smo serumske koncentracije naslednjih 25 aminokislin in sorodnih spojin: -alanin, L-alanin, L-arginin, L-asparagin, L-asparaginska kislina, L-citrulin, L-glutaminska kislina, L-glutamin, glicin, tavrin , L-histidin, hidroksi-L-prolin, L-izolevcin, L-levcin, L-lizin, L-metionin, 3-MH, L-ornitin, L-fenilalanin, L-prolin, L-serin, L-treonin, L-triptofan, L-tirozin in L-valin. R2 standardnih krivulj v razponu od 2,5 µM do 750 µM je bil večji od 0,998 za vse spojine. Površina vrha internega standarda L-norlevcina pri 250 µM je bila znotraj 2 standardnih odstopanj od povprečja za vse vzorce in standarde. Delovni standardni kalibrator je bil pripravljen pri 250 µM in je bil uporabljen vsakih 10 injekcij z variacijo med dobljenimi koncentracijami manj kot 5 odstotkov. Spodnje meje kvantifikacije so bile izračunane z uporabo najnižje koncentracije na standardni krivulji, za katero je opazovano razmerje med pričakovanim ostalo med 80–120 odstotki.

Koncentracije aminokislin so bile izračunane s programsko opremo Biochrom BioSys V.3.0, integrirano s programsko opremo za obdelavo podatkov EZChrom Elite™ VA04.08 (Agilent Technologies Inc., Santa Clara, CA, ZDA).

Izvleček Cistanche

3. Analiza fekalnih aminokislin

Lastnikom je bilo naročeno, naj v 12 urah po defekaciji odvzamejo vzorec iztrebkov svoje mačke in ga začasno shranijo pri 4 ◦C v zaprti posodi, dokler vzorca v 24 urah po odvzemu niso prinesli v bolnišnico na ledu. Fekalne alikvote smo do analize shranili pri –80 ◦C. Po vključitvi v študijo so bili vsi fekalni vzorci poslani v zunanji laboratorij (Metabolon Inc., Morrisville, NC, ZDA) za analizo s tekočinsko kromatografijo s tandemsko masno spektrometrijo. Fekalne vzorce smo analizirali na naslednjih 22 AA: L-alanin, L-arginin, L-asparagin, L-asparaginska kislina, L-citrulin, L-glutaminska kislina, L-glutamin, glicin, L-histidin, hidroksi-L -prolin, L-izolevcin, L-levcin, L-lizin, L-metionin, L-ornitin, L-fenilalanin, L-prolin, L-serin, L-treonin, L-triptofan, L-tirozin in L- valin.

Fekalne vzorce smo liofilizirali in alikvot stehtali. Posušene fekalne alikvote smo nato ekstrahirali z organskim topilom in del supernatanta prenesli na čisto ploščo za vzorce. Alikvoti supernatanta so bili dodani s stabilnimi označenimi internimi standardi (tabela S1) in izpostavljeni obarjanju beljakovin z organskim topilom. Pridobljeni so bili referenčni materiali za analite (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, ZDA) in izotopsko označeni interni standardi (Sigma-Aldrich, Cambridge Isotope Laboratories, CDN Isotopes). Po centrifugiranju je bil alikvot supernatanta razredčen in vbrizgan v Agilent 1290/AB Sciex QTrap 5500 sistem za tandemsko masno spektrometrijo s tekočinsko kromatografijo, opremljen s kolono za tekočinsko kromatografijo ultra visoke ločljivosti C18 z reverzno fazo. Masni spektrometer je deloval v pozitivnem načinu z ionizacijo z elektrosprejem.

Površine vrhov posameznih matičnih ionov analita so bile izmerjene glede na površine vrhov matičnih ionov ustreznih internih standardov v načinu psevdo-MRM. Kvantifikacijo smo izvedli z uteženo regresijsko analizo najmanjših kvadratov, ustvarjeno iz obogatenih umeritvenih standardov, pripravljenih tik pred vsakim zagonom. Neobdelani podatki so bili zbrani in obdelani s programsko opremo SCIEX OS-MQ v1.7. Redukcija podatkov je bila izvedena s programom Microsoft Excel za Office 365 v.16.

Za 22 analitov aminokislinske plošče je bila za pripravo vzorcev za nadzor kakovosti uporabljena ena serija plazme. Analiza vzorca je bila izvedena v 96-formatu plošče z vdolbinicami, ki je vsebovala dve umeritveni krivulji in šest vzorcev za kontrolo kakovosti (na ploščo) za spremljanje učinkovitosti testa. Natančnost je bila ovrednotena z uporabo ustreznih ponovitev kontrole kakovosti v vsakem vzorčnem ciklusu. Natančnost znotraj preskusa (odstotek CV) je bila manjša ali enaka 20 odstotkoma. Pripravljena in obdelana je bila ena serija. Vrednosti koncentracije so bile popravljene na podlagi alikvotne mase vzorca. Vrednosti so izražene v µg/g. Spodnja meja kvantifikacije (LLOQ) za glutamin je bila 2,5 µg/g; za L-alanin, L-arginin, L-lizin, L-prolin, L-tirozin in L-valin je bil LLOQ 1.0 ug/g. Za glicin je bil LLOQ 0,75 µg/g. Za L-glutaminsko kislino, L-histidin, L-levcin, L-treonin in L-triptofan je bil LLOQ 0,5 µg/g. Za L-fenilalanin in L-serin je bil LLOQ 0,4 µg/g. Za L-asparagin, L-asparaginsko kislino, L-izolevcin in L-ornitin je bil LLOQ 0.25 µg/g. Za L-citrulin je bil LLOQ 0,2 µg/g. Za L-metionin je bil LLOQ 0,125 µg/g. Za hidroksi-L-prolin je bil LLOQ 0,05 µg/g.

4. Statistična analiza

Za statistično primerjavo rezultatov med stopnjami kronične ledvične bolezni IRIS so združili mačke s kronično ledvično boleznijo stopnje 1 in 2 ter mačke s kronično ledvično boleznijo stopnje 3 in 4 glede na nekaj mačk s kronično ledvično boleznijo stopnje 1 in 4, ki so bile vključene v študijo.

Histogrami in diagrami QQ meritev AA pri zdravih mačkah in mačkah s kronično ledvično boleznijo so potrdili domnevo o približni normalnosti. Pregled boxplotov je pokazal, da so bile meritve pri mačkah s kronično ledvično boleznijo pogosto bolj spremenljive kot pri zdravih mačkah. Tako je bil uporabljen Welchov test za primerjavo stalnih spremenljivk med dvema neodvisnima skupinama (tj. zdrave mačke in mačke s kronično ledvično boleznijo). Enosmerna Welchova ANOVA s Holm-Sidakovim testom večkratnih primerjav je bila uporabljena za primerjavo spremenljivk med tremi neodvisnimi skupinami (tj. zdravimi mačkami; mačkami 1. in 2. stopnje KLB ter mačkami 3. in 4. stopnje KLB). Poleg tega je bil izračunan Spearmanov korelacijski koeficient (rho), da se oceni korelacija med koncentracijami AA v serumu in blatu ter koncentracijo kreatinina v serumu, med koncentracijami kreatinina v serumu in 3-MH ter med koncentracijami AA v serumu in blatu. Prilagodljiva metoda Benjaminija, Kriegerja in Yekutielija [24] je bila uporabljena za nadzor stopnje napačnih odkritij z vrednostjo q, nastavljeno na 5 odstotkov. Za statistično analizo so bili vsi vzorci, ki niso imeli merljive koncentracije, prijavljeni kot 0. Kadar je bila na voljo, je bila uporabljena absolutna vrednost za vzorce s koncentracijo pod ali nad mejo kvantifikacije. Z uporabo sporočenih standardnih odstopanj plazemskih koncentracij AA pri zdravih mačkah in mačkah s kronično ledvično boleznijo [9] smo izvedli analizo za določitev najmanjše razlike za vsako AA, ki jo je mogoče zaznati z velikostjo vzorca v naši študiji (16 za zdrave mačke; 26 mačk s kronično ledvično boleznijo). ). Z analizo je bila pridobljena najmanjša razlika, ki jo je bilo mogoče zaznati za vsak AA z močjo 80 odstotkov in alfa {{20}}.05. Na podlagi analize je najmanjša razlika, ki jo je mogoče zaznati, razlika enega standardnega odklona. Statistična analiza je bila izvedena z uporabo statističnih programov (GraphPad Prism 9.2.0; GraphPad Software, La Jolla, CA, in SAS 9.4; SAS Institute, Cary, NC, ZDA). Popravljena p-vrednost < 0,05 je veljala za pomembno.

Cistanche kapsule

Diskusija

V tej študiji smo izmerili serumske in fekalne koncentracije AA, da bi primerjali profile med zdravimi odraslimi odraslimi in starejšimi mačkami ter mačkami s kronično ledvično boleznijo. Najprej smo ugotovili, da imajo mačke s kronično ledvično boleznijo moten profil AA v serumu; predvsem mačke s kronično ledvično boleznijo so imele nižje serumske koncentracije treh esencialnih (fenilalanin, treonin, triptofan) in dveh nebistvenih AA (serin, tirozin) v primerjavi z zdravimi mačkami. Spremembe serumskih profilov AA so se pojavile pri mačkah z zgodnjo fazo bolezni (IRIS stopnja 1 in 2), obseg nenormalnosti pa je bil večji pri mačkah s pozno fazo CKD (IRIS stopnja 3 in 4) za več AA (asparaginska kislina, - alanin, citrulin, levcin, fenilalanin, serin, tavrin, triptofan, valin). Drugič, v nasprotju z našo hipotezo nismo našli pomembnih razlik v koncentracijah AA v blatu med zdravimi mačkami in mačkami s kronično ledvično boleznijo. To nakazuje, da malasimilacija beljakovin in posledična izguba AA v blatu morda ne bosta bistveno prispevala k bistveno motenemu profilu AA v serumu pri mačkah s kronično ledvično boleznijo. Drugi možni vzroki za spremembe statusa AA v serumu pri mačkah lahko vključujejo nezadosten vnos energije in povečan katabolizem beljakovin, kot smo že omenili, poleg izgube AA z urinom zaradi tubularne disfunkcije, zmanjšanega ledvičnega metabolizma izbranega AA in spremenjenega metabolizma AA zaradi sistemskega vnetja. [25,26]. Večina mačk s kronično ledvično boleznijo v tej študiji je imela ustrezen apetit glede na ocene apetita, pridobljene ob vključitvi; vendar je ta sistem točkovanja subjektiven in izračun dnevnega vnosa kalorij ni bil mogoč na podlagi posredovanih informacij. Zato nezadostnega vnosa ni mogoče izključiti kot dejavnika, ki prispeva k motenemu profilu AA pri teh mačkah s kronično ledvično boleznijo. Nazadnje smo ugotovili, da se razmerja 3-MH/Crea med zdravimi odraslimi odraslimi in starejšimi mačkami z ali brez izgube mišične mase bistveno ne razlikujejo.

Prejšnja študija je ocenila predprandialne koncentracije AA v plazmi pri mačkah s kronično ledvično boleznijo in pokazala nenormalen profil AA v plazmi pri mačkah s kronično ledvično boleznijo v primerjavi z zdravimi mačkami [9]. Naša študija je pokazala več podobnih razlik v koncentracijah AA med zdravimi mačkami in mačkami s kronično ledvično boleznijo. Obe študiji sta pokazali bistveno nižje koncentracije triptofana in tirozina ter višje koncentracije citrulina pri mačkah s kronično ledvično boleznijo v primerjavi z zdravimi mačkami [9]. Na splošno obstaja dobra ponovljivost koncentracij metabolitov v plazmi in serumu pri ljudeh; vendar so lahko nekatere koncentracije AA (tj. arginin, serin, fenilalanin, glicin) višje v serumu [27]. Zato je potrebna previdnost pri neposredni primerjavi ugotovitev med našo študijo in prejšnjo študijo, ki je merila koncentracije AA v plazmi.

Pri nekaterih AA so bile serumske koncentracije pri mačkah s kronično ledvično boleznijo višje kot pri zdravih mačkah, vključno z esencialnim AA tavrinom in nebistvenimi AA asparaginsko kislino, citrulinom in -alaninom. Koncentracije tavrina in citrulina v obtoku so višje pri mačkah in ljudeh z motnjami delovanja ledvic [9, 28]. Za citrulin se ta ugotovitev pripisuje zmanjšani pretvorbi citrulina v arginin v ledvicah [29]. Taurin je esencialna aminokislina pri mačkah, za razliko od ljudi in psov, zato mačke potrebujejo vnos s hrano. Višje serumske koncentracije tavrina pri mačkah s kronično ledvično boleznijo so lahko posledica zmanjšanega izločanja skozi ledvice [30]. Razlog za višje koncentracije -alanina in asparaginske kisline v obtoku pri mačkah s kronično ledvično boleznijo ni znan; vendar je to skladno z vzorcem krožečega profila AA (tj. visoke nebistvene in nizke esencialne AA), dokumentiranega pri ljudeh z boleznijo ledvic [28,31].

Fekalne koncentracije levcina, fenilalanina, lizina, histidina, metionina, tirozina in triptofana so bile dramatično povečane pri ljudeh s končno ledvično odpovedjo (ESRD), ki so prejemali hemodializo, v primerjavi z zdravimi kontrolnimi osebami [15]. Ti neprebavljeni AA v debelem črevesu bolnikov s končno odpovedjo bolezni lahko dajejo prednost proteolitičnim bakterijam, ki ustvarjajo glavne uremične toksine, ki izhajajo iz črevesja, indoksil sulfat (IS) in p-krezol sulfat (PCS) [32]. Ljudje, mačke in psi kopičijo IS, medtem ko nekatere vrste kopičijo pCS v sistemskem obtoku, kopičenje teh uremičnih toksinov pa je predvsem posledica zmanjšanega tubularnega izločanja [33–35]. Vendar pa nekateri teoretizirajo, da lahko malasimilacija beljakovin in povečana AA v debelem črevesu prav tako prispevata k koncentracijam v obtoku s tem, da dajeta prednost proteolitičnim bakterijam v debelem črevesu [6,32]. V nasprotju z našo hipotezo naša študija ni pokazala pomembnih razlik v fekalnih koncentracijah AA med kronično ledvično boleznijo in zdravimi mačkami. To postavlja pod vprašaj prispevek neprebavljenih AA pri kopičenju krožečega IS in pCS pri mačkah s kronično ledvično boleznijo. Pomanjkanje razlik v fekalnih koncentracijah AA je lahko posledica naše populacije bolnikov. Večina mačk v naši študiji je bila klinično stabilna, naša študijska kohorta pa je imela premalo mačk s kronično ledvično boleznijo 4. stopnje (n=4), da bi lahko naredili smiselno primerjavo. Bolj drastične razlike v fekalnem profilu AA bi lahko bolje ocenili pri mačkah s kronično ledvično boleznijo v končni fazi.

Izmerili smo serumske koncentracije 3-MH pri zdravih mačkah in mačkah s kronično ledvično boleznijo. Kot je bilo pričakovano, smo ugotovili, da imajo mačke s kronično ledvično boleznijo višje koncentracije 3-MH v serumu v primerjavi z zdravimi kontrolnimi mačkami in da so koncentracije 3-MH v serumu pozitivno korelirale s koncentracijami kreatinina v serumu. To je podobno ugotovitvam prejšnjih študij pri mačkah, psih in ljudeh, ki so pokazale, da so bile koncentracije 3-MH v plazmi ali serumu bolnikov s kronično ledvično boleznijo višje kot pri zdravih kontrolnih osebah [9,11,28]. To ugotovitev pripisujejo zmanjšanemu izločanju 3-MH skozi ledvice pri bolnikih s kronično ledvično boleznijo. Iz tega razloga nismo izvedli razmerja 3-MH/Crea pri mačkah s kronično ledvično boleznijo z izgubo mišic, ker je kreatinin moteč dejavnik. Da bi raziskali, ali se lahko razmerja 3-MH/Crea uporabijo kot označevalec razgradnje skeletnih mišic pri zdravih odraslih in starejših mačkah, so primerjali razmerja 3-MH/Crea med mačkami z izgubo mišic in tistimi brez. Za oceno mišične mase pri tej skupini mačk je bil uporabljen MCS, ki ga je pridobil en sam veterinar. Ocena MCS je enostavna in neinvazivna za usposobljene posameznike, ki jo izvajajo v kliničnem okolju, in je bilo ugotovljeno, da ima znatno ponovljivost in zmerno ponovljivost med opazovalci [36]. Zdrave mačke z blago do zmerno izgubo mišične mase so subjektivno imele višja povprečna razmerja 3-MH/Crea kot tiste brez izgube mišične mase, vendar ta ugotovitev ni bila statistično značilna, kar so pripisali majhni velikosti vzorca in potencialno spremenljivemu vnosu beljakovin v tem študijska kohorta [20,37]. Uporaba 3-MH kot biomarkerja razgradnje skeletnih mišic pri mačkah zahteva nadaljnje preiskave.

Za boj proti kaheksiji pri ljudeh s kronično ledvično boleznijo zdravniki priporočajo povečanje telesne dejavnosti, zdravljenje presnovne acidoze in odpravo popravljivih vnetnih dejavnikov (npr. črevesne bolezni), da se čim bolj zmanjša katabolizem beljakovin. Poleg tega je pomembna optimizacija prehranske terapije. Podobno kot pri ljudeh sta zmanjšanje vnosa beljakovin z visoko prebavljivim virom beljakovin in vzdrževanje ustreznega vnosa kalorij temelj zdravljenja mačk s kronično ledvično boleznijo [38,39]. Prejšnja študija pri mačkah s kronično ledvično boleznijo IRIS 1. in 2. stopnje je pokazala, da je povečan vnos esencialne AA treonina z uporabo terapevtske diete za ledvice z omejenim vnosom beljakovin (6,7 g/100 kcal) 6 mesecev ohranil pusto telesno maso (Hill's Prescription Diet k/d Mačji s piščancem, Hill's Pet Nutrition, Topeka, KS, ZDA) [40]. Aminokislinski profili pred in po prehodu na dieto pri teh mačkah niso bili ocenjeni. Ugotovili smo, da je v serumu mačk s kronično ledvično boleznijo treonina nizka vsebnost treonina v primerjavi z zdravimi kontrolnimi mačkami, kar dodatno podpira potencialno korist dodajanja te AA pri mačkah s kronično ledvično boleznijo. Pri ljudeh na hemodializi je peroralni nutracevtik, ki se uporablja za zagotavljanje kalorij iz makrohranil, vključno z beljakovinami v obliki AA in peptidov, izboljšal večino koncentracij AA v serumu [41]. Na podlagi teh študij bi lahko bile ledvične terapevtske diete, obogatene z bistvenimi AA, koristne pri mačkah s kronično ledvično boleznijo v upanju, da bodo ohranile pusto telesno maso in potencialno izboljšale koncentracije AA v serumu; vendar je slednje treba še pojasniti.

Cistanche v prahu

Ta študija ima omejitve. Glede populacije mačk kontrolna skupina ni bila starostno usklajena s skupino s kronično ledvično boleznijo, ker ni bilo mogoče najti zdravih starejših mačk.<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.

Sklepi

Mačke s kronično ledvično boleznijo IRIS stopnje 1–4 imajo nižje serumske koncentracije nekaterih bistvenih AA v primerjavi z zdravimi zrelimi odraslimi in starejšimi mačkami, zato lahko moteni profili AA v serumu pri mačkah s kronično ledvično boleznijo služijo kot terapevtski cilj dietetskega upravljanja. Koncentracije AA v blatu se med kronično ledvično boleznijo in zdravimi mačkami niso bistveno razlikovale, zato je malo verjetno, da izločanje AA v blatu močno prispeva k okvarjenim profilom AA v serumu, dokumentiranih pri mačkah s kronično ledvično boleznijo. Koncentracije 3-MH v serumu so višje pri mačkah s kronično ledvično boleznijo kot pri zdravih kontrolnih osebah, to ugotovitev pa pripisujejo zmanjšanemu izločanju skozi ledvice. Razmerje 3-MH/Crea ni bilo bistveno višje pri zdravih mačkah z izgubo mišične mase v primerjavi s tistimi z normalno mišično maso; vendar je glede na majhnost vzorca dodatno vrednotenje upravičeno.

Reference

1. Summers, S.; Quimby, JM; Phillips, RK; Stockman, J.; Izaija, A.; Lidbury, JA; Steiner, JM; Suchodolski, J. Predhodna ocena koncentracij fekalnih maščobnih kislin pri mačkah s kronično boleznijo ledvic in korelacija z indoksil sulfatom in p-krezol sulfatom. J. Vet. Pripravnik. med. 2020, 34, 206–215. [CrossRef]

2. Freeman, LM; Lachaud, poslanec; Matthews, S.; Rhodes, L.; Zollers, B. Ocena izgube teže skozi čas pri mačkah s kronično boleznijo ledvic. J. Vet. Pripravnik. med. 2016, 30, 1661–1666. [CrossRef]

3. Freeman, LM Kaheksija in sarkopenija: Pomembni nastajajoči sindromi pri psih in mačkah. J. Vet. Pripravnik. med. 2012, 26, 3–17. [CrossRef]

4. Zha, Y.; Qian, Q. Beljakovinska prehrana in podhranjenost pri CKD in ESRD. Nutrients 2017, 9, 208. [CrossRef]

5. Bammens, B.; Verbeke, K.; Vanrenterghem, Y.; Evenepoel, P. Dokazi za oslabljeno asimilacijo beljakovin pri kronični odpovedi ledvic. Kidney Int. 2003, 64, 2196–2203. [CrossRef]

6. Liu, Y.; Li, J.; Yu, J.; Wang, Y.; Lu, J.; Shang, EX; Žu, Z.; Guo, J.; Duan, J. Motnja presnove črevesnih aminokislin med napredovanjem CKD je povezana z disbiozo črevesne mikrobiote in spremembo metagenoma. J. Pharm. Biomed. Analno 2018, 149, 425–435. [CrossRef]

7. Grip, T.; Huys, GRB; Joossens, M.; Van Biesen, W.; Glorieux, G.; Vaneechoutte, M. Izolacija in kvantifikacija črevesnih bakterij, ki ustvarjajo prekurzorje uremičnega toksina, pri bolnikih s kronično ledvično boleznijo. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 1986. [CrossRef]

8. Graboski, AL; Redinbo, MR Iz črevesja pridobljeni uremični toksini, vezani na beljakovine. Toksini 2020, 12, 590. [CrossRef]

9. Goldstein, RE; Marks, SL; Cowgill, LD; Kass, PH; Rogers, QR Plazemski aminokislinski profili pri mačkah z naravno pridobljeno kronično odpovedjo ledvic. Am. J. Vet. Res. 1999, 60, 109–113.

10. Parker, VJ; Fascetti, AJ; Klamer, BG Status aminokislin pri psih z nefropatijo, ki izgublja beljakovine. J. Vet. Pripravnik. med. 2019, 33, 680–685. [CrossRef]

11. Hansen, B.; DiBartola, SP; Chew, DJ; Browner, C.; Berrie, HK Aminokislinski profili pri psih s kronično odpovedjo ledvic, hranjenih z dvema dietama. Am. J. Vet. Res. 1992, 53, 335–341.

12. Kumar, MA; Bitla, AR; Raju, KV; Monohar, SM; Kumar, VS; Narasimha, S. Profil aminokislin z razvejano verigo pri zgodnji kronični ledvični bolezni. Saudi J. Kidney Dis. Transpl. 2012, 23, 1202–1207.

13. Zeng, L.; Ju, Y.; Cai, X.; Xie, S.; Chen, J.; Zhong, L.; Zhang, Y. Razlike v serumskih aminokislinskih fenotipih med bolniki z diabetično nefropatijo, hipertenzivno nefropatijo in kroničnim nefritisom. med. Sci. Monit. 2019, 25, 7235–7242. [CrossRef]

14. Laidlaw, SA; Berg, RL; Kopple, JD; Naito, H.; Walker, WG; Walser, M. Vzorci ravni aminokislin v plazmi na tešče pri kronični ledvični insuficienci: rezultati faze izvedljivosti spremembe prehrane pri študiji ledvične bolezni. Am. J. Kidney Dis. 1994, 23, 504–513. [CrossRef]

15. Liu, S.; Liang, S.; Liu, H.; Chen, L.; Sonce, L.; Wei, M.; Jiang, H.; Wang, J. Metabolitsko profiliranje blata in seruma pri bolnikih na hemodializi in učinek tablet medicinskega oglja. Ledvični krvni tlak. Res. 2018, 43, 755–767. [CrossRef]

16. Kočlik, B.; Gerbracht, C.; Grune, T.; Weber, D. Vpliv prehranjevalnih navad in uživanja mesa na 3-metilhistidin v plazmi – potencialni marker za promet mišičnih beljakovin. Mol. Nutr. Food Res. 2018, 62, e1701062. [CrossRef]

17. Hall, JA; Jackson, MI; Farace, G.; Yerramilli, M.; Jewell, DE Vpliv prehranskih sestavin na odstotek vitkega telesa, koncentracije uremičnega toksina in delovanje ledvic pri starejših odraslih mačkah. Metaboliti 2019, 9, 238. [CrossRef]

18. Hall, JA; Yerramilli, M.; Obare, E.; Yerramilli, M.; Jewell, DE Primerjava serumskih koncentracij simetričnega dimetilarginina in kreatinina kot biomarkerjev delovanja ledvic pri zdravih geriatričnih mačkah, hranjenih z zmanjšano beljakovinsko hrano, obogateno z ribjim oljem, L-karnitinom in srednjeverižnimi trigliceridi. 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. Serumski kreatinin kot marker mišične mase pri kronični ledvični bolezni: rezultati presečne študije in pregled literature. J. Cachexia Sarcopenia Muscle 2013, 4, 19–29. [CrossRef]

20. Kočlik, B.; Stuetz, W.; Pérès, K.; Feart, C.; Tegner, J.; Rodriguez-Manas, L.; Grune, T.; Weber, D. Povezave plazemskega 3-metilhistidina s statusom šibkosti v francoskih kohortah pobude FRAILOMIC. J. Clin. med. 2019, 8, 1010. [CrossRef]

21. Peterson, ME; Castellano, CA; Rishniw, M. Ocena telesne teže, stanja telesa in stanja mišic pri mačkah s hipertiroidizmom. J. Vet. Pripravnik. med. 2016, 30, 1780–1789. [CrossRef]

22. Ocena stanja mišic—Kat. Dostopno na spletu: https://wsava.org/global-guidelines/global-nutrition-guidelines/ (dostop 18. 1. 2022).

23. IRIS Stopnja CKD. Dostopno na spletu: http://www.iris-kidney.com/guidelines/staging.html (dostopano 18. januarja 2022).

24. Benjamini, Y.; Krieger, AM; Yekutieli, D. Prilagodljivi linearni pospeševalni postopki, ki nadzorujejo stopnjo lažnega odkritja. Biometrika 2006, 93, 491–507. [CrossRef]

25. van de Poll, MCG; Soeters, PB; Deutz, NEP; Fearon, KCH; Dejong, CHC Ledvična presnova aminokislin: njegova vloga pri medorganski izmenjavi aminokislin. Am. J. Clin. Nutr. 2004, 79, 185–197. [CrossRef]

26. Suliman, ME; Qureshi, AR; Stenvinkel, P.; Pecoits-Filho, R.; Barany, P.; Heimburger, O.; Anderštam, B.; Ayala, ER; Filho, JCD; Alvestrand, A.; et al. Vnetje prispeva k nizki koncentraciji aminokislin v plazmi pri bolnikih s kronično ledvično boleznijo. Am. J. Clin. Nutr. 2005, 82, 342–349. [CrossRef]

27. Ju, Z.; Kastenmüller, G.; Zdravo.; Belcredi, P.; Moller, G.; Prehn, C.; Mendes, J.; Wahl, S.; Roemisch-Margl, W.; Ceglarek, U.; et al. Razlike med profilom metabolitov človeške plazme in seruma. PLoS ONE 2011, 6, e21230. [CrossRef]

28. Ceballos, I.; Chauveau, P.; Guerin, V.; Bardet, J.; Parvy, P.; Kamoun, P.; Jungers, P. Zgodnje spremembe prostih aminokislin v plazmi pri kronični odpovedi ledvic. Clin. Chim. Acta 1990, 188, 101–108. [CrossRef]

29. Bouby, N.; Hassler, C.; Parvy, P.; Bankir, L. Ledvična sinteza arginina pri kronični odpovedi ledvic: študije in vivo in in vitro pri podganah s 5/6 nefrektomijo. Kidney Int. 1993, 44, 676–683. [CrossRef]

30. Suliman, ME; Bárány, P.; Filho, JC; Lindholm, B.; Bergstrom, J. Kopičenje tavrina pri bolnikih z odpovedjo ledvic. Nefrol. Dial. Transpl. 2002, 17, 528–529. [CrossRef]

31. Bergström, J.; Alvestrand, A.; Fürst, P. Proste aminokisline v plazmi in mišicah pri bolnikih na vzdrževalni hemodializi brez beljakovinske podhranjenosti. Kidney Int. 1990, 38, 108–114. [CrossRef]

32. Wong, J.; Piceno, YM; DeSantis, TZ; Pahl, M.; Andersen, GL; Vaziri, ND Razširitev črevesne mikrobiote, ki vsebuje ureazo in urikazo, ki tvori indol in p-krezol, in krčenje črevesne mikrobiote, ki proizvaja kratkoverižne maščobne kisline, pri ESRD. Am. J. Nephrol. 2014, 39, 230–237. [CrossRef]

33. Summers, SC; Quimby, JM; Izaija, A.; Suchodolski, JS; Lunghofer, PJ; Gustafson, DL Fekalni mikrobiom in serumske koncentracije indoksil sulfata in p-krezol sulfata pri mačkah s kronično boleznijo ledvic. J. Vet. Pripravnik. med. 2018, 33, 662–669. [CrossRef]

34. Cheng, FP; Hsieh, MJ; Chou, CC; Hsu, WL; Lee, YJ Odkrivanje ravni indoksil sulfata pri psih in mačkah z naravnimi boleznimi ledvic. vet. J. 2015, 205, 399–403. [CrossRef]

35. Lin, CN; Wu, IW; Huang, YF; Peng, SY; Huang, YC; Ning, HC Merjenje celotnega in prostega indoksil sulfata in p-krezil sulfata v serumu pri kronični ledvični bolezni z uporabo UPLC-MS/MS. J. Food Drug Anal. 2018, 27, 502–509. [CrossRef]

36. Freeman, LM; Michel, KE; Zanghi, BM; Boler, BMV; Fages, J. Uporabnost ocene stanja mišic in ultrazvočnih meritev za oceno mišične mase pri mačkah s kaheksijo in sarkopenijo. 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 presnovki, povezani s prehranskim vnosom beljakovin: rezultati randomiziranega kliničnega preskušanja spremembe prehrane pri ledvični bolezni (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. Soglasne smernice ISFM o diagnozi in obvladovanju mačje kronične ledvične bolezni. J. Feline Med. Surg. 2016, 18, 219–239. [CrossRef]

39. Prehrana za mačke s kronično ledvično boleznijo. Na voljo na spletu: http://www.iris-kidney.com/education/protein_restriction_ feline_ckd.html#:~{}:text= Na podlagi odstotkov 20 na odstotkih 20 dokazov, odstotkov 20 od odstotkov 20 kliničnih, farmacevtskih izdelkov, odstotkov 20 do odstotkov 20 upravljanja, odstotkov 20 medicinskih odstotkov 20 stanj (dostopano 18. januarja 2022).

40. Hall, JA; Fritsch, DA; Jewell, DE; Burris, PA; Gross, KL. Mačke s kronično ledvično boleznijo stopnje IRIS 1 in 2 vzdržujejo telesno težo in mišično maso, če jih hranijo s hrano s povečano kalorično gostoto in povečano koncentracijo karnitina in esencialnih aminokislin. vet. Rec. 2019, 184, 190. [CrossRef]

42. Małgorzewicz, S.; Gał ˛ezowska, G.; Cieszy ´ska-Semenowicz, M.; Ratajczyk, J.; Wolska, L.; Rutkowski, P.; Jankovska, M.; Rutkowski, B.; Debska-Slizien, A. Aminokislinski profil po peroralnih prehranskih dopolnilih pri bolnikih na hemodializi z izgubo beljakovinske energije. Prehrana 2019, 57, 231–236. [CrossRef]

42. Timmerman, KL; Volpi, E. Presnova aminokislin in regulativni učinki pri staranju. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Nega 2008, 11, 45–49. [CrossRef]

43. Sarwar, G.; Botting, HG; Collins, M. Primerjava profilov aminokislin v serumu na tešče mladih in starejših oseb. J. Am. Coll. Nutr. 1991, 10, 668–674. [CrossRef]

44. Phipps, WS; Jones, PM; Patel, K. Analiza aminokislin in organskih kislin: bistvena orodja pri diagnozi prirojenih napak metabolizma. Adv. Clin. Chem. 2019, 92, 59–103.

45. Camara, A.; Verbrugghe, A.; Cargo-Froom, C.; Hogan, K.; DeVries, TJ; Sanchez, A.; Robinson, LE; Shoveller, AK. Dnevna pogostost hranjenja vpliva na hormone, ki uravnavajo apetit, aminokisline, telesno aktivnost in dihalni količnik, ne pa tudi na porabo energije pri odraslih mačkah, ki so se hranile 21 dni. PLoS ONE 2020, 15, e0238522. [CrossRef]

46. ​​Pion, PD; Lewis, J.; Greene, K.; Rogers, QR; Morris, JG; Kittleson, MD Vpliv hranjenja z obroki in pomanjkanja hrane na koncentracije tavrina v plazmi in polni krvi pri mačkah. J. Nutr. 1991, 121, S177–S178. [CrossRef]

47. Heinze, CR; Larsen, JA; Kass, PH; Fascetti, AJ koncentracije aminokislin v plazmi in tavrina v polni krvi pri mačkah, ki jedo komercialno pripravljene diete. 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 in Jan Suchodolski 3

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

2 Oddelek za veterinarske klinične znanosti, Državna univerza Ohio, Columbus, OH 43210, ZDA; quimby.19@osu.edu

3 Texas A&M Gastrointestinalni laboratorij, Oddelek za klinične vede o malih živalih, College Station, TX 77843, ZDA; ablake@cvm.tamu.edu (AB); jsteiner@cvm.tamu.edu (JMS); jsuchodolski@cvm.tamu.edu (JS)

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