Phenylalanin flux og ventrikeltømning påvirkes ikke af udskiftning af kasein med valleprotein i kosten af ​​voksne katte forbrugende hyppige små måltider

Phenylalanin flux og ventrikeltømning påvirkes ikke af udskiftning af kasein med valleprotein i kosten af ​​voksne katte forbrugende hyppige små måltider
Abstrakt
Baggrund
Faldende hastigheden af ​​protein tømning fra maven kan forbedre effektiviteten af ​​udnyttelsen af kosten aminosyrer til protein deposition. Nogle undersøgelser på rotter og mennesker har vist kasein at blive mere langsomt frigives fra maven end valleprotein. For at teste, om kasein inducerer en langsommere gastrisk tømning hos katte end valleprotein, L- [1- 13C] phenylalanin (Phe) blev doseret oralt i 9 voksne katte til at estimere gastrisk tømning og hele kroppen Phe flux.
Resultater
Koncentrationer af uundværlige aminosyrer i plasma blev ikke signifikant påvirket af kosten protein kilde. Første-passage splanknisk ekstraktion af Phe var ikke forskellig mellem kost og gennemsnit 50% (SEM = 3,8%). Den halve tid for mavetømning gennemsnit 9,9 minutter med kasein og 10,3 min med valleprotein, og var ikke signifikant forskellig mellem diæter (SEM = 1,7 min). Phenylalanin fluxe var 45,3 og 46,5 pmol /(min · kg) for kaseinbaseret og valle-baserede kost, henholdsvis (SEM = 4,7 mmol /(min · kg)).
Konklusioner Salg I voksne katte fodret hyppige små måltider , udskiftning af kasein med valleprotein i kosten påvirker ikke levering eller udnyttelse af aminosyrer. Disse to mælkeproteiner synes at være lige i stand til at opfylde de ernæringsmæssige aminosyre behov katte.
Nøgleord
Cat gastrisk tømning Kasein Valleprotein Phenylalanin flux Baggrund
Katte er kødædere og kræver et højt niveau af protein i kosten at opretholde nitrogen balance, i forhold til altædende og planteædende arter [1]. Denne høje krav skyldes hurtigere satser for katabolisme af aminosyrer. Den hastighed, hvormed kosten protein tømmes fra maven ind i tyndtarmen til absorption kan påvirke hastigheden for aminosyre katabolisme og dermed evnen til at opfylde kattens høje proteinbehov. Kasein og valle er blevet udpeget langsom og hurtigt tømning proteiner, henholdsvis i andre arter. Daniel et al. [2] rapporterede en gennemsnitlig halveringstid på 78 min for gastrisk tømning af kasein suspensioner i rotter, i forhold til 21 min for valle. Den langsommere tømning på kosten kasein kan føre til mindre accelereret og mere langvarig levering af aminosyrer til perifere væv til aflejring af kroppens protein [3]. Derimod er den hurtige stigning i aminosyre absorption fra valle resulterede i signifikant større tab oxidative af uundværlige aminosyrer i mennesker [3]. Men Calbet og Holst [4] fandt ingen forskelle i gastrisk tømning af kasein vs. valle suspensioner i mennesker, hvilket tyder på, at den langsomme vs hurtigt betegnelse er ikke konsekvent. Disse forskelle kan være et resultat af det samlede indtag af proteiner, frekvens, proteiner og ledsagende makronæringsstoffer fodres, den form, hvori de indgår i kosten, eller forarbejdningsmetoder, at disse proteiner er udsat for. Endvidere kan oxidative tab uundværlige aminosyrer har mindre effekt på protein deposition hos katte end altædende, fordi katte typisk katabolisere en stor del af deres kosten aminosyre indtag uanset hyppigheden af ​​fodring [5].
Til vores viden, virkningerne af langsom vs hurtige proteiner er ikke blevet undersøgt hos katte. For at teste, om kasein inducerer en langsommere gastrisk tømning hos katte end valleprotein, og dermed kunne være en tiltalende supplement til kommercielle katte kost, brugte vi oralt administreret L- [1- 13C] phenylalanin (Phe) at estimere tømning satser og hele kroppen Phe kinetik i voksne katte fodret kaseinbaseret og valle-baserede kost.
Metoder
katte og boliger
Ni kastreret, specifikke patogenfrie, indenlandske korthår katte ejet af Procter og Gamble, Inc . (5 mænd, 4 kvinder) blev anvendt i denne undersøgelse. Katte var 9,5 ± 1,2 år (gennemsnit ± SE) og vejede 5,0 ± 0,4 kg. Standard fysisk vurdering af den behandlende dyrlæge den generelle sundhed i alle katte blev afsluttet før starten af ​​undersøgelsen, og de blev alle anset for sundt. Katte blev identificeret ved navn og mikrochip, og har til huse i Procter og Gamble Pet Care, Pet sundhed og ernæring Center, Lewisburg, OH, USA. Før begyndelsen af ​​undersøgelsen blev katte akklimatiseret til gruppe boliger i katten koloni, der var et kontrolleret miljø, hvor katte havde indendørs adgang. Kattene blev udsat for naturligt og kunstigt lys (0600-1800 h), blev indendørs miljø temperatur holdes på 22 ° C, og værelserne blev rengøres dagligt. Katte blev fodret en gang dagligt i individuelle bure inden for deres gruppe boliger rum. Når kattene afsluttet deres foder, de blev sat tilbage i gruppen boliger miljø og alle katte afsluttet deres daglige tildeling af fødevarer inden 5 timer. Hvis en fødevare blev efterladt efter 5 timer, blev det vejet og sande fødeindtagelse blev beregnet. Alle procedurer blev revideret og godkendt af P &G Pet Care Animal Care og brug Udvalg og i overensstemmelse med USDA og AALAC krav. Indberetning af metoden i dette manuskript overholder de ANKOMMER retningslinjer.
Eksperimentel design
Ventrikeltømning blev estimeret ved at sammenligne kinetik mærket Phe udflugt gennem plasma fra en oral versus en IV dosis [6]. Metoden giver også skøn over første-passage ekstraktion af splanknisk seng, og hele kroppen flux af Phe. Phenylalanin er et diætetisk uundværlig aminosyre for proteinsyntese og er ikke kataboliseres på nogen måde, undtagen i leveren, hvor det omdannes til aminosyren tyrosin, der kan inkorporeres i kroppen protein eller yderligere kataboliseres i leveren til at producere ATP eller glucose [ ,,,0],7]. På grund af sin lave og indeholdt katabolisme og lille pool størrelse, har mærket Phe ofte blevet anvendt som sporstof for målinger af proteinsyntese og omsætning i dyr [8]. Steady, fed-state betingelser blev anvendt til at forenkle beregningerne af Phe flux. Intravenøs Phe kinetik blev målt først, og derefter katte blev tildelt kaseinbaseret og valle-baserede diæter i et crossover design for vurderingen af ​​orale Phe kinetik.
Før estimering af IV Phe kinetik blev alle katte fodret med en standard kommerciel voksen kost (Iams Multi-Cat, P &g Pet Care, Mason, OH) på 60 g /d gang dagligt på 0700 h for 7 dage. Dette niveau af indtag historisk resulterede ikke i nogen vægtændring i nogen af ​​kattene og blev derfor brugt som omsættelig energibehov til vægt vedligeholdelse af kattene på denne undersøgelse, da vi ønskede kattene at vedligeholde, ikke tabe eller vinde, vægt. På dag 8 efter en 18-h hurtig, Surflo katetre (18 ga × 2 "Terumo Medical Corp., Somerset, NJ) blev indsat i en vena cephalica under propofol sedation (Hospira Inc., Lake Forest, IL). daglig tildeling Maden var opdelt i 24 små måltider. Efter to små måltider blev fodret 15 minutter fra hinanden, var baseline blodprøver indsamlet fra kateteret og derefter en bolus på 12 mg /kg legemsvægt L- [1- 13C] Phe (99 atom% 1- 13C) blev administreret intravenøst ​​(IV) gennem kateteret og skyllet med hepariniseret saltvand. Derefter blev katte fodret 1/24 af deres daglige ration af mad hver ½ time til at opretholde en fysiologisk steady state hvori Phe kinetik ikke ville ændre sig under målingen. Blodprøver blev opsamlet i hepariniserede rør ca. 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240, 300, 480, 600, og 720 minutter efter IV bolus. Faktiske prøve gange blev registreret. Prøver blev straks centrifugeret ved 5000 rpm og plasma blev frosset ved -20 ° C til senere analyse. Hæmatokrit blev evalueret hver 6 th prøve at sikre, at hæmatokrit ikke aftage. Ingen katte blev fjernet på grund af et fald i hæmatokrit.
Efter IV Phe undersøgelsen blev katte tilfældigt tildelt isonitrogenous og isokalorisk kaseinbaseret eller valle-baserede kost (tabel 1) i en crossover design. De to tørre ekstruderede feline diæter (tabel 1) blev foretaget på en dobbeltsnekkeekstruder (APV MPF-65, Baker Perkins Limited, Det Forenede Kongerige) ved hjælp af tilsvarende og standard condition, ekstrudering, tørring og smag enhancement forarbejdningsbetingelser. Begge diæter blev formuleret svarende til eller bedre Association of American Feed Kontrol Tjenestemænd (Champaign, IL) henstillinger og vil blive betragtet som "komplet og afbalanceret" til voksne katte. Katte blev holdt på disse diæter i 23 dage, og fodret 30 g ved 0700 og 1500 timer dagligt. På dage 21 og 23, 5 og 4 katte, henholdsvis blev underkastet en oral Phe kinetik protokol ifølge den ovenfor beskrevne IV protokol, hvor 12 mg /kg BW L- [1- 13C] Phe blev administreret oralt ved sprøjte. Katte blev efterfølgende fodret med standarddiæt i 7 dage, skiftede til den modsatte eksperimentelle kost i 21 og 23 dage, og den orale Phe kinetik protokol blev gentaget. Tildeling af katte til prøvetagning på dag 21 eller 23 var det samme i begge periods.Table en ingrediens og kemiske sammensætning af kaseinbaseret og valle-baserede kost (som-tilført basis)
Ingredienser (%)
Kasein
Valle
Gul majs
37,2
35,2
Kasein
20,0
0
Valle
0
21,6
kylling Fat
9,7
9,1
majsglutenmel
6,1
6.2
kylling biprodukt måltid
10,7
10,7
kylling
5.0
5,0
roetrævler
2.4
2.4
kylling digest
1,4
1,4
Dicalciumphosphat
1.04
1,05
majs gryn
0.95
0.96
Brewer ris
0,94
0.96
Egg
0,81
0,82
Ølgær
0,76
0,77
Natriumbisulfat
0,76
0,77
Kaliumchlorid
0,64
0,65
Calciumcarbonat
0,64
0,65
Natriumchlorid
0
0,48
Mineral Premix1
0,42
0,42
Kolinklorid
0,20
0,21
Fiskeolie
0,20
0,20
DL-methionin
0,12
0,12
vitamin Premix2
0,09
0,09
analyserede indhold af næringsstoffer (som fodret)
omsættelig energi (MJ /kg) 3
15,5
16.1
Dry Matter
81,3
82,6
Fat
15,4
17,1
Træstof
1.5
1.2
Ash
6,2
6,2
N-fri ekstrakt
34.5
34,0
Rå Protein
33.7
34.0
Arginine
1.67
1.80
Histidine
0.76
0.62
Isoleucine
1.39
1.50
Leucine
3.34
3.41
Lysine
2.02
2.07
Methionine
0.97
1.00
Phenylalanine
1.54
1.15
Tryptophan
0.46
0.58
Tyrosine
1.33
0.95
Valine
1.74
1.72
1Mineral Premix indeholdt:. 40,4% Kalium, 38,1% Chloride, 3 500 ppm kobber, 16 120 ppm Mangan, 60 000 Zink, 420 ppm Jod, 150 ppm Cobalt
2Vitamin Premix indeholdt: 36 300 K IE /kg Vitamin A, 1 725 000 IE /kg vitamin D3, 148 650 IU /kg E-vitamin, 22 575 ppm thiamin, 89 130 ppm Niacin, 19 200 ppm Pyridoxin, 25 935 ppm Pantothensyre, 2430 ppm Folinsyre, 189 ppm vitamin B12, 5520 ppm inositol, 54 000 ppm vitamin C, 540 ppm Biotin, 5940 ppm riboflavin.
3Calculated ved anvendelse af modificerede Atwater koefficienter (1). Salg Analytiske procedurer
Koncentrationer af [ 13C] Phe i plasma blev bestemt med en tripel kvadrupol massespektrometer (API 4000; Applied Biosystems /MDS SCIEX, Concord, ON, Canada) koblet til en Agilent 1100 HPLC-system (Agilent, Mississauga, ON, Canada; LC-MSMS), som tidligere beskrevet af Turner et al . [9]. Til bestemmelse af aminosyre-koncentrationer, blev 25 pi plasma blandet med 200 pi methanol i mikrocentrifugerør. Disse blev centrifugeret ved 13.000 rpm i 5 minutter. Supernatanten blev tørret under en strøm af N 2, rekonstitueret i 5 pi 0,1% myresyre i dobbelt destilleret vand og 0,1% myresyre i acetonitril, og underkastet derivatisering med phenylisothiocyanat og separation ved HPLC [10], [11 ].
næringsstofindhold diæterne blev bestemt på dobbelte prøver ved hjælp af AOAC [12] procedurer for tørstof (934,01), råprotein (990,03), aminosyrer (999.12), syrehydrolyseret fedt (954,02), træstof (969,33) og aske (942,05). Koncentrationen af ​​kvælstof fri ekstrakt (NFE) blev beregnet ved forskel (NFE = 100 -. (Råaske + råprotein + syre hydrolyseret fedt + rå fiber)
Estimering af isotop kinetik
Parametre for Phe kinetik og ventrikeltømning blev estimeret ved hjælp af metoder, der tidligere er beskrevet til hunde [6]. for at bestemme antallet af rum kræves for at simulere Phe elimination fra plasma, single P
1
e
-
k
1
t
dual P
1
e
-
k
1
t
+
P
2
e
-
k
2
t
eksponentielle ligninger blev monteret på plasma [ 13C] Phe-koncentrationer efter IV dosering (P V (t)) ved hjælp af Solver funktionen Microsoft® Office Excel® 2007 for at minimere resterende summer af kvadrater. Curve passer blev evalueret på grundlag af geometriske middelværdi forudsigelse fejl (rMSPE) i procent af den gennemsnitlige P V (t), beregnes som: rMSPE
%
=
Σ
i
=
1
n
pre
d
jeg
-
ob
s
jeg
2
n
Σ
jeg
=
1
n
ob
s
jeg
n
,
(1), hvor pred i er den i'te forudsigelse, obs i er den i'te observation, og n er antallet af observationer. Da de to ligninger indeholdt forskellige antal parametre (q), den beslutning, som ligning bedst passer til dataene var baseret på Akaike oplysninger kriterium (AIC), beregnes som: AIC
=
nln
Σ
i
=
1
n
pre
d
i
-
ob
s
jeg
2
2
q
Hotel (2) Phe fordelingsvolumen (vol) blev beregnet ud fra indbyggede parameterværdier som:. vol
=
IV
dosis
P
1
+
P
2
.
(3) Svarende til vores tidligere fund hos hunde [6], analysen identificeret en to-kompartment model som den bedste pasform. Derfor blev plasma Phe antaget at udveksle reversibelt med en serviet pool (figur 1). For at vurdere parametre for Phe kinetik fra kurver [ 13C] Phe-koncentrationer efter oral dosering (P O (t)) af sporstof, gastrisk tømning og first-pass udvinding af [ 13C] phe ved splanknisk seng blev overvejet. Den mundtlige dosering modellen forudsætter første orden, kontinuerlig ventrikeltømning, 100% post-gastrisk absorption, og en konstant irreversibel ekstraktion (ex) i Phe sporstof ved splanknisk seng. Differentialligninger for systemet vist i figur 2 er: dG
dt
=
-
k
emp
G
,
(4) dP
dt
=
k
emp
G
1
-
ex
+
k
P
T
-
k
P
P
-
k
el
P
,
(5) og dT
dt
=
k
P
P
-
k
P
T
,
(6) Figur 1 [13 C] phenylalanin (Phe) udvanding plots. Plasma [13C] Phe blev målt (▲) følgende (a) intravenøs eller (b, c) oral administration af en bolusdosis af L- [1-13C] Phe til en kat fodret enten en (b) kaseinbaseret eller (c ) valleprotein-baserede kost. [13C] Phe-koncentrationer blev forudsagt (fuldt optrukket linie) med en kompartment model.
Hvor G, P og T er [ 13C] Phe koncentrationer i tarmen, plasma og væv, henholdsvis k emp er hastighedskonstanten for ventrikeltømning, k P er hastighedskonstanten for reversibel udveksling mellem plasma og væv, og k el er hastighedskonstanten for irreversibel elimination fra plasma.
området under [ 13C ] Phe koncentrationskurver er relateret til dosis af [ 13C] Phe injiceret i plasma pool og dens clearance-hastighed. Antages clearance er identisk med, at forholdet mellem områder under observeret P O (t) (AUC O) og P V (t) (AUC V) kurver svarer til forholdet mellem [ ,,,0], 13C] Phe doser indført i det systemiske kredsløb. På grund af den vaskulære anatomi, indtastning af oralt administreret [ 13C] Phe i den systemiske cirkulation kræver, at den undslipper sekvestrering af gastrointestinale og hepatiske væv i splanknisk seng, som primært indebærer inkorporering i secernerede proteiner og Phe katabolisme. Intravenøst ​​indgivet [ 13C] Phe ikke udsættes for en første-passage splanknisk ekstraktion. Derfor blev værdien af ​​ex for hver kat og kost estimeret ud fra forholdet mellem AUC O til AUC V som: ex
=
1
-
AU
C
O
AU
C
V
,
(7 ) hvor AUC-værdier blev estimeret ved hjælp af den trapezformede metode.
at estimere k emp, k P og k el for hver kat og kost, analytiske løsninger til differentialligninger 4, 5 og 6 var opnået med Maple 13 software (Waterloo Maple Inc. Waterloo, Canada) og udstyret med Excel® Solver til observeret P O (t) kurver. Gastrisk tømning halv tid blev beregnet som ln (2) /k emp. Hele kroppen Phe flux blev estimeret som produktet af k el, steady-state plasma Phe koncentration, og den gennemsnitlige fordeling vol estimeret fra IV Phe kinetik (ligning 3).
Statistiske analyser
Forskelle mellem modellerne og kostvaner i godhed passer og parameterestimater blev evalueret af envejs variansanalyse ved hjælp af PROC GLM i SAS (SAS-version 9.3, SAS Institute Inc, Cary, NC). Variabler, der ikke var normalfordelte var naturlig log-transformeret for at opnå P
-værdier. Værdier af P
≤ 0,05 blev anset for signifikant og 0,05 < P
≤ 0,10 blev anset for tendenser.
Resultater
Gennem intravenøse og orale Phe bolus protokoller, alle katte forblev raske, udstillet fuld fødevareforbrug og fastholdt deres kropsvægt. På grund af kateter blokering blev IV Phe kinetik ikke opnået for en kat og resultater fra dette dyr blev ikke analyseret. Mean plasma uundværlige aminosyre koncentrationer i de sidste 3 prøver indsamlet i løbet af 1/2-time fodring af kostvaner (tabel 2) var ikke forskellig mellem kasein og valle (P
> 0,31), selv om der var en tendens til, methionin at være lavere (P
= 0,09) og Phe at være højere (P
= 0,12) med valle. Af de undværlige aminosyrer i plasma, aspartat og glutamat var højere (P
< 0,03) på valle-baserede kost, mens der ikke andre blev påvirket (P
> 0,36) .table 2 Aminosyre koncentrationer ( μ M) i plasma af voksne katte
Aminosyre
Kasein
Valle
Pooled SEM
P

Alanine
654
678
48
0.74
Arginine
133
136
8
0.80
Aspartate
21
38
4
0.01
Citrulline
66
43
8
0.09
Cysteine
28
34
4
0.36
Glutamate
64
88
7
0.03
Histidine
134
122
11
0.45
Isoleucine
90
104
12
0.42
Leucine
174
187
13
0.50
Lysine
218
210
15
0.70
Methionine
139
73
22
0.09
Ornithine
49
56
5
0.38
Phenylalanine
87
103
7
0.12
Taurine
55
57
9
0.87
Tryptophan
103
108
15
0.83
Tyrosine
92
98
14
0.78
Valine
251
301
33
0.31
Indispensable Aminosyrer
1242
1123
81
0,37
undværes Aminosyrer
973
1005
65
0,74
totale aminosyrer
2215
2114
150
0,67
data er midler fra 8 til 12 timer efter initiering indtagelse af kaseinbaseret eller valle-baserede kost 30-min intervaller (n = 8).
Modeling P V (t) kurver med en dobbelt eksponentiel ligning resulterede i lavere rMSPE (P
= 0,04) og AIC (P
< 0,01) i forhold til enkelt eksponentiel ligning (tabel 3). Lavere værdier indikerer bedre passer. Estimater af Phe fordelingsvolumen var ikke forskellig mellem ligninger (P
= 0,15). En bedre pasform med to eksponenter indikerer to rum til Phe udveksling, som forsøgsvis blev identificeret som plasma og væv pools. Bedøm konstanter for flow fra plasma til væv (k PT) og fra væv til plasma (k TP) blev estimeret ud fra de dobbelte eksponentielle passer ifølge Shipley og Clark [13], som 0,037 ± 0,008 og 0,041 ± 0,016, henholdsvis. Da disse værdier ikke var signifikant forskellige fra hinanden (P
= 0,77), blev det antaget, at en enkelt hastighedskonstant (k P) kan anvendes til at beskrive den bidirektionelle udveksling mellem plasma og væv (figur 2) . Følgelig blev P O (t) kurver passer med k P repræsenterer plasma-væv exchange.Table 3 anfald af 1- og 2-eksponent ligninger til plasmakoncentrationerne af [13 C] Phe

1-exp
2-exp
Pooled SEM
P
rMSPE (% af gennemsnittet)
13,6
2.4
3.6
0,02
AIC
79,4
40,9
5,4
< 0,01
Phe fordelingsvolumen (L /kg)
0,43
0,31
0.05
0.15
data er midler fra 8 kurver. rMSPE, geometriske middelværdi forudsigelse fejl; AIC, Akaike oplysninger kriterium; Phe, phenylalanin.
Figur 2 kompartmental modeller af [13 C] phenylalanin fordeling efter intravenøs (IV) eller oral (O) dosering. Firkanter repræsenterer tilstandsvariable, pile repræsenterer strømme, P betegner plasma, T betegner væv, G betegner gut, kP er hastighedskonstanten for reversibel udveksling mellem plasma og væv pools, Kemp er hastighedskonstanten for gastrisk tømning, ex er første-passage splanknisk udvinding, og Kel er hastighedskonstanten for irreversibel fjernelse af omløb.
Kurver af P O (t) var udstyret lige godt mellem kost, med ingen forskelle i AIC (tabel 4). Der var ingen forskelle mellem kaseinbaseret og valle-baserede kost i k P, k el, eller k emp. Første-passage splanknisk ekstraktion af Phe var ikke forskellig mellem kost og gennemsnit 50%. Peak P O (t) forekom 18,0 og 19,6 min efter oral [ 13C] Phe dosering for kasein og valle kostvaner henholdsvis (data ikke vist). Den halve tid for mavetømning gennemsnit 9,9 minutter med kasein og 10,3 min med valle, men kost-behandlinger var ikke forskellige fra hinanden. Fenylalanin flusmidler var 45,3 og 46,5 pmol /(min · kg) for kaseinbaseret og valle-baserede diæter, respectively.Table 4 Parametre for Phe kinetik efter oral administration af en bolusdosis af L- [1- 13C] Phe

Oral
Pooled SEM
P
Kasein
Valle
rMSPE (% af gennemsnittet)
10,9
12,4
3,0
0,74
AIC
42,4
42,6
7,4
0,91
kP (/min)
0,039
0,063
Alle forfattere læst og godkendt den endelige manuskript.

• Effekten af ​​palliativ strålebehandling for gastrisk blødninger hos patienter med inoperabel fremskreden mavekræft: en retrospektiv kohorte undersøgelse
• Gastric stikkontakt obstruktion på Bugando Medical Centre i Northwestern Tanzania: en prospektiv undersøgelse af 184 cases