Ny inblick i hur parenterala oljeemulsioner förhindrar leversjukdom hos prematura barn

Spädbarn födda i förtid kan behöva parenteral eller intravenös näring för att ge den nödvändiga näringen, eftersom deras matsmältningssystem är omoget och inte kan smälta näringsämnen. Dock, förlängd parenteral näring är förknippad med komplikationer, inklusive kolestas, eller brist på gallflöde från levern till tunntarmen, vilket leder till ackumulering av gallsyror och skador i levern. Framväxande kliniska studier har visat att kolestas kan förebyggas hos prematura barn med parenteral administrering av oljeemulsioner (blandningar gjorda av flera oljekomponenter) men mekanismen som förmedlar denna effekt är fortfarande oklar.

Arbeta med prematura smågrisar, en internationell grupp ledd av forskare vid USDA-ARS Children's Nutrition Research Center (CNRC) vid Baylor College of Medicine och Texas Children's Hospital fann bevis på att den skyddande effekten av parenterala oljeinfusioner åtföljs av förändringar i nivåerna av tarmgallsyror (tarmar) gallsyrapooler) och i tarmmikrobiomet, gör denna studie till den första att ansluta parenterala oljeinfusioner, mikrobiomet, ämnesomsättning och hälsa. Studien visas i Journal of Lipid Research .

Studerar parenterala oljeemulsioner

Grismodellen gör det möjligt för oss att studera parenterala näringsrelaterade leversjukdomar, såsom kolestas, på ett sätt som är kliniskt relevant. Vi behandlar prematura smågrisar på samma sätt som vi behandlar prematura barn på sjukhuset och tittar på leverfunktion och genuttryck hos smågrisarna för att bättre förstå fysiologin. "

Dr Douglas Burrin, senior författare, forskningsfysiolog vid CNRC och professor i pediatri vid Baylor

Den ursprungliga lipidemulsionen som utvecklats för parenteral näring hos spädbarn baserades på en komponent, sojabönsolja, och det har varit det enda parenterala lipidalternativet som används för prematura barn i cirka 45 år. Även om denna oljeemulsion har hjälpt till att stödja spädbarns tillväxt, läkare har varit oroliga för att det kan vara involverat i utvecklingen av flera tillstånd, inklusive leversjukdom. Detta föranledde utvecklingen av nya lipidemulsioner med flera oljekomponenter för att förebygga eller behandla parenterala näringsrelaterade leversjukdomar.

När de första fiskolja- och multikomponent-lipidemulsionerna blev tillgängliga, Burrin och hans kollegor var den första gruppen som undersökte deras metaboliska effekter vid parenteralt matning, prematura smågrisar. De publicerade sina första fynd 2014. Baylor-forskarna och andra har visat att ren fiskolja och multikomponentoljefettformuleringar kan minska kolestas i samband med långsiktig parenteral näring, men hur detta händer fortfarande är inte helt förstått.

I den aktuella studien, forskarna utvidgade sina ursprungliga undersökningar genom att jämföra två tidigare studerade oljeemulsioner? endast sojaolja (Intralipid) och en kombination av soja, oliv, kokos- och fiskoljor (SMOFlipid)? och en ny experimentell formulering (EXP), som liknade SMOFlipid, men med ytterligare DHA, en omega-3-fettsyra, och arakidonsyra.

En ytterligare experimentell grupp (ENT) som användes som referens bestod av smågrisar som matades med modersmjölksersättning genom ett matningsrör. Experimentet varade i 22 dagar.

Ny inblick i hur parenterala oljeemulsioner fungerar

Forskarna utvärderade effekterna av de olika oljeemulsionerna hos prematura smågrisar genom att mäta kolestas, tarmgallsyrapooler och sammansättningen av mikrobiella samhällen i tjocktarmen samt profilerna av mikrobernas metaboliska produkter eller metaboliter.

Resultaten bekräftade att multikomponentoljeemulsioner (SMOF och EXP), men inte Intralipid, kan förhindra kolestas och återställa gallflödet hos prematura smågrisar som observerats i ENT -gruppen.

"Ett av de viktiga fynden visade att förebyggande av kolestas åtföljdes av att bibehålla normala tarmgallsyrapooler. De var lägst hos smågrisarna som behandlades med Intralipid men ökade i SMOF- och EXP -grupperna och var jämförbara med ENT, "Sa Burrin.

En särskilt intressant ny upptäckt var att kolestas var associerad med förändringar i tarmmikrobiomet och deras metabolitprofil.

"Det är spännande att se en så direkt koppling mellan tarmbakterier och lipidsammansättningen i parenteral näring, "sa författaren Dr. Lee Call, en tidigare doktorand i translationell biologi och molekylärmedicin i Burrin -labbet under utvecklingen av detta arbete. Call är för närvarande postdoktor vid Department of Energy Joint Genome Institute vid Lawrence Berkeley National Lab.

"Till en början verkar det inte troligt att intravenösa lipider kan ha stor effekt på bakterietillväxt i tarmen, men i själva verket ser vi att det finns en stark korrelation mellan den typ av lipider som ges parenteralt och den relativa förekomsten av vissa grupper av tarmbakterier. Och det verkar som att gallan är länken, "Call said." Dessa resultat hjälper oss att förstå mer om effekterna av parenteral näring, som ofta är en livräddande behandling för prematura barn. "

"Vi har varit säkra på att lipidemulsionerna bidrar till en viktig effekt på tillväxt och metabolism, men mekanismen och den direkta kausala effekten saknades. Detta arbete ger de saknade länkarna som erbjuder nyare insikter som kommer att gå långt i utvecklingen av bättre, säkrare lipidemulsioner för användning hos prematura spädbarn. Det är spännande att få vara en del av denna upptäckt, "sa medförfattaren Dr Muralidhar Premkumar, biträdande professor i barn-nyfödd vid Baylor och Texas Children's.

• Forskare får 1,5 miljoner dollar för att studera hur cannabisanvändning påverkar inhemsk munhälsa
• Beräkningsmodeller förutsäger kända biomarkörer för ärftliga metabola sjukdomar