Fenylalanin flöde och tömning av magsäcken påverkas inte av ersättning av kasein med vassleprotein i kosten för vuxna katter konsumerar ofta små meals

fenylalanin flöde och tömning av magsäcken påverkas inte av ersättning av kasein med vassleprotein i kosten för vuxna katter konsumerar ofta små måltider Bild Sammanfattning
bakgrund
Minskning av graden av protein tömning från magsäcken kan förbättra effektiviteten för utnyttjande av kosten aminosyror för proteinavsättning. Vissa studier på råttor och människor har visat kasein att mer långsamt frigörs från magen än vassleprotein. För att testa om kasein inducerar en långsammare tömning av magsäcken hos katter än vassleprotein, L- [1- 13C] fenylalanin (Phe) doserades oralt i 9 vuxna katter för att uppskatta magtömning och hela kroppen Phe flux.
Resultat
Koncentrationerna av oumbärliga aminosyror i plasma påverkades inte signifikant av dietary proteinkälla. First-pass splanchnicus utvinning av Phe var inte annorlunda mellan kost och i genomsnitt 50% (SEM = 3,8%). Den halvtid för gastrisk tömning i genomsnitt 9,9 minuter med kasein och 10,3 min med vassleprotein, och var inte signifikant mellan kost (SEM = 1,7 min). Fenylalanin flöden var 45,3 och 46,5 mikromol /(min · kg) för casein- och vasslebaserade dieter, respektive (SEM = 4,7 mol /(min · kg)).
Slutsatser
Hos vuxna katter matas täta små måltider , påverkar inte ersättning av kasein med vassleprotein i kosten tillförseln eller utnyttjande av aminosyror. Dessa två mjölkproteiner verkar vara lika kapabla att uppfylla de kostaminosyra behov av katter.
Nyckelord
Cat magtömning Kasein Vassleprotein fenylalanin flux Bakgrund
Katter är obligata köttätare och kräver en hög nivå på protein för att bibehålla kvävebalansen, jämfört med allätare och växtätande arter [1]. Denna höga krav beror på snabbare hastigheter av katabolismen av aminosyror. Den hastighet med vilken dietary protein töms från magsäcken till tunntarmen för absorption kan påverka hastigheten för aminosyra katabolism och därmed förmågan att uppfylla kattens krav hög proteinhalt. Kasein och vassle har utsetts långsamt och snabbt tömma proteiner, respektive, i andra arter. Daniel et al. [2] rapporterade en genomsnittlig halveringstid av 78 min för magtömning av kasein suspensioner i råttor, jämfört med 21 minuter för vassle. Den långsammare tömningshastighet av dietary kasein kan leda till mindre accelererad och mer utdragen avgivning av aminosyror till perifera vävnader för avsättning av kroppsprotein [3]. Däremot resulterade den snabba ökningen av aminosyra absorption från vassle i betydligt större oxidativa förluster av oumbärliga aminosyror i människor [3]. Men Calbet och Holst [4] fann inga skillnader i gastrisk tömning av kasein jämfört med vassle suspension i människor, vilket tyder på att den långsamma jämfört med snabba beteckning är inte konsekvent. Dessa skillnader kan vara en följd av det totala intaget av proteinerna, frekvens som proteiner och åtföljande makronäringsämnen matas, den form i vilken de ingår i kosten, eller de bearbetningsmetoder att dessa proteiner är utsatta för. Dessutom kan oxidativa förluster av oumbärliga aminosyror har mindre effekt på proteinavsättning hos katter än allätare, eftersom katter katabolisera typiskt en stor del av deras dietary aminosyraintag oavsett frekvens av utfodring [5].
Såvitt vi vet, effekterna av långsam jämfört med snabba proteiner har inte undersökts hos katter. För att testa om kasein inducerar en långsammare tömning av magsäcken hos katter än vassleprotein, och därmed skulle kunna vara en tilltalande utöver kommersiella katt dieter, använde vi oralt L- [1- 13C] fenylalanin (Phe) för att uppskatta tömning priser och hela kroppen Phe kinetik hos vuxna katter matas casein- och vasslebaserade dieter.
Metoder
katter och bostäder
Nio kastrerade specifika patogenfria, inhemska korthår ägs av Procter &Gamble, Inc . (5 manliga, 4 kvinnliga) användes i denna studie. Katter var 9,5 ± 1,2 år gamla (medelvärde ± SE) och vägde 5,0 ± 0,4 kg. Standard fysisk utvärdering av den behandlande veterinären den allmänna hälsan hos alla katter fördes före starten av studien, och de var alla anses hälsosamt. Katter identifierades med namn och mikrochip, och inrymt i Procter och Gamble Pet Care, Pet Health och Nutrition Center, Lewisburg, OH, USA. Före början av studien, katter brukade grupp bostäder i kattkolonin som var en kontrollerad miljö där katter hade bara inomhus tillgång. Katterna utsattes för naturligt och artificiellt ljus (0600-1800 h), var inomhusmiljön temperaturen hölls vid 22 ° C, och Rummen städades dagligen. Katter matades en gång dagligen i enskilda burar inom sin grupp bostadsrummet. När katterna avslutat sitt foder de lades ner i gruppen boendemiljö och alla katter avslutat sin dagliga tilldelning av mat inom 5 timmar. Om någon mat var kvar efter 5 timmar, var det vägdes och sann matintag beräknades. Alla förfaranden har granskats och godkänts av P &G Pet Care Animal Care och användning kommittén och i enlighet med USDA och AALAC krav. Rapportering av metodik i detta manuskript följer de anländer riktlinjer.
Experimentell design
Magtömning uppskattades genom att jämföra kinetiken hos märkt Phe utflykt genom plasma från en oral kontra en IV dos [6]. Metoden ger också uppskattningar av första passage utvinning av splanchnicus säng, och hela kroppen flödet av Phe. Fenylalanin är en dietary oumbärlig aminosyra för proteinsyntes och är inte kataboliseras i någon utsträckning utom i levern, där den omvandlas till aminosyran tyrosin, vilket kan införlivas i kroppsprotein eller vidare kataboliseras i levern för att producera ATP eller glukos [ ,,,0],7]. På grund av sin låga och innehöll katabolism och liten pool storlek har märkt Phe ofta använts som ett spårämne för mätning av proteinsyntes och omsättning i djur [8]. Steady, fed-state användes för att förenkla beräkningen av Phe flux. Intravenös Phe kinetiken mättes först, och sedan katter blev tilldelade casein- och vasslebaserade dieter i en crossover design för bedömningen av orala Phe kinetik.
Före uppskattning av IV Phe kinetik var alla katter matades en standard vuxen diet (Iams Multi-Cat, P &g Pet Care, Mason, OH) vid 60 g /d en gång dagligen vid 0700 timmar under 7 dagar. Denna nivå av intag historiskt resulterat i någon viktförändring i någon av katterna och användes därför som den metaboliserbara energibehovet för vikt underhåll av katterna på denna studie eftersom vi ville katterna att underhålla, inte förlora eller vinna, vikt. På dag 8, efter att en 18-h snabb, Surflo katetrar (18 ga × 2 ", Terumo Medical Corp., Somerset, NJ) infördes i en cefalvenen enligt Propofol sedering (Hospira Inc., Lake Forest, IL). Den dagliga mat tilldelning delades in i 24 små måltider. Efter två små måltider matades 15 minuters mellanrum, var baslinjen blodprover från katetern och sedan en bolus av 12 mg /kg kroppsvikt L- [1- 13C] Phe (99 atom% 1- 13C) administrerades intravenöst (IV) genom katetern och spolas med hepariniserad saltlösning. Därefter var katter matas 1/24 av deras dagliga ranson av mat varje halvtimme för att upprätthålla ett fysiologiskt steady state, där Phe kinetik inte skulle förändras under sin mätning. Blodprover uppsamlades i hepariniserade rör ca 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240, 300, 480, 600, och 720 minuter efter intravenös bolus. Faktiska prov gånger registrerades. Prover centrifugerades omedelbart vid 5000 rpm och plasma frystes vid -20 ° C för senare analys. Hematokrit utvärderades var 6 th provet för att säkerställa att hematokritvärdet inte minska. Inga katter togs bort på grund av en nedgång i hematokrit.
Efter IV Phe studien katter slumpmässigt till isonitrogenous och isocaloric casein- eller vasslebaserade dieter (Tabell 1) i en crossover design. De två torra extruderade feline dieter (tabell 1) gjordes på en dubbelskruvextruder (APV MPF-65, Baker Perkins Limited, Storbritannien) med användning av liknande och standardkonditionering, extrudering, torkning och förstärka smaken bearbetningsbetingelser. Båda dieter formulerades att möta eller överträffa Association of American Feed kontrollanter (Champaign, IL) rekommendationer och skulle betraktas som "komplett och balanserad" för vuxna katter. Katter hölls på dessa dieter för 23 dagar, och matas 30 g vid 0700 och 1500 h dagligen. På dagarna 21 och 23, 5 och 4 katter, respektive, utsattes för en oral Phe kinetik protokoll enligt IV protokoll som beskrivs ovan, där 12 mg /kg kroppsvikt L- [1- 13C] Phe administrerades oralt genom spruta. Katter därefter matas standarddiet för 7 d, bytte till den motsatta experimentella dieten för 21 och 23 dagar, och den muntliga Phe kinetik protokoll upprepades. Tilldelning av katter till provtagning på dagarna 21 eller 23 förblev densamma i båda periods.Table en ingrediens och kemiska sammansättning casein- och vasslebaserade dieter (som matad bas) Review Ingredienser (%)
kasein
Whey
Gul majs
37,2 35,2
kasein
20,0
0
Whey
0
21,6
kycklingfett
9,7 9,1
Majsglutenmjöl gluten~~POS=TRUNC
6,1
6,2
Kyckling biprodukt måltid
10,7
10,7
Chicken
5,0
5,0
betmassa
2,4
2,4
Chicken Digest
1,4
1,4
Dikalciumfosfat
1,04
1,05
Corn grits
0,95
0,96
Brewer ris
0,94 0,96
ägg
0,81
0,82
Öljäst
0,76 0,77
natriumbisulfat
0,76
0,77
Kaliumklorid klorid~~POS=HEADCOMP
0,64
0,65
Kalciumkarbonat karbonat~~POS=HEADCOMP
0,64
0,65
Natriumklorid
0
0,48 Mineral Premix1
0,42
0,42
Kolinklorid klorid~~POS=HEADCOMP
0,20
0,21
Fiskolja olja~~POS=HEADCOMP
0,20
0,20
DL-metionin
0,12 0,12
vitamin Premix2
0,09
0,09
Analyserade näringsämnen innehåll (som Fed)
metaboliserbar energi (MJ /kg) 3
15,5
16,1
torrsubstans
81,3
82,6
fett
15,4
17,1
Växttråd
1,5
1,2
Ash
6,2
6,2
N fritt extrakt
34,5
34,0
Crude 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 Foder innehöll:. 40,4% Kalium, 38,1% klorid, 3 500 ppm koppar, 16 120 ppm mangan, 60 000 Zink, 420 ppm jod, 150 ppm kobolt
2Vitamin Foder innehöll: 36 300 K IU /kg vitamin A, 1 725 000 IU /kg vitamin D3, 148 650 IU /kg vitamin E, 22 575 ppm Tiamin, 89 130 ppm Niacin, 19 200 ppm pyridoxin, 25 935 ppm Pantotensyra, 2430 ppm Folsyra, 189 ppm vitamin B12, 5520 ppm inositol, 54 000 ppm vitamin C, 540 ppm Biotin, 5940 ppm riboflavin.
3Calculated med modifierade Atwater koefficienter (1).
analysförfaranden
Koncentrationerna av [ 13C] Phe i plasma bestämdes med en trippel kvadrupol masspektrometer (API 4000; Applied Biosystems /MDS SCIEX, Concord, ON, Kanada) som är kopplad till ett HPLC-system Agilent 1100 (Agilent, Mississauga, ON, Kanada; LC-MSMS), såsom tidigare beskrivits av Turner et al . [9]. För bestämning av aminosyrakoncentrationer, var 25 pl plasma blandades med 200 pl metanol i mikrocentrifugrör. Dessa centrifugerades vid 13000 rpm under 5 minuter. Supernatanten torkades under en ström av N 2, rekonstituerades i 5 | il 0,1% myrsyra i dubbeldestillerat vatten och 0,1% myrsyra i acetonitril, och utsattes för derivatisering med fenylisotiocyanat och separering med HPLC [10], [11 ].
Näringsinnehåll av dieterna bestämdes på dubbla prover med användning av AOAC [12] förfarandena för torrsubstans (934,01), råprotein (990,03), aminosyror (999.12), syrahydrolyserat fett (954,02), råfiber (969,33) och aska (942,05). Koncentrationen av kvävefritt extrakt (NFE) beräknades genom skillnad (NFE = 100 -. (Aska + råprotein + syrahydrolyserat fett + rå fiber) katalog Uppskattningen av isotop kinetik
Parametrar för Phe kinetik och magtömning uppskattades genom att använda metoder som tidigare beskrivits för hundar [6]. för att bestämma antalet fack som krävs för att simulera Phe eliminering från plasma, singel P
1
e
-
k
1
t Mössor och dubbla P
1
e
-
k
1
t
+
P
2 Review e
-
k
2 Review t
exponentiell ekvationer monterade på plasma [ 13C] Phe koncentrationer efter intravenös administrering (P V (t)) med Lexikon funktion Microsoft® Office Excel® 2007 för att minimera restkvadratsummorna. Curve fits utvärderades baserat på root mean square prediktionsfelet (rMSPE) i procent av medelvärdet P V (t), beräknas som: rMSPE
%
=
Σ
i
=
1
n
pre
d
Jag
-
ob
s
i
2 Review n
Σ
i
=
1
n
ob
s
i
n

(1) där pred i är den i: te förutsägelse, obs i är den i: te observation, och n är antalet observationer. Eftersom de två ekvationerna innehöll olika antal parametrar (q), beslut som ekvation bäst passar data baserades på Akaike informationskriterium (AIC), beräknad som: AIC
=
NLN
Σ
i
=
1
n
pre
d
i
-
ob
s
i
2 Review 2 Review q

(2) Phe distributionsvolymen (volym) beräknades från inbyggda parametervärden som:. vol
=
IV
dos
P
1
+
P
2 Review .
(3) i likhet med våra tidigare fynd hos hundar [6], analys identifierat ett två-kompartmentmodell som passar bäst. Därför var plasma Phe antas att utbyta reversibelt med en vävnad pool (Figur 1). För att uppskatta parametrar Phe kinetik från kurvor av [ 13C] Phe koncentrationer efter oral dosering (P O (t)) av spårämnet, tömning av magsäcken och första passage utvinning av [ 13C] Phe med den splanchnicus sängen ansågs. Den orala doserings modellen förutsätter första ordningens kontinuerlig tömning av magsäcken, 100% efter gastrisk absorption, och en konstant irreversibel extraktion (ex) i Phe spår av splanchnicus sängen. Differentialekvationer för systemet som visas i figur 2 är: dG
dt
=
-
k
emp
G

(4) dP
dt
=
k
emp
G
1
-
ex
+
k
P
T
-
k
P
P
-
k
el
P

(5) och dT
dt
=
k
P
P
-
k
P
T

(6) Figur 1 [13 C] fenylalanin (Phe) utspädnings tomter. Plasma [13C] Phe mättes (▲) efter (a) intravenöst eller (b, c) oral administrering av en bolusdos av L- [1-13C] Phe i en katt matas antingen (b) casein- eller (c ) vassleproteinbaserad kost. [13C] Phe koncentrationer förutspått (heldragen linje) med en kompartment modell.
Där G, P och T är [ 13C] Phe koncentrationer i tarmen, plasma och vävnader, respektive emp k är Hastighetskonstanten för magtömning, k P är hastighetskonstanten för reversibel utbyte mellan plasma och vävnad och k el är hastighetskonstanten för irreversibel eliminering från plasma.
området under [ 13C ] Phe koncentrationskurvor är relaterad till dosen av [ 13C] Phe injiceras i plasmapoolen och dess hastighet av clearance. Förutsatt clearance är identiska (AUC V) kurvor är förhållandet mellan områden som observerade P O (t) (AUC O) och P V (t) är lika med kvoten av [ ,,,0], 13C] Phe doser införts i den systemiska cirkulationen. På grund av den vaskulära anatomin, kräver inträde av oralt administrerat [ 13C] Phe i den systemiska cirkulationen att det undgår upptag av gastrointestinala och lever vävnader i splanchnicus sängen, som i första hand handlar om införlivande i utsöndrade proteiner och Phe katabolism. Intravenöst [ 13C] Phe inte utsätts för en första-pass splanchnicus extraktion. Därför var värdet av ex för varje katt och kost beräknas från förhållandet mellan AUC O till AUC V som: ex
=
1
-
AU
C
O
AU
C
V

(7 ) där AUC-värden uppskattades med hjälp av trapetsmetoden.
att uppskatta k emp, k P och k el för varje katt och kost, analytiska lösningar till differentialekvationer 4, 5 och 6 var erhållits med Maple 13 programvara (Waterloo Maple Inc. Waterloo, Kanada) och försedd med Excel Solver till observerade P O (t) kurvor. Ventrikeltömningen halvtid beräknades som ln (2) /k emp. Hela kroppen Phe flux uppskattades som produkten av k el, steady-state plasma Phe koncentration, och den genomsnittliga distributions vol beräknas från IV Phe kinetik (Ekvation 3) Statistisk.
Analyserar
Skillnader mellan modeller och dieter i godhet passar och uppskattningar av parametrar utvärderades genom envägs variansanalys med hjälp av PROC GLM SAS (SAS version 9.3, SAS Institute Inc., Cary, NC). Variabler som inte normalfördelade var naturlig log-transformerade för att erhålla P
-värden. Värden för P
≤ 0,05 ansågs signifikant och 0,05 < P
≤ 0,10 ansågs trender.
Resultat
Under intravenösa och orala Phe bolus protokoll, förblev alla katter friska, uppvisade fullständig livsmedelskonsumtion och underhålls deras kroppsvikter. På grund av kateter blockering, var IV Phe kinetik inte erhållas för en katt och resultat från detta djur analyserades inte. Genomsnittliga plasma oumbärliga aminosyrakoncentrationer under de senaste 3 prover som samlats in under halv-timme utfodring av dieterna (tabell 2) var inte annorlunda mellan kasein och vassle (P Hotel > 0,31), även om det fanns en trend för metionin att vara lägre (P
= 0,09) och Phe att vara högre (P
= 0,12) med vassle. Av de umbärliga aminosyror i plasma, aspartat och glutamat var högre (P Hotel < 0,03) på vasslebaserad kost, medan inga andra påverkades (P Hotel > 0,36) .table två aminosyrakoncentrationer ( μ M) i plasma från vuxna katter
Aminosyra
kasein
Whey
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 Aminosyror
1242
1123
81
0,37
onödigt Aminosyror
973
1005
65
0,74
sammantagna mängden aminosyror
2215
2114
150
0,67
Data är medel 8-12 timmar efter påbörjad konsumtion av casein- eller vasslebaserade dieter vid 30-minuters intervall (n = 8).
Modellering P V (t) kurvor med en dubbel exponentiell ekvation resulterade i lägre rMSPE (P
= 0,04) och AIC (P Hotel < 0,01) jämfört med en enda exponentiell ekvation (tabell 3). Lägre värden indikerar bättre passar. Uppskattningar av Phe distributionsvolymen skilde sig inte mellan ekvationerna (P
= 0,15). En bättre passform med två exponenter visar två fack för Phe utbyte, som preliminärt identifierats som plasma och vävnads pooler. Hastighetskonstanterna för flöde från plasma till vävnader (k PT) och från vävnad till plasma (k TP) uppskattades från de dubbla exponentiella passar, enligt Shipley och Clark [13], som 0,037 ± 0,008 och 0,041 ± 0,016, respektive. Eftersom dessa värden skilde sig inte signifikant från varandra (P
= 0,77), antogs det att ett enda hastighetskonstant (k P) kunde användas för att beskriva den dubbelriktade utbytet mellan plasma och vävnad (Figur 2) . Följaktligen var P O (t) kurvor passa med k P representerar plasma-vävnad exchange.Table 3 anfall av 1- och 2-exponent ekvationer till plasmakoncentrationer av [13 C] Phe

1-exp
2-exp
Pooled SEM
P
rMSPE (% av medelvärdet) katalog 13,6
2,4
3,6
0,02
AIC
79,4
40,9
5,4 Hotel < 0,01
Phe distributionsvolym (L /kg) katalog 0,43
0,31
0,05
0,15
Data är medel från 8 kurvor. rMSPE effektivvärde predikteringsfel; AIC, Akaikes informationskriterium; Phe fenylalanin.
Figur 2 kompartment modeller av [13 C] fenylalanin Distribution Efter intravenös (IV) eller oralt (O) dosering. Boxarna representerar tillståndsvariabler, pilar representerar flöden, P representerar plasma, T betecknar vävnad, G representerar gut, kP är hastighetskonstanten för reversibel utbyte mellan plasma och vävnader pooler, är Kemp hastighetskonstanten för gastrisk tömning, är ex first-pass splanchnicus extraktion och kel är hastighetskonstanten för irreversibel eliminering från cirkulationen.
Kurvor för P O (t) försågs lika väl mellan kost, med några skillnader i AIC (tabell 4). Det fanns inga skillnader mellan casein- och vasslebaserade dieter i k P, K el, eller k EMP. First-pass splanchnicus utvinning av Phe var inte annorlunda mellan kost och i genomsnitt 50%. Peak P O (t) inträffade 18,0 och 19,6 min efter oral [ 13C] Phe dosering för kasein och vassle dieter, respektive (data visas ej). Den halvtid för gastrisk tömning i genomsnitt 9,9 minuter med kasein och 10,3 min med vassle, men kost behandlingar var inte skiljer sig från varandra. Fenylalanin flöden var 45,3 och 46,5 mikromol /(min · kg) för casein- och vasslebaserade dieter, respectively.Table 4 Parametrar för Phe kinetik efter oral administrering av en bolusdos av L- [1- 13 C] Phe
Köp orala
sammanslagen SEM
P
kasein
Whey
rMSPE (% av medelvärdet) katalog 10,9
12,4
3,0
0,74
AIC
42,4
42,6
7,4
0,91
kP (/min) katalog 0,039
0,063
Alla författare läst och godkänt den slutliga manuskriptet.

• Effekt av palliativ strålbehandling för magblödning hos patienter med inoperabel avancerad magsäckscancer: en retrospektiv kohortstudie
• Gastric utlopp obstruktion på Bugando Medical Centre i nordvästra Tanzania: en prospektiv granskning av 184 fall