Abstract

CF este cea mai frecventă tulburare autozomală recesivă la caucazieni și are ca rezultat tulburări pulmonare, gastrointestinale, metabolice și nutriționale (1-3). Defectul de bază în CF implică reglarea defectuoasă a canalului de clorură a celulelor epiteliale cauzate de mutații ale genei CFTR (4). Ștergerea fenilalaninei în poziția de aminoacizi 508 (ΔF508) în proteina CFTR reprezintă 70% din anomaliile genei CF la pacienții cu ascendență nord-europeană (5). Mutația 50F508 duce la maturarea defectuoasă a CFTR și la absența proteinei la nivelul membranei apicale (6). Mai mult de 98% din homozigotii ΔF508 au PI.

fibroză

Deoarece a fost raportată o corelație pozitivă între starea nutrițională bună și supraviețuirea și bunăstarea pe termen lung la pacienții cu CF (21), numeroase recomandări publicate pentru gestionarea nutrițională a copiilor cu CF încurajează o dietă densă de energie, în special o dietă bogată în grăsimi consumul (22, 23), pentru a contracara pierderile de energie din malabsorbție și cheltuielile de energie crescute.

Conținutul de grăsimi al dietei afectează nivelul lipazelor digestive (24-28). Mai multe studii pe animale au arătat că dublarea aportului obișnuit de grăsime duce la o creștere cu 95% a nivelurilor de lipază linguală în țesutul limbii la șobolan (24) și la o creștere de 70% a nivelurilor de lipază gastrică în mucoasa gastrică a iepurilor sau a porcilor în intervalul 1-2 wk (27). La subiecții umani sănătoși adulți, o creștere de 50 până la 70% a conținutului de lipază gastrică are loc în 2 săptămâni după schimbarea grăsimii din dietă de la 25 la 50% (28).

În lumina tuturor acestor studii, ar putea fi important să se exploreze posibilitatea creșterii nivelurilor endogene de lipază gastrică la pacienții cu CF. Astfel, acest studiu a urmărit să evalueze dacă aportul de grăsime modulează nivelul lipazei gastrice la copiii cu CF., adică. dacă o dietă bogată în grăsimi (aproximativ 50% energie ca grăsime) poate induce o creștere a nivelului lipazei în comparație cu o dietă moderată cu grăsimi (aproximativ 30% energie ca grăsime). În paralel, a fost studiată și digestia intragastrică a grăsimilor.

METODE

Subiecte.

Detectarea mutației CFTR.

Detectarea mutației a fost efectuată utilizând tehnologia inversă dot-blot și reactivi și metode furnizate de producători (Perkin-Elmer, Norwalk, CT, S.U.A.). Un pacient a avut a doua ei mutație (2814dA) identificată de Genzyme (Framingham, MA, S.U.A.).

Dietele și mesele de testare.

Toți pacienții au fost urmăriți în mod regulat de un dietetician [A.K.] și sfătuiți să mănânce o dietă densă de energie. Dieta obișnuită și obiceiurile nutriționale ale fiecărui subiect au fost determinate folosind un registru de dietă 3-d. Analizele dietetice au fost făcute utilizând software-ul Nutritionist III (Oregon, S.U.A.).

Pacienții au fost studiați în trei perioade diferite: mai întâi în timpul dietei obișnuite, apoi 2 săptămâni după ce au consumat o dietă moderată cu grăsimi (aproximativ 30% din caloriile derivate din grăsimi) și, în final, 2 săptămâni după ce au consumat o dietă bogată în grăsimi (aproximativ 50 % din calorii derivate din grăsimi). Dietele au fost date în ordine aleatorie. Dietele experimentale (diete moderate și bogate în grăsimi) au fost calculate în conformitate cu aportul regulat de energie al subiecților (2122 ± 210 kcal/zi). Dietele din timpul perioadelor experimentale au fost evaluate printr-un sondaj dietetic 3-d.

Cele două mese de test au fost similare cu dietele experimentale și au conținut o cantitate similară de proteine. Masa de testat cu grăsime moderată a constat din 240 ml de vanilie Asigurați-vă că formula conține 8,8 g proteine, 34,4 g carbohidrați și 8,8 g grăsimi și a furnizat 252 kcal, 14% proteine, 54,5% carbohidrați și 31,4% grăsimi (Mead Johnson Nutritionals, Evansville, IL, SUA). Masa de testare cu conținut ridicat de grăsimi a fost compusă din 138 ml Assure, 4 lingurițe de pulbere de proteine ​​(Promod, Divizia Produselor Ross, Abbott Laboratories, Columbus, OH, SUA) și 11 ml de ulei de porumb și apă (volumul final 240 ml) și a furnizat 267 kcal, 16% proteine, 30% carbohidrați și 54% grăsimi. Deoarece dimensiunea picăturilor de grăsime afectează activitatea lipazei (31, 32), masa de testare bogată în grăsimi a fost amestecată într-un blender timp de 10 minute. Mărimea picăturilor de grăsime cu formula Asigurați-vă a fost de 0,52 ± 0,03 μm, iar dimensiunea picăturii de grăsime de testare cu conținut ridicat de grăsimi a fost de 0,77 ± 0,12 μm; suprafața specifică a emulsiilor a fost de 17,4 ± 1,1 și respectiv 11,8 ± 2,4 m 2/g de lipide.

Colectare de conținut gastric.

Toate exemplarele au fost colectate pe gheață și apoi ținute în gheață uscată până la transferul în laborator. Toate exemplarele au fost depozitate la -70 ° C până la testare. În aceste condiții de depozitare, activitatea lipazei este stabilă timp de luni (35, 36).

Măsurarea volumului conținutului gastric.

Am folosit metoda de diluare a markerului cu dublă eșantionare a lui George (37), folosind PEG-4000 ca marker, pentru a măsura volumul gastric pentru a cuantifica nivelul total de activitate a lipazei gastrice și pentru a compara rata de golire gastrică între ambele mese de testare. Mesele utilizate au fost mesele de testare lichide complet omogenizate care s-au dovedit a duce la golirea simultană a fazelor apoase și lipidice (38, 39). Astfel, în aceste condiții, PEG-4000, similar cu roșul fenol (35), este un marker al fazei apoase și poate fi utilizat pentru a monitoriza golirea tuturor componentelor de masă (32). S-a adăugat o cantitate mică de marker PEG concentrat (1 ml, conținând 50 mg de PEG) la fiecare moment de colectare după ce a fost colectată o probă chiar înainte de adăugarea unei noi doze de marker. Volumele prezente în stomac (secreție plus emulsie) au fost calculate prin următoarea ecuație:

Unde V1 este volumul de determinat; C1 concentrația inițială a markerului în V1; V2 volumul de marker concentrat adăugat la V1; C2 concentrația markerului adăugat; C3 concentrația finală a markerului; masa markerului în V1 este dat de V1 ×C1; și masa markerului în V2 este dat de V2 ×C2.

Eșantionarea a fost luată în considerare la determinarea volumului final. Cantitatea de grăsime prezentă în conținutul stomacului a fost calculată prin înmulțirea volumului gastric cu concentrația de grăsime de fiecare dată. Ratele de golire a grăsimilor au fost astfel calculate, cunoscându-se cantitatea inițială de grăsime ingerată (8,8 sau 16 g) și cantitatea totală de grăsime prezentă în stomac de fiecare dată.

Cuantificarea activității lipazei gastrice.

Activitatea lipazei gastrice în aspirați a fost cuantificată utilizând o emulsie stabilă de tri [3H] oleină așa cum s-a descris anterior (28, 40). Acidul [3H] oleic produs a fost cuantificat după separare prin partiție lichid-lichid (41). O unitate lipazică este exprimată ca eliberarea a 1 μmol de FFA pe minut (unitate internațională). Producția de lipază gastrică (concentrația ori volumul) este exprimată ca unități pe kilogram de greutate corporală.

Deoarece anterior s-a raportat că PEG în intervalul 1-5 mg/mL inhibă activitatea lipazei pancreatice (42), am testat efectul PEG-4000 asupra lipazei gastrice și a pepsinei folosind suc gastric uman. Rezultatele nu au arătat niciun efect al PEG atunci când este prezent la concentrațiile de mai sus (datele nu sunt prezentate).

Cuantificarea activității pepsinei.

Activitatea pepsinei a fost măsurată în 20-40 μL de aspirați gastrici (43, 44) așa cum s-a descris anterior (28, 40). O unitate de pepsină este definită ca cantitatea de enzimă necesară pentru a produce 0,1 μmol de peptide care conțin tirozină la 37 ° C în 10 minute la pH 1,8 dintr-o soluție de 2% Hb. Producția de pepsină (concentrație ori volum) este exprimată ca unități pe kilogram de greutate corporală.

Analiza lipidelor.

Lipidele din mesele de testat și aspirații gastrici au fost omogenizate și extrase în cloroform-metanol (2: 1, vol/vol), conținând 0,01% BHT conform Folch și colab.(45). Pentru a asigura protonarea completă a acizilor grași, fazele solventului organic au fost împărțite cu 20% (vol/vol) 0,15 M NaCl apos conținând 2% acid acetic glacial (vol/vol, pH 3,0) așa cum s-a descris anterior (33).

Clasele lipidice neutre (triacilglicerol, diacilglicerol, monoacilglicerol, FFA) au fost separate prin cromatografie în două etape, unidimensională în strat subțire conform Bitman și Wood (46) și colorate în sulfat de cupru 10% - acid fosforic 8% (greutate/volum) ) soluție. Lipidele au fost cuantificate prin densitometrie cu un densitometru Shimadzu cu lungime de undă dublă (lampă de deuteriu, 340 nm; Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD, S.U.A.). Zonele densitometrice au fost adaptate de computer la un model de regresie liniară și coeficientul de determinare, r 2, a fost în intervalul de 0,90-0,98. O probă standard (5-20 μg) a fost inclusă în fiecare placă experimentală pentru a corecta abaterile de la curba de calibrare standard. Valorile au fost convertite în aluni folosind mase moleculare medii calculate în funcție de compoziția acizilor grași din mesele testate (TG = 872; DG = 612; MG = 352; FFA = 278).

Extinderea hidrolizei TG gastrice a fost calculată ca procent de dispariție TG din gliceridele prezente totale (TG + DG + MG;% TG total) și din procentul de TG prezent inițial în mesele testate (% TG la momentul 0), adică. Dispariția TG (%) =% TG timp 0 -% TG total, așa cum s-a descris anterior (32, 34, 40).

Determinarea PEG.

Concentrația PEG în conținutul gastric a fost determinată conform metodei Hyden (47) modificată de Ulyatt (48).

analize statistice.

Datele sunt date ca medie ± SEM a șase sau patru subiecți. Datele au fost testate prin ANOVA bidirecțională pentru valori asociate folosind pachetul statistic (StatView 512+) pentru Macintosh. Nivelul de semnificație a fost stabilit la p

REZULTATE

Acest studiu a determinat dacă funcția gastrică evaluată ca pH, golirea gastrică, activitatea enzimei digestive și lipoliza intragastrică este modulată de cantitatea de grăsime din dietele administrate copiilor cu CF.

Compoziția dietelor regulate și experimentale.

Datele privind aportul de nutrienți sunt prezentate în tabelul 2. Energia furnizată de grăsimi a variat între 35 și 60% din aportul total de energie din dieta obișnuită, iar consumul de grăsimi a fost de 65 până la 148 g de grăsime pe zi (3,5 până la 8,8 g grăsime/kg ). În perioada de grăsime moderată, grăsimea a variat între 27,9 și 37,9% din energia totală, iar aportul zilnic de grăsime a fost de 33 până la 82 g (2 până la 4 g/kg pe zi). În timpul dietei bogate în grăsimi, 43 până la 62% din energie a fost furnizată de grăsimi cu un aport zilnic de grăsimi de 83 până la 148 g/zi, reprezentând 3,5 până la 8,8 g/kg pe zi. Aportul caloric a fost mai mic în dieta moderată cu grăsimi; totuși, aportul de proteine ​​a fost relativ apropiat în cele trei diete (70-76 g/zi).

PH gastric pe toată durata digestiei.

PH-ul gastric în timpul perioadelor obișnuite, cu conținut ridicat de grăsimi și cu grăsimi moderate este prezentat în Figura 1. În timpul dietei obișnuite, valorile pH-ului au variat între 1,5 și 3,0 în condiții de post, crescute la 4,5-5,9 imediat după masă a fost ingerat și apoi a scăzut treptat postprandial la 2,0-4,6 la 1 oră și la 1,6-3,1 la 2 ore. În timpul dietelor cu conținut moderat de grăsimi și conținut ridicat de grăsimi, valorile pH-ului au variat între 1,73 și 2,03 și respectiv 1,87 și 2,05 la momentul inițial, apoi au crescut la 5,4-5,5 după mesele de testare și au scăzut treptat la 3,54-4,19 după 1 oră și până la 2,02 –2,33 după 2 ore. Valorile pH-ului par a fi ușor mai mici în timpul dietei bogate în grăsimi, comparativ cu dieta moderată în grăsimi începând cu 60 de minute după alimentarea mesei testate, dar diferențele nu au fost semnificative statistic.

pH-ul aspiratelor gastrice la copiii cu CF în timpul dietei obișnuite (A; date individuale) și în timpul unei diete moderate cu grăsimi (○ sau bogate în grăsimi)B; datele sunt medii ± SEM la patru subiecți). PH-ul aspiratelor gastrice a fost măsurat la intervale de 10 min timp de 30 min în condiții de post și la intervale de 20 min timp de 120 min după alimentarea gastrică a unei mese de test de 267 kcal conținând 16% proteine, 30% carbohidrați, 54% grăsimi pentru perioadele regulate și cele bogate în grăsimi și a unei mese de test de 252 kcal conținând 14% proteine, 54,5% carbohidrați, 31,4% grăsimi pentru perioada de dietă moderată.

Volumul gastric și rata de golire a grăsimilor.

Golirea gastrică în timpul dietelor cu conținut moderat de grăsimi sau bogate în grăsimi a avut un model bifazic similar. Rata de golire a fost rapidă în primele 40 de minute după hrănire și apoi a scăzut după aceea (Fig. 2A). Timpul necesar pentru ca volumul în stomac să scadă la jumătate a fost de 34 și 36 de minute cu dietele cu conținut moderat de grăsimi și, respectiv, cu conținut ridicat de grăsimi. Golirea gastrică a grăsimilor a fost similară pe parcursul a 120 de minute de digestie, deși rata de golire a avut tendința de a fi mai rapidă (nu semnificativ) cu masa de testare cu conținut ridicat de grăsimi (Fig. 2B). În timpul dietelor cu grăsimi moderate și bogate în grăsimi, 59,7 și 74,8% din grăsimi au părăsit stomacul la 1 oră după hrănire și respectiv 93,9 și 95,2% după 2 ore. Ratele de golire a mesei de test au fost similare în timpul dietei obișnuite cu cele observate în dieta bogată în grăsimi (datele nu sunt prezentate).

Efectul dietei moderate cu grăsimi (○ sau bogate în grăsimi) • asupra volumului gastricA) și ratele de golire a grăsimilor în stomac (B). Datele sunt medii ± SEM a patru copii cu FC.

Activitatea lipazei gastrice și a pepsinei pe tot parcursul digestiei.

Activitățile bazale și după hrănire (unități per mililitru) și producția de lipază gastrică (exprimate ca unități pe kilogram de greutate corporală) au fost similare în timpul perioadelor de dietă moderată cu grăsimi și cu conținut ridicat de grăsimi (Fig. 3). Concentrațiile și producția de pepsină bazală și postprandială au fost în mod similar, indiferent dacă copiii au fost hrăniți cu diete bogate în grăsimi sau cu grăsimi moderate (Fig. 4). Activitatea enzimatică (unități pe mililitru sau unități totale pe kilogram de greutate corporală) nu a diferit în timpul dietei obișnuite (Tabelul 3) și nu a fost observată nicio relație între activitate și aportul de grăsimi (3,5-8,8 g grăsime/kg pe zi).

Efectul dietei cu grăsimi moderate (○ sau bogate în grăsimi) • asupra activității lipazei gastrice (A) și ieșirea lipazei gastrice (B) în condițiile inițiale (timpul 0) și în timpul a 120 de minute după hrănire. Datele sunt medii ± SEM a patru copii cu FC.

Efectul dietei moderate cu grăsimi (○ sau bogate în grăsimi (•) asupra activității cu pepsinăA) și producția de pepsină (B) la momentul inițial (timpul 0) și în timpul a 120 de minute după hrănire. Datele sunt medii ± SEM a patru copii cu FC.

Digestia grăsimilor în stomac.

Deoarece stomacul a fost aproape gol 100 de minute după hrănire (78-95% din grăsimea din mesele testate a părăsit stomacul), analiza lipidelor a fost prezentată până la 80 de minute după hrănire (Tabelul 4). Concentrațiile de TG au scăzut, iar produsele lipolizei, FFA și DG au crescut pe tot parcursul digestiei. Producția de DG mai degrabă decât de MG se datorează stereoselectivității lipazei gastrice (50). Lipoliza gastrică, exprimată ca scădere procentuală de la TG inițială minus procentul de TG în stomac la fiecare moment de prelevare, a crescut liniar pentru ambele diete până la 40 min de digestie și apoi a început să se niveleze. Ratele de lipoliză la 80 de minute după hrănire au fost de 36 și 20% în timpul dietelor cu conținut moderat de grăsimi și, respectiv, cu conținut ridicat de grăsimi (Fig. 5). Gradul lipolizei în timpul dietei obișnuite (9,1 ± 1,2%, 19,1 ± 0,5%, 20,3 ± 3,1% și 25,0 ± 3,8% la 20, 40, 60 și, respectiv, 80 min de digestie) a fost apropiat de valorile Obținute în timpul dietei bogate în grăsimi.

Lipoliza în stomac după hrănirea unei diete cu conținut moderat de grăsimi (○ sau cu conținut ridicat de grăsimi (•). O masă de testare cu conținut moderat de grăsimi sau, respectiv, cu conținut ridicat de grăsimi, a fost alimentată fiecărui grup de dietă, iar digestia grăsimilor a fost cuantificată în decurs de 80 de minute după Datele sunt medii ± SEM a patru copii cu FC.

DISCUŢIE

Practica dietetică actuală pentru pacienții cu FC este de a pleda pentru alimentele dense în energie pentru a maximiza potențialul de creștere și pentru a îmbunătăți funcția pulmonară (21-23). Din cauza PI exocrină, pacienții cu CF depind de suplimentele de enzime pancreatice. Cu toate acestea, utilizarea dozelor mari de enzime pancreatice nu normalizează întotdeauna absorbția grăsimilor și poate duce la colonopatie fibroasă (51). Acest lucru a condus la un interes în creșterea nivelului lipazei gastrice (singura lipază digestivă endogenă neafectată de CF) prin adaptarea nutrițională, așa cum sa raportat anterior la animale (24-27) și la adulții sănătoși (28).

De la începutul anilor 1980, pacienții cu CF au fost încurajați să consume o dietă, care asigură 120-150% din ADR normal pentru energie pentru vârstă (22, 23). Acest aport ridicat de energie poate fi realizat prin utilizarea suplimentelor orale în plus față de cele trei mese principale. Un aport ridicat de grăsimi este încurajat și ar trebui să furnizeze 40% din aportul total de energie (23). De asemenea, se recomandă un aport ridicat de proteine, adică. 15-20% din aportul caloric zilnic total din proteine, atâta timp cât se obține un aport ridicat de energie (23). Copiii din acest studiu privind dieta obișnuită au consumat 110 ± 6% din DZR pentru energie și o dietă bogată în grăsimi (44 ± 4% din energie) care acoperă 163 ± 20% din DZR pentru grăsimi. În timpul dietei bogate în grăsimi s-a atins 113 ± 8% din DZR pentru energie și 176 ± 13% din DZR pentru grăsimi, iar dieta moderată cu grăsimi a furnizat 78 ± 8% din DZR pentru energie și 73 ± 10% pentru gras. Aceste date sunt în acord cu rapoartele anterioare privind aportul alimentar al copiilor cu CF (23, 52-55), care arată că, în practică, puțini pacienți cu CF consumă mai mult decât ADR pentru vârstă. În plus, este dificil pentru pacienții cu FC să mențină un aport ridicat de energie, în ciuda consilierii nutriționale, atunci când grăsimile din dietă sunt restricționate (56). Consumul de proteine ​​a fost în intervalul recomandat (23) și aproape de valorile raportate anterior (54, 55).

CONCLUZII

În concluzie, datele sugerează că nivelul lipazei gastrice este deja ridicat la copiii cu CF care au un aport zilnic de grăsime egal sau mai mare de 2 g/kg greutate corporală. O dietă bogată în grăsimi ar putea beneficia pacienții cu CF nu numai prin furnizarea de energie mai mare și aportul esențial de acizi grași, ci și prin creșterea potențialului lipazei gastrice pentru digestia grăsimilor. Deoarece nivelul lipazei gastrice este deja ridicat și nu crește în continuare în intervalele de grăsimi consumate de pacienții cu CF, suplimentarea lipazei gastrice recombinate exogene ar putea fi singura modalitate de a crește nivelul lipazei gastrice și, în consecință, lipoliza gastrică. Digestia grăsimilor de către lipaza gastrică ar putea fi, de asemenea, crescută prin hrănirea formulelor specifice cu proprietăți fizico-chimice optime ale emulsiei lipidice.