Serum- en fecale aminozuurprofielen bij katten met chronische nierziekte

Abstract

Het doel van de studie was het kwantificeren van serum- en fecale aminozuren (AA) bij katten met chronische nierziekte (CKD) en deze te vergelijken met gezonde katten. Vijfendertig katten met CKD stadium 1-4 van de International Renal Interest Society en 16 gezonde, volwassen katten en katten van oudere klanten werden opgenomen in deze prospectieve cross-sectionele studie. Sera werden geanalyseerd op 25 AA-concentraties met behulp van een ionenuitwisselingschromatografie AA-analysator met nakoloms-ninhydrine-derivatisering. Geloste fecale monsters werden geanalyseerd op 22 AA-concentraties met behulp van vloeistofchromatografie met tandem massaspectrometrie. CKD-katten hadden lagere serumconcentraties van fenylalanine (gemiddeld verschil ± standaardfout van het gemiddelde: 12,7 ± 4,3 µM; p=0.03), threonine (29,6 ± 9,2 µM; p {{19} }.03), tryptofaan (18,4 ± 5,4 µM; p=0.005), serine (29,8 ± 12,6 µM; p=0.03) en tyrosine (11,6 ± 3,8 µM; p {{ 37}}.01) en hogere serumconcentraties van asparaginezuur (4,7 ± 2,0 µM; p=0.01), -alanine (3,4 ± 1,2 µM; p=0.01), citrulline (5.7 ± 1,6 µM; p=0.01) en taurine (109,9 ± 29,6 µM; p=0.01) in vergelijking met gezonde katten. Fecale AA-concentraties verschilden niet tussen gezonde katten en CKD-katten. 3-Methylhistidine-naar-creatinine verschilde niet tussen gezonde katten met en zonder spierverlies. Katten met CKD IRIS Stadia 1-4 hebben een gestoord serumaminozuurprofiel in vergelijking met gezonde katten.

Trefwoorden

katten; chronische nierziekte; aminozuur; tryptofaan.

Klik hier om te weten wat de effecten van Cistanche zijn

Invoering

Spierverlies, met of zonder gelijktijdig verlies van vetreserves, komt voor bij katten met chronische nierziekte (CKD) en kan bijdragen aan gewichtsverlies [1,2]. Cachexie is het verlies van vetvrije massa bij acute en chronische ziekten en wordt veroorzaakt door het gebruik van aminozuren (AA) uit spieren als primaire energiebron [3]. Cachexie secundair aan CKD is het best gedefinieerd bij mensen, met extrapolatie naar veterinaire diersoorten. Volgens studies in mensen- en rattenmodellen is cachexie het resultaat van negatieve energie-inname en toegenomen eiwitkatabolisme secundair aan metabole acidose, systemische ontsteking en insulineresistentie [4]. Bovendien kan CKD eiwitmalassimilatie veroorzaken als gevolg van een verminderde efficiëntie van eiwitvertering en verminderde AA-absorptie in de dunne darm [5,6]. Verminderde eiwitvertering verhoogt de overvloed aan proteolytische bacteriën en fermentatie van AA's tot voorlopers van uremische toxines [4,7,8].

Aminozuren zijn nodig om eiwitten te synthetiseren. Er zijn 20 proteïnogene AA's, waarvan er 11 essentieel zijn bij katten. Vergeleken met niet-essentiële AA's, kunnen essentiële AA's niet door het organisme worden gesynthetiseerd en hebben ze via de voeding nodig. Eerder werd gemeld dat mensen, honden en katten met een nieraandoening, zelfs degenen met een vroege ziekte, een gestoord profiel van circulerende AA's hebben [9-14]. Bovendien bleken fecale AA-profielen veranderd te zijn bij mensen die hemodialyse ondergingen en bij een knaagdier CKD-model in vergelijking met gezonde controles [6,15]. Tot op heden zijn fecale AA-concentraties en de correlatie tussen serum- en fecale AA-concentraties bij katten met CKD niet gedocumenteerd.

Een aminozuur kan posttranslationele modificaties ondergaan, zoals fosforylering of methylering, om nauw verwante bioactieve moleculen te vormen. Een voorbeeld van zo'n aminozuur is 3- methylhistidine (3-MH), dat wordt gesynthetiseerd door skeletspieren, vrijkomt in de bloedsomloop tijdens spierafbraak en onveranderd wordt uitgescheiden in de urine [16]. Een eerdere studie rapporteerde dat plasma 3-MH-concentraties hoger waren bij katten met CKD in vergelijking met die bij gezonde controlekatten, en ook bij gebrekkige CKD-katten in vergelijking met katten met een normale eetlust [9]. Leeftijd wordt geassocieerd met verlies van vetvrije massa bij katten in afwezigheid van ziekte (dwz sarcopenie), en oudere katten hebben vaker sarcopenie dan jonge katten [17,18]. Omdat serumcreatinine een surrogaatmarker is van skeletspiermassa, is het normaliseren van 3-MH naar creatinineconcentraties (3-MH/Crea) gebruikt als biomarker van spiereiwitomzet bij ouderen [19,20] . In de diergeneeskunde is de mogelijke relatie tussen circulerende 3-MH-concentraties en spierverlies bij katten niet eerder geëvalueerd.

Onze hypothese was dat katten met CKD een gestoord serum- en fecaal AA-profiel zouden hebben in vergelijking met gezonde katten. We veronderstelden met name dat CKD-katten verlaagde serumconcentraties van essentiële AA's zouden hebben met gelijktijdig verhoogde fecale concentraties van die AA's, wat de malassimilatie van eiwitten in de dunne darm zou ondersteunen. Bovendien veronderstelden we dat de 3-MH/Crea-ratio zou helpen bij het beoordelen van spierverlies bij gezonde, volwassen en oudere katten. Om deze hypothesen te testen, was het primaire doel van de studie het kwantificeren van serum- en fecale AA-concentraties bij katten met CKD en deze te vergelijken met die in een groep gezonde katten. Het secundaire doel was het onderzoeken van de cross-sectionele relatie van 3-MH/Crea met de Muscle Condition Score (MCS) bij gezonde volgroeide volwassen katten en oudere katten.

Cistanche tubulosa

Materialen en methodes

1. Studieontwerp en selectie van katten

In deze prospectieve cross-sectionele studie werden tussen 2018 en 2020 gezonde volwassen volwassen katten en oudere katten (groter dan of gelijk aan 8 jaar) en katten met de diagnose CKD gerekruteerd bij klanten van het Colorado State University Veterinary Teaching Hospital. , ondergingen katten een grondige evaluatie met onder meer een klantgeschiedenis en beoordeling van het medische dossier uit het verleden, een volledig lichamelijk onderzoek uitgevoerd door een enkele board-gecertificeerde interne geneeskunde specialist, CBC, serum biochemie profiel, urineonderzoek, serum totale thyroxineconcentratie, bloeddruk door Doppler en urine-eiwit-tot-creatinine-ratio (als de urine-eiwitpeilstok groter is dan of gelijk is aan 1 plus). Lichamelijk onderzoek omvatte een 9-puntscore voor lichaamsconditie (BCS; Nestle Purina, St. Louis, MO, VS) en spierconditiescore (MCS) [21,22]. Katten met CKD werden geënsceneerd op basis van de richtlijnen van de International Renal Interest Society (IRIS) [23]. Katten werden ingedeeld als IRIS CKD Stage 1 op basis van serumcreatinine<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. Bij inschrijving werd eigenaren gevraagd om de eetlust van hun kat subjectief te beoordelen met behulp van een 5-puntschaal (0 procent, 25 procent, 50 procent, 75 procent of 100 procent van het geconsumeerde rantsoen).

Uitsluitingscriteria waren onder meer complicaties van CKD, zoals acute obstructieve urinewegaandoening, urineweginfectie of recente ziekenhuisopname, en een diagnose van systemische ziekte waaronder diabetes mellitus, hyperthyreoïdie of bekende of vermoede gastro-intestinale aandoeningen (inclusief op voedsel reagerende chronische enteropathie).

2. Serum-aminozuuranalyse

Eigenaren kregen de instructie om hun katten ten minste 12 uur vóór de bloedafname voedsel te onthouden. Bloed werd verzameld in steriele niet-gehepariniseerde buisjes en na de vorming van een stolsel gecentrifugeerd (binnen 30 min na monsterafname) bij 5000 rpm gedurende 5 min. Serum werd onmiddellijk geoogst en gedurende 0 à 2 weken bij −80 ◦C bewaard voordat het voor analyse op droogijs naar het Texas A&M Gastrointestinal Laboratory werd vervoerd. Bij aankomst werden de monsters bij kamertemperatuur ontdooid en onteiwit met een gelijk volume van 5 procent (w/v) sulfosalicylzuur met 500 µM L-norleucine als interne standaard. De monsters werden vervolgens gedurende 10 minuten bij 4 ◦C bewaard voordat ze gedurende 5 minuten bij 10,000× g werden gecentrifugeerd. Het supernatant werd overgebracht naar een PVDF-centrifugaalfilter met een poriegrootte van 0,2 µm en gedurende 5 minuten bij 4 °C bij 10.000 x g gecentrifugeerd. Monsters werden vervolgens geanalyseerd op aminozuurgehalte met behulp van een ionenuitwisselingschromatografie-aminozuuranalysator met post-kolom ninhydrine-derivatisering (Biochrom 30 plus, Biochrom Ltd., Holliston, MA, VS). Honderd microliter van het gefilterde supernatans werd overgebracht naar autosampler-flesjes en gedurende maximaal 48 uur bij 4 ◦C bewaard vóór de geautomatiseerde injectie van 30 µL op de analytische kolom.

Serumconcentraties van de volgende 25 aminozuren en verwante verbindingen werden geanalyseerd: -alanine, L-alanine, L-arginine, L-asparagine, L-asparaginezuur, L-citrulline, L-glutaminezuur, L-glutamine, glycine, taurine , L-histidine, hydroxy-L-proline, L-isoleucine, L-leucine, L-lysine, L-methionine, 3-MH, L-ornithine, L-fenylalanine, L-proline, L-serine, L-threonine, L-tryptofaan, L-tyrosine en L-valine. De R2 van standaardkrommen variërend van 2,5 µM tot 750 µM was groter dan 0,998 voor alle verbindingen. Het piekgebied van de interne standaard L-norleucine bij 250 µM lag binnen 2 standaarddeviaties van het gemiddelde voor alle monsters en standaarden. Een werkende standaardkalibrator werd bereid op 250 µM en werd om de 10 injecties uitgevoerd met een variatie tussen resulterende concentraties van minder dan 5 procent. Ondergrenzen van kwantificering werden berekend met behulp van de laagste concentratie op de standaardcurve waarvoor de waargenomen tot verwachte verhouding tussen 80 en 120 procent bleef.

Aminozuurconcentraties werden berekend met Biochrom BioSys V.3.0-software geïntegreerd met de EZChrom Elite™ VA04.08 (Agilent Technologies Inc., Santa Clara, CA, VS) gegevensverwerkingssoftware.

Cistanche-extract

3. Fecale aminozuuranalyse

Eigenaars werden geïnstrueerd om binnen 12 uur na ontlasting een uitgelekt fecaal monster van hun kat te verzamelen en dit tijdelijk bij 4 ◦C in een afgesloten container te bewaren totdat het monster binnen 24 uur na verzameling op ijs naar het ziekenhuis werd gebracht. Fecale aliquots werden tot analyse bewaard bij -80 ◦C. Na inschrijving voor het onderzoek werden alle fecesmonsters naar een extern laboratorium (Metabolon Inc., Morrisville, NC, VS) gestuurd voor analyse door middel van vloeistofchromatografie met tandemmassaspectrometrie. De fecale monsters werden geanalyseerd op de volgende 22 AA's: L-alanine, L-arginine, L-asparagine, L-asparaginezuur, L-citrulline, L-glutaminezuur, L-glutamine, glycine, L-histidine, hydroxy-L -proline, L-isoleucine, L-leucine, L-lysine, L-methionine, L-ornithine, L-fenylalanine, L-proline, L-serine, L-threonine, L-tryptofaan, L-tyrosine en L- valine.

Fecale monsters werden gelyofiliseerd en een aliquot werd gewogen. De gedroogde fracties van feces werden vervolgens geëxtraheerd met een organisch oplosmiddel en een deel van het supernatant werd overgebracht naar een schone monsterplaat. De bovenstaande hoeveelheden werden verrijkt met stabiele gelabelde interne standaarden (tabel S1) en onderworpen aan eiwitprecipitatie met een organisch oplosmiddel. Analyt-referentiematerialen (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, VS) en isotopisch gelabelde interne standaarden (Sigma-Aldrich, Cambridge Isotope Laboratories, CDN Isotopes) werden verkregen. Na centrifugatie werd een hoeveelheid van het supernatant verdund en geïnjecteerd in een Agilent 1290/AB Sciex QTrap 5500 vloeistofchromatografie-tandem massaspectrometriesysteem uitgerust met een C18 omgekeerde fase ultrahoge prestatie vloeistofchromatografiekolom. De massaspectrometer werd in positieve modus bedreven met behulp van elektrospray-ionisatie.

De piekgebieden van de individuele analyt-ouderionen werden gemeten tegen de piekgebieden van de ouder-ionen van de overeenkomstige interne standaarden in pseudo-MRM-modus. Kwantificering werd uitgevoerd met behulp van een gewogen kleinste-kwadratenregressieanalyse die werd gegenereerd op basis van versterkte kalibratiestandaarden die onmiddellijk voor elke run werden bereid. Ruwe gegevens werden verzameld en verwerkt met behulp van SCIEX OS-MQ-software v1.7. Gegevensreductie is uitgevoerd met behulp van Microsoft Excel voor Office 365 v.16.

Voor de 22 analyten van het aminozuurpanel werd een enkele partij plasma gebruikt om de kwaliteitscontrolemonsters te bereiden. Monsteranalyse werd uitgevoerd in een 96-well-plaatformaat met twee kalibratiecurven en zes kwaliteitscontrolemonsters (per plaat) om de assayprestaties te controleren. De precisie werd geëvalueerd met behulp van de overeenkomstige kwaliteitscontrolereplica's in elke monsterrun. Precisie binnen de assay (percentage CV) was kleiner dan of gelijk aan 20 procent . Er werd een enkele batch bereid en verwerkt. Concentratiewaarden werden gecorrigeerd op basis van het gewicht van de monsterhoeveelheid. Waarden worden uitgedrukt in µg/g. De ondergrens van kwantificering (LLOQ) voor glutamine was 2,5 µg/g; voor L-alanine, L-arginine, L-lysine, L-proline, L-tyrosine en L-valine was de LLOQ 1,0 ug/g. Voor glycine was de LLOQ 0.75 µg/g. Voor L-glutaminezuur, L-histidine, L-leucine, L-threonine en L-tryptofaan was de LLOQ 0,5 µg/g. Voor L-fenylalanine en L-serine was de LLOQ 0,4 µg/g. Voor L-asparagine, L-asparaginezuur, L-isoleucine en L-ornithine was LLOQ 0.25 µg/g. Voor L-citrulline was de LLOQ 0,2 µg/g. Voor L-methionine was LLOQ 0.125 µg/g. Voor hydroxy-L-proline was de LLOQ 0,05 µg/g.

4. Statistische analyse

Voor statistische vergelijking van de resultaten tussen IRIS CKD-stadia werden katten met CKD-stadium 1 en 2 en katten met CKD-stadium 3 en 4 gecombineerd, gezien de weinige katten met CKD-stadium 1 en stadium 4 die in het onderzoek waren opgenomen.

Histogrammen en QQ-plots van AA-metingen bij gezonde en CKD-katten bevestigden de aanname van bij benadering normaliteit. Onderzoek van boxplots toonde aan dat de metingen bij de CKD-katten vaak variabeler waren dan bij de gezonde katten. Daarom werd een Welch-test gebruikt om continue variabelen tussen de twee onafhankelijke groepen (dwz gezonde katten en CKD-katten) te vergelijken. Een eenzijdige Welch's ANOVA met de meervoudige vergelijkingstest van Holm-Sidak werd gebruikt om variabelen tussen drie onafhankelijke groepen te vergelijken (dwz gezonde katten; CKD stadium 1 en 2 katten; en CKD stadium 3 en 4 katten). Bovendien werd de Spearman-correlatiecoëfficiënt (rho) berekend om de correlatie tussen serum- en fecale AA-concentraties en serumcreatinineconcentraties, tussen serumcreatinine- en 3-MH-concentraties en tussen serum- en fecale AA-concentraties te evalueren. De adaptieve methode van Benjamini, Krieger en Yekutieli [24] werd gebruikt om te controleren op een foutief ontdekkingspercentage, met een q-waarde van 5 procent. Voor statistische analyse werden alle monsters die geen meetbare concentratie hadden, gerapporteerd als 0. Indien beschikbaar, werd de absolute waarde gebruikt voor monsters met een concentratie onder of boven de bepaalbaarheidsgrens. Met behulp van de gerapporteerde standaarddeviaties van plasma-AA-concentraties bij gezonde en CKD-katten [9], werd een analyse uitgevoerd om het minimale verschil voor elke AA te bepalen dat kon worden gedetecteerd met een steekproefomvang in ons onderzoek (16 voor gezonde katten; 26 CKD-katten ). De analyse leverde het minimale verschil op dat kon worden gedetecteerd voor elke AA met een vermogen van 80 procent en een alfa van {{20}}.05. Op basis van de analyse is het minimale verschil dat kan worden gedetecteerd een verschil van één standaarddeviatie. Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van statistische softwareprogramma's (GraphPad Prism 9.2.0; GraphPad Software, La Jolla, CA, en SAS 9.4; SAS Institute, Cary, NC, VS). Een gecorrigeerde p-waarde < 0,05 werd als significant beschouwd.

Cistanche-capsules

Discussie

In deze studie hebben we serum- en fecale AA-concentraties gemeten om profielen te vergelijken tussen gezonde volgroeide volwassen katten en oudere katten en katten met CKD. Ten eerste ontdekten we dat CKD-katten een gestoord serum AA-profiel hebben; in het bijzonder hadden CKD-katten lagere serumconcentraties van drie essentiële (fenylalanine, threonine, tryptofaan) en twee niet-essentiële AA's (serine, tyrosine) in vergelijking met gezonde katten. Veranderingen in serum-AA-profielen traden op bij katten met ziekte in een vroeg stadium (IRIS-stadium 1 en 2), en de omvang van de afwijkingen was groter bij katten met CKD in een laat stadium (IRIS-stadium 3 en 4) voor verschillende AA's (asparaginezuur, - alanine, citrulline, leucine, fenylalanine, serine, taurine, tryptofaan, valine). Ten tweede vonden we, in tegenstelling tot onze hypothese, geen significante verschillen in fecale AA-concentraties tussen gezonde katten en CKD-katten. Dit suggereert dat de malassimilatie van eiwitten en het daaropvolgende verlies van AA's in de ontlasting misschien niet een belangrijke bijdrage levert aan het significant gestoorde serum-AA-profiel bij CKD-katten. Andere mogelijke oorzaken van veranderingen in de serum-AA-status bij katten kunnen zijn: onvoldoende energie-inname en verhoogd eiwitkatabolisme, zoals eerder besproken, naast urine-AA-verlies secundair aan tubulaire disfunctie, verminderd niermetabolisme van geselecteerde AA en veranderd AA-metabolisme secundair aan systemische ontsteking. [25,26]. De meerderheid van de CKD-katten in deze studie had voldoende eetlust volgens de eetlustscores verkregen bij inschrijving; dit scoresysteem is echter subjectief en het berekenen van de dagelijkse calorie-inname was niet mogelijk op basis van de verstrekte informatie. Daarom kan een ontoereikende inname niet worden uitgesloten als bijdragende factor aan het gestoorde AA-profiel bij deze CKD-katten. Ten slotte ontdekten we dat de 3-MH/Crea-ratio's niet significant verschilden tussen gezonde volwassen katten en oudere katten met en zonder spierverlies.

Een eerdere studie evalueerde preprandiale plasma-AA-concentraties bij katten met CKD en toonde een abnormaal plasma-AA-profiel bij CKD-katten in vergelijking met gezonde katten [9]. Onze studie toonde verschillende vergelijkbare verschillen in AA-concentraties tussen gezonde en CKD-katten. Beide onderzoeken toonden significant lagere tryptofaan- en tyrosineconcentraties en hogere citrullineconcentraties aan bij CKD-katten in vergelijking met gezonde katten [9]. Over het algemeen is er een goede reproduceerbaarheid van metabolietconcentraties in zowel plasma als serum bij mensen; sommige AA-concentraties (dwz arginine, serine, fenylalanine, glycine) kunnen echter hoger zijn in serum [27]. Daarom is enige voorzichtigheid geboden bij het direct vergelijken van bevindingen tussen onze studie en de vorige studie waarin AA-concentraties in plasma werden gemeten.

Voor sommige AA's waren de serumconcentraties hoger bij CKD-katten dan bij gezonde katten, inclusief de essentiële AA-taurine en de niet-essentiële AA's asparaginezuur, citrulline en -alanine. Circulerende concentraties van zowel taurine als citrulline zijn hoger bij katten en mensen met nierdisfunctie [9,28]. Voor citrulline wordt deze bevinding toegeschreven aan een verminderde omzetting van citrulline in arginine door de nieren [29]. Taurine is een essentieel aminozuur bij katten, in tegenstelling tot mensen en honden, en daarom hebben katten voedselopname nodig. Hogere serumtaurineconcentraties bij CKD-katten kunnen het gevolg zijn van verminderde renale excretie [30]. De reden voor hogere circulerende concentraties -alanine en asparaginezuur bij CKD-katten is onbekend; dit komt echter overeen met het patroon van het circulerende AA-profiel (dwz hoge niet-essentiële en lage essentiële AA's) gedocumenteerd bij mensen met een nierziekte [28,31].

Fecale concentraties van leucine, fenylalanine, lysine, histidine, methionine, tyrosine en tryptofaan waren dramatisch verhoogd bij mensen met terminale nierziekte (ESRD) die hemodialyse ondergingen in vergelijking met gezonde controles [15]. Deze onverteerde AA's in de dikke darm van ESRD-patiënten kunnen de voorkeur geven aan proteolytische bacteriën die de belangrijkste uit de darm afkomstige uremische toxines, indoxylsulfaat (IS) en p-cresolsulfaat (PCS) genereren [32]. Mensen, katten en honden hopen IS op, terwijl sommige soorten pCS ophopen in de systemische circulatie, en ophoping van deze uremische toxines is voornamelijk het resultaat van verminderde tubulaire excretie [33-35]. Sommigen theoretiseren echter dat eiwitmalassimilatie en verhoogde AA's in de dikke darm ook kunnen bijdragen aan circulerende concentraties door proteolytische bacteriën in de dikke darm te begunstigen [6,32]. In tegenstelling tot onze hypothese toonde ons onderzoek geen significante verschillen in fecale AA-concentraties tussen CKD en gezonde katten. Dit zet vraagtekens bij de bijdrage van onverteerde AA's aan de accumulatie van circulerende IS en pCS bij CKD-katten. Het gebrek aan verschillen in fecale AA-concentraties kan te wijten zijn aan onze patiëntenpopulatie. De meeste katten in ons onderzoek waren klinisch stabiel en ons studiecohort had te weinig katten met chronische nierziekte in stadium 4 (n=4) om een ​​zinvolle vergelijking te maken. Meer drastische verschillen in het fecale AA-profiel worden wellicht beter gewaardeerd bij katten met CKD in het eindstadium.

We hebben serum 3-MH-concentraties gemeten bij gezonde katten en CKD-katten. Zoals verwacht, ontdekten we dat CKD-katten hogere serum 3-MH-concentraties hadden in vergelijking met gezonde controlekatten, en dat serum 3-MH-concentraties positief correleerden met serumcreatinineconcentraties. Dit komt overeen met de bevindingen van eerdere onderzoeken bij katten, honden en mensen, waaruit bleek dat 3-MH-concentraties in het plasma of serum van patiënten met CKD hoger waren dan bij gezonde controles [9,11,28]. Deze bevinding wordt toegeschreven aan verminderde renale excretie van 3-MH bij patiënten met CKD. Om deze reden hebben we de 3-MH/Crea-ratio niet uitgevoerd bij CKD-katten met spierverlies, omdat creatinine een verstorende factor is. Om te onderzoeken of 3-MH/Crea-ratio's kunnen worden gebruikt als een marker van skeletspierafbraak bij gezonde volgroeide volwassen katten en oudere katten, werden 3-MH/Crea-ratio's vergeleken tussen katten met en katten zonder spierverlies. Een MCS verkregen door een enkele dierenarts werd gebruikt om de spiermassa in deze groep katten te beoordelen. Schatting van de MCS is gemakkelijk en niet-invasief voor getrainde personen om uit te voeren in een klinische setting en bleek een substantiële herhaalbaarheid en matige reproduceerbaarheid tussen waarnemers te hebben [36]. Gezonde katten met licht tot matig spierverlies hadden subjectief hogere gemiddelde 3-MH/Crea-ratio's dan katten zonder spierverlies, maar deze bevinding was niet statistisch significant, wat werd toegeschreven aan de kleine steekproefomvang en mogelijk variabele eiwitinname in deze studiecohort [20,37]. Het gebruik van 3-MH als biomarker van skeletspierafbraak bij katten rechtvaardigt verder onderzoek.

Om cachexie bij mensen met CKD te bestrijden, raden clinici aan om de fysieke activiteit te verhogen, metabole acidose te behandelen en corrigeerbare ontstekingsfactoren (bijv. Darmziekte) te elimineren om eiwitkatabolisme tot een minimum te beperken. Daarnaast is het optimaliseren van de voedingstherapie belangrijk. Net als bij mensen zijn vermindering van de eiwitinname met behulp van een goed verteerbare eiwitbron en behoud van voldoende calorie-inname de steunpilaren van de behandeling van katten met CKD [38,39]. Een eerdere studie bij katten met IRIS stadium 1 en 2 CKD toonde aan dat een verhoogde inname van het essentiële AA-threonine met een eiwitbeperkt therapeutisch nierdieet (6,7 g/100 kcal) gedurende 6 maanden de vetvrije massa handhaafde (Hill's Prescription Diet k/d Katachtig met kip, Hill's Pet Nutrition, Topeka, KS, VS) [40]. Aminozuurprofielen voor en na dieetovergang werden bij deze katten niet beoordeeld. We vonden threonine laag in het serum van katten met CKD in vergelijking met gezonde controlekatten, wat het potentiële voordeel van suppletie van deze AA bij CKD-katten verder ondersteunt. Bij mensen die hemodialyse ondergaan, verbeterde een oraal nutraceutisch middel dat werd gebruikt om calorieën te leveren uit macronutriënten, waaronder eiwitten in de vorm van AA's en peptiden, de meeste AA-concentraties in het serum [41]. Op basis van deze onderzoeken kunnen therapeutische diëten voor de nieren verrijkt met essentiële AA's nuttig zijn bij CKD-katten in de hoop de vetvrije massa te behouden en mogelijk de serum-AA-concentraties te verbeteren; dit laatste moet echter nog worden opgehelderd.

Cistanche-poeder

Deze studie heeft beperkingen. Wat betreft de kattenpopulaties, de controlegroep kwam niet overeen met de leeftijd van de CKD-groep vanwege de onmogelijkheid om gezonde oudere katten te vinden<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.

Conclusies

Katten met IRIS Stadia 1-4 CKD hebben lagere serumconcentraties van sommige essentiële AA's in vergelijking met gezonde volgroeide volwassen katten en oudere katten, en daarom kunnen gestoorde serum AA-profielen bij CKD-katten dienen als een therapeutisch doelwit van dieetmanagement. Fecale AA-concentraties waren niet significant verschillend tussen CKD en gezonde katten, en daarom is het onwaarschijnlijk dat fecale uitscheiding van AA's een belangrijke bijdrage levert aan de gestoorde serum AA-profielen die zijn gedocumenteerd bij CKD-katten. Serum 3-MH-concentraties zijn hoger bij CKD-katten dan bij gezonde controles, en deze bevinding wordt toegeschreven aan verminderde renale excretie. De 3-MH/Crea-ratio's waren niet significant hoger bij gezonde katten met spierverlies in vergelijking met katten met normale spiermassa; gezien de kleine steekproefomvang is echter verdere evaluatie gerechtvaardigd.

Referenties

1. Zomers, S.; Quimby, JM; Phillips, RK; Stockman, J.; Jesaja, A.; Lidbury, JA; Steiner, JM; Suchodolski, J. Voorlopige evaluatie van fecale vetzuurconcentraties bij katten met chronische nierziekte en correlatie met indoxylsulfaat en p-cresolsulfaat. J. Vet. Intern. Med. 2020, 34, 206–215. [KruisRef]

2. Freeman, LM; Lachaud, parlementslid; Matthews, S.; Rhodos, L.; Zollers, B. Evaluatie van gewichtsverlies in de loop van de tijd bij katten met chronische nierziekte. J. Vet. Intern. Med. 2016, 30, 1661-1666. [KruisRef]

3. Freeman, LM Cachexie en sarcopenie: opkomende syndromen van belang bij honden en katten. J. Vet. Intern. Med. 2012, 26, 3–17. [KruisRef]

4. Zha, Y.; Qian, Q. Eiwitvoeding en ondervoeding bij CKD en ESRD. Voedingsstoffen 2017, 9, 208. [CrossRef]

5. Bammens, B.; Verbeke, K.; Vanrenterghem, Y.; Evenepoel, P. Bewijs voor verminderde assimilatie van eiwitten bij chronisch nierfalen. Nier Int. 2003, 64, 2196-2203. [KruisRef]

6. Liu, Y.; Li, J.; Yu, J.; Wang, Y.; Lu, J.; Shang, EX; Zhu, Z.; Guo, J.; Duan, J. Stoornis van het metabolisme van aminozuren in de darm tijdens CKD-progressie is gerelateerd aan darmmicrobiota dysbiose en metagenoomverandering. J Pharm. Biomed. Anaal. 2018, 149, 425-435. [KruisRef]

7. Gryp, T.; Huys, GRB; Joossens, M.; Van Biesen, W.; Glorieux, G.; Vaneechoutte, M. Isolatie en kwantificering van uremische toxineprecursor-genererende darmbacteriën bij patiënten met chronische nierziekte. Int. J Mol. Wetenschap. 2020, 21, 1986. [KruisRef]

8. Graboski, AL; Redinbo, MR Darm-afgeleide eiwitgebonden uremische toxines. Gifstoffen 2020, 12, 590. [CrossRef]

9. Goldstein, RE; Merken, SL; Koekieuw, LD; Kass, PH; Rogers, QR Plasma-aminozuurprofielen bij katten met natuurlijk verworven chronisch nierfalen. Ben. J. Vet. Res. 1999, 60, 109-113.

10. Parker, VJ; Fascetti, AJ; Klamer, BG Aminozuurstatus bij honden met eiwitverliezende nefropathie. J. Vet. Intern. Med. 2019, 33, 680-685. [KruisRef]

11. Hansen, B.; Di Bartola, SP; kauwen, DJ; Browner, C.; Berrie, HK Aminozuurprofielen bij honden met chronisch nierfalen die twee diëten kregen. Ben. J. Vet. Res. 1992, 53, 335-341.

12. Kumar, MA; Bitla, AR; Raju, KV; Monohar, SM; Kumar, VS; Narasimha, S. Aminozuurprofiel met vertakte keten bij vroege chronische nierziekte. Saudi J. Nier Dis. vert. 2012, 23, 1202-1207.

13. Zeng, L.; Yu, Y.; Cai, X.; Xie, S.; Chen, J.; Zhong, L.; Zhang, Y. Verschillen in fenotypes van serumaminozuren bij patiënten met diabetische nefropathie, hypertensieve nefropathie en chronische nefritis. Med. Wetenschap. Monit. 2019, 25, 7235-7242. [KruisRef]

14. Laidlaw, SA; Berg, RL; Kopple, JD; Naito, H.; Walker, WG; Walser, M. Patronen van nuchtere plasma-aminozuurspiegels bij chronische nierinsufficiëntie: resultaten van de haalbaarheidsfase van de Modification of Diet in Renal Disease Study. Ben. J. Nier Dis. 1994, 23, 504-513. [KruisRef]

15. Liu, S.; Liang, S.; Liu, H.; Chen, L.; zon, L.; Wei, M.; Jiang, H.; Wang, J. Metabolietprofilering van ontlasting en serum bij hemodialysepatiënten en het effect van medicinale houtskooltabletten. Nier Bloeddruk. Res. 2018, 43, 755-767. [KruisRef]

16. Kochlik, B.; Gerbracht, C.; Grune, T.; Weber, D. De invloed van voedingsgewoonten en vleesconsumptie op plasma-3-methylhistidine—Een potentiële marker voor spiereiwitvernieuwing. mol. Nutr. Voedsel Res. 2018, 62, e1701062. [KruisRef]

17. Zaal, JA; Jackson, MI; Farace, G.; Yerramilli, M.; Jewell, DE Invloed van voedingsingrediënten op het vetvrije lichaamspercentage, uremische toxineconcentraties en nierfunctie bij volwassen katten. Metabolieten 2019, 9, 238. [CrossRef]

18. Hal, JA; Yerramilli, M.; Obare, E.; Yerramilli, M.; Jewell, DE Vergelijking van serumconcentraties van symmetrische dimethylarginine en creatinine als biomarkers voor de nierfunctie bij gezonde geriatrische katten die eiwitarm voedsel kregen verrijkt met visolie, L-carnitine en triglyceriden met middellange ketens. Dierenarts. J. 2014, 202, 588-596. [KruisRef]

19. Patel, SS; Molnar, MZ; Tayek, JA; Ix, JH; Noori, N.; Benner, D.; Heymsfield, S.; Kopple, JD; Kovesdy, CP; Kalantar-Zadeh, K. Serumcreatinine als een marker van spiermassa bij chronische nierziekte: resultaten van een transversaal onderzoek en overzicht van de literatuur. J. Cachexie Sarcopenie Spier 2013, 4, 19-29. [KruisRef]

20. Kochlik, B.; Stuetz, W.; Perès, K.; Feart, C.; Tegner, J.; Rodriguez-Manas, L.; Grune, T.; Weber, D. Associaties van plasma-3-methylhistidine met kwetsbaarheidsstatus in Franse cohorten van het FRAILOMIC-initiatief. J Clin. Med. 2019, 8, 1010. [KruisRef]

21. Peterson, ME; Castellano, Californië; Rishniw, M. Evaluatie van lichaamsgewicht, lichaamsconditie en spierconditie bij katten met hyperthyreoïdie. J. Vet. Intern. Med. 2016, 30, 1780-1789. [KruisRef]

22. Spierconditiescore—Cat. Online beschikbaar: https://wsava.org/global-guidelines/global-nutrition-guidelines/ (geraadpleegd op 18 januari 2022).

23. IRIS Stadiëring van CKD. Online beschikbaar: http://www.iris-kidney.com/guidelines/staging.html (geraadpleegd op 18 januari 2022).

24. Benjamini, Y.; Krieger, AM; Yekutieli, D. Adaptieve lineaire step-up-procedures die de valse ontdekkingssnelheid beheersen. Biometrie 2006, 93, 491-507. [KruisRef]

25. van de Poll, MCG; Soeters, PB; Deutz, NEP; Fearon, KCH; Dejong, CHC Niermetabolisme van aminozuren: de rol ervan bij de uitwisseling van aminozuren tussen organen. Ben. J Clin. Nutr. 2004, 79, 185-197. [KruisRef]

26. Suliman, ME; Qureshi, AR; Stenvinkel, P.; Pecoits-Filho, R.; Barany, P.; Heimburger, O.; Anderstam, B.; Ayala, ER; Filho, JCD; Alvestrand, A.; et al. Ontsteking draagt ​​bij aan lage plasma-aminozuurconcentraties bij patiënten met chronische nierziekte. Ben. J Clin. Nutr. 2005, 82, 342-349. [KruisRef]

27. Yu, Z.; Kastenmuller, G.; Hoi.; Belcredi, P.; Moller, G.; Prehn, C.; Mendes, J.; Wahl, S.; Roemisch-Margl, W.; Ceglarek, U.; et al. Verschillen tussen menselijke plasma- en serummetabolietprofielen. PLoS EEN 2011, 6, e21230. [KruisRef]

28. Ceballos, I.; Chauveau, P.; Guérin, V.; Bardet, J.; Parvy, P.; Kamoun, P.; Jungers, P. Vroege veranderingen van plasma-vrije aminozuren bij chronisch nierfalen. Clin. Chim. Acta 1990, 188, 101-108. [KruisRef]

29. Bouby, N.; Hassler, C.; Parvy, P.; Bankir, L. Renale synthese van arginine bij chronisch nierfalen: in vivo en in vitro studies bij ratten met 5/6 nefrectomie. Nier Int. 1993, 44, 676-683. [KruisRef]

30. Suliman, ME; Bárány, P.; Filho, JC; Lindholm, B.; Bergstrom, J. Accumulatie van taurine bij patiënten met nierfalen. Nefrol. Bellen. vert. 2002, 17, 528-529. [KruisRef]

31. Bergström, J.; Alvestrand, A.; Fürst, P. Plasma- en spiervrije aminozuren bij onderhoudshemodialysepatiënten zonder eiwitondervoeding. Nier Int. 1990, 38, 108-114. [KruisRef]

32. Wong, J.; Piceno, YM; DeSantis, TZ; Pahl, M.; Andersen, GL; Vaziri, ND Uitbreiding van urease- en uricase-bevattende, indool- en p-cresol-vormende en contractie van vetzuurproducerende darmmicrobiota met korte keten in ESRD. Ben. J. Nephrol. 2014, 39, 230-237. [KruisRef]

33. Zomers, SC; Quimby, JM; Jesaja, A.; Suchodolski, JS; Longhofer, PJ; Gustafson, DL Het fecale microbioom en serumconcentraties van indoxylsulfaat en p-cresolsulfaat bij katten met chronische nierziekte. J. Vet. Intern. Med. 2018, 33, 662-669. [KruisRef]

34. Cheng, FP; Hsieh, MJ; Chou, CC; Hsu, WL; Lee, YJ Detectie van indoxylsulfaatniveaus bij honden en katten die lijden aan van nature voorkomende nieraandoeningen. Dierenarts. J. 2015, 205, 399-403. [KruisRef]

35.Lin, CN; Wu, IW; Huang, YF; Peng, SY; Huang, YC; Ning, HC Meten van serum totaal en vrij indoxylsulfaat en p-cresylsulfaat bij chronische nierziekte met behulp van UPLC-MS/MS. J. Eten Drugs Anaal. 2018, 27, 502-509. [KruisRef]

36. Freeman, LM; Michel, KE; Zanghi, BM; Boler, BMV; Fages, J. Bruikbaarheid van spierconditiescore en echografische metingen voor beoordeling van spiermassa bij katten met cachexie en sarcopenie. Ben. J. Vet. Res. 2020, 81, 254-259. [KruisRef]

37. Rebholz, CM; Zheng, Z.; Gram, ME; Appel, LJ; Sarnak, MJ; Inker, LA; Levey, AS; Coresh, J. Serummetabolieten geassocieerd met eiwitinname via de voeding: resultaten van de gerandomiseerde klinische studie Modification of Diet in Renal Disease (MDRD). Ben. J Clin. Nutr. 2019, 109, 517-525. [KruisRef]

38. Vonken, AH; Caney, S.; Chalhoub, S.; Elliott, J.; Vink, N.; Gajanayake, ik.; Langston, C.; Lefebvre, HP; Wit, J.; Quimby, J. ISFM-consensusrichtlijnen voor de diagnose en behandeling van chronische nierziekte bij katten. J. Katachtige Med. Surg. 2016, 18, 219-239. [KruisRef]

39. Diëten voor katten met chronische nierziekte. Online beschikbaar: http://www.iris-kidney.com/education/protein_restriction_ feline_ckd.html#:~{}:text= Gebaseerd procent 20op procent 20bewijs procent 20van procent 20klinisch,farmaceutisch procent 20naar procent 20beheer procent 20medische procent 20 aandoeningen (geraadpleegd op 18 januari 2022).

40. Hal, JA; Fritsch, D.A.; Jewel, DE; Burris, Pennsylvania; Gross, KL Katten met IRIS stadium 1 en 2 chronische nierziekte behouden hun lichaamsgewicht en droge spiermassa wanneer ze voedsel krijgen met een verhoogde calorische dichtheid en verhoogde concentraties van carnitine en essentiële aminozuren. Dierenarts. Rec. 2019, 184, 190. [KruisRef]

41. Małgorzewicz, S.; Gał ˛ezowska, G.; Cieszy ´ska-Semenowicz, M.; Ratajczyk, J.; Wolska, L.; Rutkowski, P.; Jankowska, M.; Rutkowski, B.; Debska-Slizien, A. Aminozuurprofiel na orale voedingssuppletie bij hemodialysepatiënten met eiwit-energieverspilling. Voeding 2019, 57, 231-236. [KruisRef]

42. Timmerman, KL; Volpi, E. Aminozuurmetabolisme en regulerende effecten bij veroudering. Curr. mening. Clin. Nutr. metab. Zorg 2008, 11, 45-49. [KruisRef]

43. Sarwar, G.; Botten, HG; Collins, M. Een vergelijking van nuchtere serumaminozuurprofielen van jonge en oudere proefpersonen. J. Am. Coll. Nutr. 1991, 10, 668-674. [KruisRef]

44. Phipps, WS; Jones, PM; Patel, K. Amino- en organische zuuranalyse: essentiële hulpmiddelen bij de diagnose van aangeboren stofwisselingsstoornissen. Adv. Clin. Chem. 2019, 92, 59-103.

45. Camara, A.; Verbrugghe, A.; Cargo-Froom, C.; Hogan, K.; De Vries, TJ; Sanchez, A.; Robinson, LE; Shoveller, AK De voedingsfrequentie overdag is van invloed op de eetlustregulerende hormonen, aminozuren, fysieke activiteit en het ademhalingsquotiënt, maar niet op het energieverbruik bij volwassen katten die gedurende 21 dagen worden gevoerd. PLoS ONE 2020, 15, e0238522. [KruisRef]

46. ​​Pion, PD; Lewis, J.; Greene, K.; Rogers, QR; Morris, JG; Kittleson, MD Effect van maaltijdvoeding en voedselgebrek op taurineconcentraties in plasma en volbloed bij katten. J. Nutr. 1991, 121, S177-S178. [KruisRef]

47. Heinze, CR; Larsen, JA; Kass, PH; Fascetti, AJ Plasma-aminozuur en taurineconcentraties in volbloed bij katten die commercieel bereide diëten eten. Ben. J. Vet. Res. 2009, 70, 1374-1382. [KruisRef]

Stacie C. Zomers 1, Jessica Quimby 2, Amanda Blake 3, Deborah Keys 4, Joerg M. Steiner 3 en Jan Suchodolski 3

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

2 Department of Veterinary Clinical Sciences, Ohio State University, Columbus, OH 43210, VS; quimby.19@osu.edu

3 Texas A&M Gastrointestinal Laboratory, Department of Small Animal Clinical Sciences, College Station, TX 77843, VS; ablake@cvm.tamu.edu (AB); jsteiner@cvm.tamu.edu (JMS); jsuchodolski@cvm.tamu.edu (JS)

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