Chiung-Mei Chen

1 Катедра по неврология, Мемориална болница Chang Gung, Медицински център Linkou и Медицински колеж, Chang-Gung University, Taoyuan, Тайван,

диета

Йоу-Сиен Лин

2 Отдел по неврология, Институт по биомедицински науки, Академия Синика, Тайпе, Тайван,

Yih-Ru Wu

1 Катедра по неврология, Мемориална болница Chang Gung, Медицински център Linkou и Медицински колеж, Chang-Gung University, Taoyuan, Тайван,

Пей Чен

2 Отдел по неврология, Институт по биомедицински науки, Академия Синика, Тайпе, Тайван,

Фуу-Джен Цай

3 Катедра по педиатрия, медицински изследвания и медицинска генетика, Китайска медицинска университетска болница, Тайчунг, 404, Тайван,

Чуе-Лиен Ян

4 Катедра по диететика и хранене, Обща болница за ветерани в Тайпе, Тайпе, Тайван,

Я-Дзъ Цао

5 Катедра по хранене, Мемориална болница Chang Gung, Медицински център Linkou и Медицински колеж, Chang-Gung University, Taoyuan, Тайван,

Уен Чанг

4 Катедра по диететика и хранене, Тайпейска болница за ветерани, Тайпе, Тайван,

I-Shan Hsieh

5 Катедра по хранене, Мемориална болница Chang Gung, Медицински център Linkou и Медицински колеж, Chang-Gung University, Taoyuan, Тайван,

Yijuang Chern

2 Отдел по неврология, Институт по биомедицински науки, Академия Синика, Тайпе, Тайван,

Бинг-Уен Сонг

6 Катедра по неврология, Медицински факултет на Университета Ян-Минг и Неврологичен институт, Обща болница за ветерани в Тайпе, Тайпе, Тайван,

Замислил и проектирал експериментите: CMC BWS PC. Изпълнява експериментите: YRW FJT. Анализирани данни: YSL. Реактиви/материали/инструменти за анализ, допринесени: YC. Написа хартията: YSL YC. Проектира клиничните протоколи: PC. Проектира клиничните диети: CLY WC YTT ISH.

Свързани данни

Всички релевантни данни се намират в хартията и нейните поддържащи информационни файлове.

Резюме

Болестта на Хънтингтън (HD) е невродегенеративно разстройство, причинено от гена на Huntingtin (HTT) с разширени CAG повторения. В допълнение към очевидните мозъчни аномалии се наблюдават и увреждания в периферните тъкани. Преди това съобщихме, че мутант Huntingtin (mHTT) съществува в черния дроб и причинява дефицит на уреен цикъл. Диета с ниско съдържание на протеини (17%) възстановява активността на цикъла на уреята и подобрява симптомите при мишки с HD модел. Остава неизвестно дали диетичното съдържание на протеин трябва да се следи внимателно при пациенти с HD, тъй като нормалната консумация на протеини е по-ниска при хората (

15% от общите калории), отколкото при мишки (

22%). Оценихме дали съдържанието на протеини в храната влияе на цикъла на урея при пациенти с HD. Тридесет пациенти с HD бяха хоспитализирани и получиха стандартна протеинова диета (13,7% протеин) в продължение на 5 дни, последвана от високо протеинова диета (HPD, 26,3% протеин) за още 5 дни. Дефицитът на урейния цикъл се наблюдава от нивата на цитрулин и амоняк в кръвта. Прогресията на HD се определя от Единната скала за оценка на болестта на Хънтингтън (UHDRS). HPD повишава концентрацията на цитрулин в кръвта от 15,19 μmol/l на 16,30 μmol/l (p = 0,0378) при пациенти с HD, но не променя концентрацията на амоняк в кръвта. Двугодишно пилотно проучване с 14 пациенти с HD не установява значима връзка между концентрацията на цитрулин в кръвта и прогресията на HD. Нашите резултати показват, че краткият период на HPD не е значително компрометирал функцията на цикъла на урея. Концентрацията на цитрулин в кръвта не е надежден биомаркер на прогресията на HD.

Въведение

Болестта на Хънтингтън (HD) е наследствено невродегенеративно разстройство, причинено от разширяването на повторения на CAG в екзон 1 на гена за лов (HTT). Клиничните характеристики на HD включват неконтролируеми двигателни движения, психиатрични аномалии, деменция и загуба на тегло. Това опустошително заболяване засяга предимно мозъчната кора и стриатума в централната нервна система [1]. Съобщени са и аномалии в периферните тъкани, включително сърдечно-съдовата система, скелетните мускули, кръвните клетки и кохлеята [2–6]. Дискутирано е дали нерегулираните периферни функции могат да служат като надеждни биомаркери за прогресията на HD [7].

В съответствие с предишни проучвания, които показват съществуването на мутант HTT (mHTT) в черния дроб [8–10], ние и други съобщаваме, че агрегатите на mHTT се локализират в черния дроб и че експресията на mHTT потиска експресията на два ключови ензима ( аргининосукцинова киселина синтетаза и аргининосукциназна киселинна лиаза) на урейния цикъл чрез нарушаване на транскрипционната активност на C/EBP [11–13]. Полученото повишено ниво на цитрулин в кръвта е открито при две HD модели мишки (R6/2 и Hdh Q150) и при пациенти с HD. Най-важното е, че ограничаването на хранителните протеини нормализира нивата на амоняк в кръвта и цитрулин при мишки с HD модел и е свързано с по-малко агрегиране на mHTT, подобрено представяне на ротарода и по-високо ниво на невротрофичен фактор, получен от стриата. По този начин диетата с ниско съдържание на протеини е ефективно средство за забавяне на прогресията на заболяването при мишки с HD модел.

Един от основните симптоми на дефицит на уреен цикъл е повишеното ниво на амоняк в кръвта. Амонякът е страничен продукт от протеиновия метаболизъм и е добре известен невротоксин. Хиперамонемия обикновено се появява при кърмачета с нарушение на цикъла на урея и при възрастни с чернодробна недостатъчност [14,15]. Диети с ниско съдържание на протеини са били използвани за лечение на хиперамонемия за намаляване на нивото на амоняк в кръвообращението [16,17], но ефикасността на този подход за лечение на чернодробна енцефалопатия при цироза е оспорена [18].

Материали и методи

Участници

Генетично потвърдени пациенти с HD са били наети от болницата за мемориал Chang Gung (CGMH) и от болницата за ветерани в Тайпе (TVGH) за 12-дневна хоспитализация във всяка от болниците. Пациентите с предварителни хранителни добавки (включително креатин и Q10) бяха помолени да прекратят приема на добавки за поне 1 месец, преди да се включат в това проучване. Пациентите с анамнеза за чернодробна или бъбречна дисфункция или бременност бяха изключени. Протоколът е одобрен от Институционалните съвети за преглед в Academia Sinica, CGMH и TVGH. Писмено информирано съгласие е получено преди всякакви процедури, свързани с проучването.

Диети

Стандартна протеинова диета (SPD, 13,7% от общите калории) и високо протеинова диета (HPD, 26,3% от общите калории) са разработени от отделите по храните и храненето в CGMH и TVGH въз основа на телесното тегло на всеки отделен пациент с HD (35 kcal/kg) в деня на записването и бяха приготвени от съответната болнична кухня. SPD се дава на пациенти от ден 2 до ден 6 (етап I), а HPD се дава от ден 7 до ден 11 (етап II).

Медицински прегледи

Унифицираната скала за оценка на болестта на Хънтингтън (UHDRS) и Mini-Mental State Examination (MMSE) бяха използвани за оценка на пациентите в съответствие с инструкциите на Huntington Study Group [25]. Тези тестове са проведени в CGMH или TVGH, както е уместно за всеки пациент. Бяха оценени три основни характеристики, включително двигателна функция, независимост и функционален капацитет. Кръвни проби на гладно бяха събрани сутринта на посочената дата и бяха анализирани при CGMH или TVGH за оценка на бъбречната функция, чернодробната функция и нивата на амоняк.

Ниво на цитрулин в кръвта

Интравенозни проби от цяла кръв (25 μl) бяха забелязани върху филтърни хартии (Schleicher и Schuell No. 903), които бяха оставени да изсъхнат на въздух и се съхраняват при стайна температура. Концентрацията на цитрулин беше измерена с помощта на тандемен мас спектрометър (Quattro Micro, Waters Corporation, Milford, MA, USA), както е описано по-рано [13,26].

Статистически анализ

Данните бяха анализирани с помощта на сдвоения тест на Student’s t. Коефициентът на корелация на Пиърсън е използван за идентифициране на корелациите между UHDRS оценката и концентрацията на цитрулин. Значимостта е определена на р 0,05. Освен ако не е посочено друго, всички данни са показани като средно ± SD.

Резултати

Ограничен ефект от 5-дневния HPD върху функцията на цикъла на урея при пациенти с HD

Тридесет пациенти бяха назначени за 12-дневна хоспитализация в CGMH или TVGH. Кръвни проби бяха събрани на ден 2. SPD, съдържащ 13,7% протеин, беше даден на записаните пациенти с HD (Таблица 1). На 6-ия ден (т.е. след 5 дни от SPD) се събират проби от артериална кръв за измерване на нивото на амоняк в кръвта и проби от венозна кръв за измерване на нивото на цитрулин в кръвта. Тъй като чернодробните ултразвукови изображения и кръвните тестове за чернодробна функция на всички пациенти с HD са били нормални, включените пациенти с HD са получили HPD (26,3% протеин) за още 5 дни (от 7 ден до 11 ден). Пациентите са наблюдавани внимателно от специализирана медицинска сестра в съответната болница за правилния прием на дневна диета и евентуален неблагоприятен ефект. На 12-ия ден (т.е. след 5 дни от HPD) се измерват нивата на артериалния амоняк и венозните нива на цитрулин. Както е показано на фигура 1, 5-дневният HPD леко повишава нивото на цитрулин във венозната кръв (15,19 μmol/l на ден 6 и 16,30 μmol/l на ден 12; p = 0,0378) (Фигура 1A). Нивото на амоняк в артериалната кръв не се влияе от HPD (51,10 μg/dl и 50,67 μg/dl на 6 и 12 дни, съответно) (Фигура 1B). Нормалният обхват на амоняка в кръвта е 65 μg/dl (Фигура 1B). Най-важното е, че HPD няма постоянен ефект върху нивото на амоняк в кръвта (Фигура 1В).

маса 1

Характеристика Non-HD контролира пациенти с HD
Средна възраст (години) 42,26 ± 2,644,77 ± 11,4
Пол 12 мъже и 11 жени19 мъже и 11 жени
Средна начална възраст (години) 37,43 ± 11,3
Продължителност на заболяването (години) 7,34 ± 7,2
CAG се повтаря 46,47 ± 5,8

Данните са представени като средната стойност ± SD.

a Данните за 23-те не-HD лица са взети от предишен доклад [13].