Методы оценки метаболизма углеводов и жиров в организме

Видео: Режим питания для работы над ростом мышечной массы. Калорийность продуктов: белки, углеводы, жиры

1. Оценка метаболизма глюкозы. Три десятилетия назад Bier и соавт. были первыми, кто определил продукцию глюкозы печенью, используя инфузию D-[6,6-²Н₂]глюкозы у новорожденных детей, и показал практически линейную зависимость между массой головного мозга и продукцией глюкозы в человеческом организме, начиная с недоношенного ребенка с массой тела 1000 г и заканчивая взрослым человеком с массой тела 80 кг.

Эти ученые высказали предположение, что размер головного мозга может являться принципиальной детерминантой тех факторов, которые регулируют продукцию глюкозы печенью на протяжении всей жизни человека. С тех пор разведение изотопа широко использовали, например, для оценки ответной продукции глюкозы на инсулин.

Так, Farrag и соавт. обнаружили, что повышение уровня инсулина в плазме при поддержании глюкозы на одинаковом базальном уровне путем введения глюкозы извне (подход, имеющий классическое название «эугликемический зажим») не способно полностью подавить выработку эндогенной глюкозы у новорожденных в отличие от взрослых и детей старшего возраста.

Гликогенолиз и глюконеогенез представляют собой два основных пути продукции глюкозы. Глюконеогенез можно исследовать, применяя методы разведения изотопа: при сокращении дозы экзогенной глюкозы в два раза от необходимой у детей с ОНМТ, получающих полное парентеральное питание, инфузия [2-¹³С]глицерола показала, что он является основным предшественником глюконеогенеза, отвечая за 64% продукции эндогенной глюкозы.

Доля остальных субстратов для глюконеогенеза, преимущественно таких аминокислот, как аланин и глютамин, была определена по включению ²Н₂ в глюкозу в процессе инфузии ²Н₂О.

В совокупности эти исследования показывают, что в условиях дефицита глюкозы, но достаточного количества жира и аминокислот организм детей с ОНМТ в состоянии поддерживать уровень глюкозы благодаря глюконеогенезу, в котором роль основного субстрата принадлежит глицеролу.

2. Оценка синтеза лактозы. Лактоза — основной углевод молока. Ее молекула состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы галактозы. До недавнего времени путь образования лактозы грудного молока не был до конца понятен.

Видео: Сколько нужно есть? Белки Жиры и Углеводы - норма для девушки

Комбинируя ведение [U-¹³С₆]глюкозы и [2-¹³С]глицерола лактирующим матерям и мониторируя накопление ¹³С в составе лактозы грудного молока, Sunehag и соавт. обнаружили, что после еды у ребенка практически вся глюкоза, находящаяся в составе лактозы молока, является производным глюкозы плазмы, в то время как только 68% галактозы образуется из глюкозы, а глицерол включается в новый синтез галактозы в молочной железе.

Некоторые стабильные изотопы, применяемые в исследованиях с использованием меченого атома у новорожденных детей in vivo

3. Оценка кинетики жира как источника энергии. Впервые выполненные более 20 лет назад исследования введения [1-¹³С]пальмитата или [2-¹³С]глицерола и [²Н₃]b-гидроксибутирата показали, что у новорожденных детей содержание глицерола, жирных кислот и кетоновых тел через 4 час с момента введения или натощак сравнимо с таковым у взрослых после 16—24 час голодания.

Было выявлено, что 75% транспортируемого глицерола конвертируется в глюкозу, что составляет 5% продукции глюкозы печенью. Более поздние исследования продемонстрировали появление 2Н в арахидоновой кислоте (20:4 n—6) и докозагексаеновой кислоте (22:6 n—3) после назначения 2Н-меченных линолевой (18:2 n-6) и линоленовой (18:3 n—3) кислот соответственно.

Это позволило сделать вывод о том, что организм младенцев обладает способностью конвертировать получаемые с пищей эссенциальные жирные кислоты в их длинноцепочечные полиненасыщенные кислые дериваты. Но даже в этом случае скорость их синтеза может быть недостаточна для удовлетворения потребностей ребенка. Было выявлено, что у получающих энтеральное питание недоношенных детей назначение среднецепочечных триглицеридов снижает окисление ¹³С-меченной линолевой кислоты и длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот без ухудшения эндогенного синтеза омега-6 ДЦПНЖК.

4. Оценка синтеза липидов. Исследования с использованием инфузии [13С]ацетата в течение 12 час показали, что скорость эндогенного синтеза холестерола была примерно в 3 раза выше у недоношенных младенцев по сравнению со взрослыми, что свидетельствует о хорошо развитом механизме синтеза холестерола у недоношенных детей.

Для вычисления скорости синтеза сложных молекул необходимо определить накопление изотопа в истинном предшественнике, что сложно сделать, т.к. он может быть локализован в труднодоступных тканях, например в печени. Молекулы ДЦЖК можно представить в виде продукта полимеризации множества молекул-предшественников, содержащих двухуглеродные единицы ацетил-СоА, например 8-ацетил-СоА в пальмитиновой кислоте.

Видео: Счетчики калорий: жиры, белки, углеводы - сколько килокалорий нужно есть в день

Анализ распределения изотопомера представляет собой инновационный подход, при котором сначала определяют характер распределения однократно или множественно меченных молекул с помощью масс-спектрометрии в большой «полимерной» молекуле, а затем с помощью метода статистического моделирования меченые молекулы подвергают «обратной калькуляции» с вычислением накопления изотопа в маленькой молекуле субъединицы предшественника.

Как было выявлено с помощью анализа распределения изотопомера, скорости липогенеза липопротеин-пальмитата у новорожденных схожи с таковыми у взрослых, получающих нормальное питание.

В течение последнего десятилетия скорость синтеза фосфолипидов сурфактанта была определена с помощью включения ¹³С в ряд аспиратов из трахеи после суточного введения следовых количеств как [¹³С]ацетата, [¹³С]глюкозы, так и [¹³С4]пальмитата или [²Н] пальмитата, в то время как скорость синтеза сурфактант-ассоциированного протеина В может быть определена путем введения [¹³С]валина.

Видео: Определение состава тела и баланс энергии

Источник: http://meduniver.com