Efectele dietei completate cu glutamină pe mucoasa intestinală a șobolanului în creștere malnutriți

Uenis Tannuri, Francisco R. Carrazza și Kiyoshi Iriya

TANNURI U et al. - Efectele dietei suplimentate cu glutamină asupra mucoasei intestinale a șobolanului în creștere subnutrit. Rev. Hosp. Clín. Fac. Med. S. Paulo 55 (3): 87-92, 2000.

REZULTATE: Analizele morfologice și morfometrice au demonstrat că înălțimea vilozităților intestinului subțire a fost semnificativ redusă în grupul subnutrit, iar această modificare a fost parțial corectată de cele două tipuri de dietă bazată pe chow. Adâncimea criptelor a fost semnificativ crescută de malnutriție, iar acest parametru a fost parțial corectat de cele două tipuri de dietă bazată pe chow. Dieta îmbogățită cu glutamină a dus la cea mai mare reducere a adâncimii criptei, iar această reducere a fost, de asemenea, semnificativă statistic în comparație cu animalele de control.

CONCLUZII: Glutamina enterală are unele efecte pozitive asupra creșterii în greutate corporală și a trofismului mucoasei jejunale la șobolanul în creștere subnutrit.

DESCRIPTORI: Glutamina. Amino acid. Nutriție enterală.

Glutamina este cel mai abundent aminoacid din sânge și din rezerva de aminoacizi liberi din corp 1. În plus, este cantitativ cel mai important aminoacid implicat în fluxul interorgan 2. La un număr de specii de mamifere, intestinul este un loc major de utilizare a glutaminei, iar epiteliul intestinului subțire este considerat principalul organ al absorbției glutaminei 3 .

Studiile clinice și experimentale la animale sugerează că glutamina joacă un rol cheie în răspunsul intestinului subțire la leziuni sistemice și infecții. Tratamentul cu traumatism 4 și glucocorticoid 5 induce un consum crescut de glutamină, iar o absorbție redusă a acestui aminoacid a fost raportată la pacienții septici și cu traume 6,7 și animale 8 ca urmare a unei concentrații circulante scăzute de 9,10. Prin urmare, în cazurile de leziuni sistemice, scăderea concentrației de glutamină circulantă și absorbția redusă a acestui aminoacid 6 contribuie la atrofia mucoasei, la translocația bacteriană în mucoasa gastro-intestinală și la sepsisul mediate de intestin 9,10 .

Atrofia mucoasei este un fenomen important care apare în unele tipuri de leziuni clinice, cum ar fi stările de subnutriție severă 11-13. S-a sugerat că absența glutaminei din soluțiile nutriționale enterale sau parenterale exacerbează astfel de efecte 10. În schimb, s-a demonstrat că glutamina exercită efecte trofice puternice asupra mucoasei gastro-intestinale după rezecția intestinului subțire 14 sau transplant 15, leziuni radiaționale 16, traume chirurgicale 17, leziuni ischemice 18 și administrarea de medicamente citotoxice 19. Din câte știm, efectele unei diete îmbogățite cu glutamină asupra regenerării vilozităților mucoasei intestinale nu au fost evaluate la animalele în creștere subnutrită. Prin urmare, utilizând un model de malnutriție la șobolani în creștere și tehnici histomorfometrice, am examinat, în prezentul studiu, dacă glutamina exercită un efect trofic în mucoasa intestinală.

MATERIAL SI METODE

Animale ? grupuri experimentale

În studiu s-au utilizat 35 de șobolani femele în creștere (cu vârsta de 21 de zile). Animalele, cărora li s-a permis să se aclimatizeze de cel puțin 3 zile la unitatea de îngrijire a animalelor, au fost adăpostite în cuști individuale în timpul perioadei de studiu de 30 de zile, cu apă și dieta chow ad libitum.

În ziua 1 a experimentului, animalele au fost cântărite și împărțite aleatoriu în 4 grupuri conform procedurii experimentale:

Control ? dieta chow (n = 3)

malnutritie ? dieta imbogatita cu lactoza (n = 9)

malnutriție + dieta chow (n = 10)

malnutriție + dietă îmbogățită cu glutamină (n = 13)

Animalele din grupul de control au primit un regim echilibrat regulat utilizat pentru creșterea șobolanilor, pe întreaga perioadă de studiu. Animalele din grupurile experimentale au primit o dietă îmbogățită cu lactoză pentru a induce diaree și malnutriție din ziua 1 a experimentului până în ziua experimentului 15 20. Din ziua 16 a experimentului până în ziua 30 a experimentului, șobolanii din grupul de malnutriție au fost menținuți pe aceeași dietă, în timp ce al treilea grup a primit o dietă echilibrată chow, iar al patrulea grup a primit o dietă chow îmbogățită cu glutamină. Componentele acestor diete sunt date în tabelul 1. Dietele au fost izocalorice și izonitrogene.

unei

Proceduri de recoltare

În ziua 30 a experimentului, animalele au fost cântărite și sacrificate prin injecție intraperitoneală de tiobarbiturat 2,5%. A fost făcută o incizie abdominală de linie mediană, intestinul subțire a fost îndepărtat și o secțiune de 3 cm a jejunului a fost luată și pregătită pentru studiile histologice.

Țesuturile intestinale fixate în formalină au fost încorporate în parafină, secționate și colorate cu hematoxilină și eozină. Înălțimea vilelor și adâncimea criptelor în toate țesuturile au fost determinate folosind un microscop Nikon echipat cu un obiectiv de mărire 5X și un ocular de mărire 20X care conținea o scară de testare de 1 mm. Cel puțin 20 până la 25 de unități cripto-villoase bine orientate pe eșantion de intestin subțire au fost măsurate și mediate de doi patologi care au fost mascați la grupuri de animale.

Analize statistice

Media și deviația standard au fost calculate pentru fiecare parametru și au fost comparate utilizând analiza unică a varianței. Când s-a observat o diferență semnificativă, cele 4 grupuri de studiu au fost comparate folosind testul Student-Neuman-Keuls. Nivelul de semnificație a fost P

Greutățile corporale în primele și ultimele zile ale experimentului sunt prezentate în Tabelul 2.

Toate animalele au avut greutăți similare în ziua 1 a experimentului (P> 0,05). Așa cum se arată în Tabelul 2, hrănirea cu dieta îmbogățită cu lactoză a promovat o scădere semnificativă a greutății corporale în comparație cu grupul martor (79,30 ± 3,28 versus 171,07 ± 15,38). Administrarea ambelor diete experimentale a promovat creșteri semnificative în greutate corporală, deși dieta îmbogățită cu glutamină a fost mai eficientă.

Histopatologie

Secțiunile histologice reprezentative ale mucoasei jejunale sunt prezentate în Figurile 1 până la 3. Analizele calitative ale vilozităților demonstrează că a avut loc o atrofie mucoasă semnificativă și o alterare structurală a vilozităților la animalele subnutrate, iar această modificare a fost inversată prin administrarea ambelor tipuri de diete pe bază de chow.

Studii histomorfometrice

Înălțimea vilelor și adâncimea criptelor au fost determinate ca indici specifici de creștere a mucoasei. Efectele modificărilor dietetice asupra acestor parametri au fost exprimate în tabelele 3 și 4

Înălțimea vilozităților intestinului subțire a scăzut semnificativ (Tabelul 3), iar adâncimea criptei a crescut semnificativ (Tabelul 4) în grupul subnutrit; aceste modificări au fost parțial corectate de ambele tipuri de dietă bazată pe chow. Alimentarea cu dietă îmbogățită cu glutamină a dus la cea mai mare reducere a adâncimii criptei, iar această reducere a fost, de asemenea, semnificativă statistic în comparație cu animalele de control (P

Malnutriția apare frecvent la pacienții chirurgicali pediatrici, iar asocierea dintre malnutriție și complicațiile chirurgicale este importantă în practica clinică. S-au raportat scăderea concentrațiilor de țesut de glutamină la pacienții și animalele 21-23 subnutriți și cu traume. Glutamina administrată parenteral sau enteral este utilizată preferențial de celulele care se divid rapid la nivelul mucoasei intestinului subțire, adică de enterocite și limfocite. Prin urmare, scopul studiului actual a fost de a investiga dacă administrarea unei diete îmbogățite cu glutamină are vreun efect trofic asupra mucoasei intestinale a șobolanului în creștere subnutrit.

Am folosit modelul de șobolan, deoarece intestinul subțire se atrofiază semnificativ în perioade scurte de înfometare sau malnutriție, comparativ cu modificările masei corporale totale și ale greutății altor țesuturi 24,25. În studiile anterioare, s-a demonstrat că indicii de celularitate intestinală s-au normalizat la șobolani în decurs de 24 până la 72 de ore de realimentare enterală completă după diferite perioade de post 26-28 .

Dieta îmbogățită cu lactoză utilizată pentru a produce malnutriție la șobolanul în creștere a fost destul de eficientă, deoarece animalele au demonstrat o creștere slabă în greutate în perioada de studiu, în comparație cu grupul de control. Concomitent, studiile histologice și histomorfometrice ale mucoasei jejunale au demonstrat modificări semnificative, adică scăderea înălțimii vilozității și o adâncime compensatorie crescută a criptei, comparativ cu șobolanii normali.

Rezultatele acestui studiu demonstrează unele efecte pozitive ale unei diete îmbogățite cu glutamină (2% glutamină) pentru șobolanul în creștere subnutrit, deoarece a dus la o creștere semnificativă a greutății corporale în comparație cu o dietă obișnuită de chow, deși nu este egală cu animalele de control, probabil datorită perioadei scurte de studiu de 15 zile. În plus, glutamina enterală a favorizat proliferarea mucoasei jejunale, reflectată de indicii înălțimii mucoasei și a adâncimii criptei care erau similare animalelor de control.

Analiza morfometrică a înălțimii villoase mucoase a susținut concluzia că realimentarea cu dieta chow a fost eficientă (Tabelul 3), deoarece înălțimea vilozitară a acestui grup a fost similară cu grupurile de control și dieta bogată în glutamină. Având în vedere doar parametrul înălțimii viloase, putem concluziona că aminoacizii cazeinei au fost suficienți pentru a promova trofismul viloasă mucoasă, iar îmbogățirea cu glutamină nu ar fi necesară. De fapt, Wirén și colab. 17 a concluzionat că un exces de glutamină (4% dietă de glutamină) în lumenul jejunal poate avea un efect potențial negativ și poate reduce proliferarea și rotația celulelor vilozitare.

Mai multe investigații au demonstrat efectele pozitive ale perfuziei parenterale de glutamină 9,10,14,15,29. Importanța studiilor de administrare enterală a glutaminei în raport cu perfuzia parenterală se bazează pe faptul că rata de extracție a glutaminei este mai mare după administrarea intraluminală decât din administrarea parenterală 30. Această diferență sugerează că extracția intraluminală reflectă utilizarea mai degrabă de către enterocite decât limfocite.

Efectele pozitive ale glutaminei ar putea fi de așteptat în alte situații când cerințele sunt crescute, deoarece acest aminoacid este unul neesențial. Investigațiile recente au arătat că în intestinul leziunit ischemic, glutamina și factorul de creștere transformant-alfa stimulează kinazele reglate extracelular și îmbunătățesc recuperarea suprafeței vilozitate 18. De asemenea, este de interes faptul că la șobolanii purtători de tumori, apare o modificare a metabolismului glutaminei mucoasei care duce la o permeabilitate intestinală crescută și la pierderea funcției de barieră intestinală 31 .

În concluzie, acest studiu arată că glutamina enterală are unele efecte pozitive asupra creșterii în greutate corporală și a trofismului mucoasei jejunale la șobolanul în creștere subnutrit. Trebuie luate în considerare aplicațiile clinice ale acestor rezultate, în special în tratamentul pacienților chirurgicali pediatrici subnutriți.

MULȚUMIRI: Autorii îi mulțumesc Mariei Cecilia M. Coelho și Neide Aparecida S. R. dos Santos pentru asistența tehnică excelentă.

TANNURI U e col. ? Efectele unei diete cu supliment de glutamină în mucoasa intestinală datorită creșterii. Rev. Hosp. Clín. Fac. Med. S. Paulo 55(3): 87-92, 2000.

DESCRITORI: Glutamina. Amino acid. Nutriție enterală.

1. BERGSTRON J, FURST P, NORÉE L-O și colab. - Concentrația de aminoacizi liberi intracelulari în țesutul muscular uman. J Appl Physiol 1974; 36: 693-697. [Link-uri]

2. ELIA M - Fluxul interorganic al substraturilor la omul hrănit și la post, după cum este indicat prin studii de echilibru arterio-venos. Rev. Nutr Res 1991; 4: 3-31. [Link-uri]

6. SOUBA WW, HERSCOWITZ K, KLIMBERG S și colab. - Efectele sepsisului și endotoxemiei asupra metabolismului glutaminei intestinale. Ann Surg 1990; 211: 543-549. [Link-uri]

8. ARDAWI MSM, ABDULRAHMAN J, ASHY A și colab. - Metabolizarea glucozei și glutaminei în intestinul subțire al șobolanilor septici. J Lab Clin Med 1990; 115: 660-668 [Link-uri]

10. WILMORE DW, SMITH RJ, O'DWYER ST și colab. - Intestinul: un organ central după stres chirurgical. Interventie chirurgicala 1988; 104: 917-923. [Link-uri]

11. COFFEY JÁ, MILHOAN RA, ADULLAH A și colab. - Bonbesin inhibă translocația bacteriană din intestin la șobolanii arși. Surg Forum 1988; 39: 109-110 [Link-uri]

12. JONES WG, MINEI JP, BARBER AE și colab. - Translocarea bacteriană și atrofia intestinală după leziuni termice și arsuri sepsis. Ann Surg 1990; 211: 399-405. [Link-uri]

13. TRAN TA, MACRY J, MEDY F și colab .- Efectul inflamației de fază acută morfologia și funcția intestinului subțire la șobolan. Clin Nutr 1991; 10: 56-62. [Link-uri]

14. WANG XD, JACOBS DO, O'DWYER ST și colab. - Nutriția parenterală îmbogățită cu glutamină previne atrofia mucoasei după rezecția intestinului subțire. Surg Forum 1988; 39: 44-46 [Link-uri]

15. FRANKEL WL, ZHANG W, ALFONSO J și colab. - Îmbunătățirea structurii și funcției glutaminei în intestinul subțire transplantat la șobolan. J Parent Ent Nutr 1983; 17: 47-45. [Link-uri]

16. KLIMBERG VS, SOUBA WW, DOLSON DJ și colab. - Glutamina profilactică protejează mucoasa intestinală de leziunile provocate de radiații. Cancer 1990; 66: 62-68. [Link-uri]

17. WIRÉN M, SKULLMAN S, WANG F și colab. - Alimentarea intraluminală a glutaminei sprijină creșterea mucoasei la jejunul de șobolan. Transpl. Proc 1994; 26: 1460-1463. [Link-uri]

18. BLIKSLAGER AT, RHOADS JM, BRISTOL DG și colab. - Glutamina și factorul de creștere transformant-alfa stimulează kinazele reglate extracelular și îmbunătățesc recuperarea suprafeței vilozitare în intestinul leziunii ischemice porcine. Interventie chirurgicala 1999; 125: 186-194. [Link-uri]

19. O'DWYER ST, SCOTT T, SMITH RJ și colab. - Toxicitatea 5-fluorouracilului pe mucoasa intestinului subțire, dar nu și celulele albe din sânge, este redusă de glutamină. Clin Res 1987; 35: 369A [Link-uri]

20. NUÑEZ MC, AYUDARTE MV, MORALES D et al.- Efectul nucleotidelor dietetice asupra reparației intestinale la șobolani cu diaree cronică experimentală. J Parent Ent Nutr 1985; 14: 598-604 [Link-uri]

21. BUCHMAN AL - Glutamina: Este un nutrient necesar condiționat pentru sistemul gastro-intestinal uman? J Am Coll Surg 1996; 15: 199-205. [Link-uri]

22. CZERNICHOW B, GALLUSER M, HASSELMANN M și colab. - Efectul aminoacizilor din amestecurile date pe cale enterală sau parenterală asupra morfologiei intestinale și hidrolazelor la șobolani. J Parent Ent Nutr 1992; 16: 259-263. [Link-uri]

23. BLOMVIST BI, HAMMARQVIST F, VON DER DECKEN A și colab. ? Gluatamina și alfa cetoglutaratul atenuează scăderea concentrației de glutamină fără mușchi după înlocuirea totală a șoldului. Clin Nutr (supp) 1993; 12: 12-13 [Link-uri]

24. ZIEGLER TR, ALMAHFOUZ A, PEDRINI MT și colab. - O comparație a insulinei intestinale subțiri de șobolan și a receptorilor factorului de creștere I asemănător insulinei în timpul realimentării enterale. Endiocrinologie 1995; 136: 5148-5154. [Link-uri]

25. ESTIVARIZ CF, JONAS CR, GU LH și colab. - Efectele trofice intestinale ale factorului de creștere a keratinocitelor la intestinul subțire și colon la șobolan în timpul alimentării enterale. J Parent Ent Nutr 1998; 22: 259-267. [Link-uri]

26. STEINER M, BOURGES HR, FREEMAN LS și colab .- Efectul foametei asupra compoziției tisulare a intestinului subțire la șobolan. Sunt J Physiol 1968; 269: C385-391. [Link-uri]

29. CHEN K, OKUMA T, OKAMURA K și colab. - Nutriția parenterală suplimentată cu glutamină îmbunătățește integritatea și funcția mucoasei intestinale la șobolanii endotoxemici. J Parent Ent Nutr 1994; 18: 167-171. [Link-uri]

30. WINDMUELLER HG - Utilizarea glutaminei de către intestinul subțire. Adv Enzymol 1982; 53: 201-237. [Link-uri]

31. BLAAUV I, DEUTZ NEP, VAN DER HULST RRWW și colab. - Depleția glutaminei și permeabilitatea intestinală crescută la șobolanii neanorectici, care nu pierd greutate, cu șobolani purtători de tumori. Gastroenterologie 1997; 112: 1218-1226. [Link-uri]

Primit pentru publicare la 26/05/00

De la Laboratorul de Chirurgie Pediatrică (LIM-30) și Diviziile de Patologie, Spitalul das Clínicas, Facultatea de Medicină, Universitatea din São Paulo.

Totul din această perioadă, excel acolo unde este identificat, este licențiat sub o licență Creative Commons