Homeostasis Metabolik Asid Amino Dan Penyakit Buah Pinggang Diabetik-25% Echinacoside

7. Asid Amino Rantaian Bercabang

Asid amino rantai bercabang (BCAA) leucine, isoleucine, dan valine adalah semua AA penting yang hanya boleh disintesis oleh bakteria, tumbuhan dan kulat, dan juga boleh diperoleh daripada diet dada ayam, daging lembu, tuna, kekacang dan ceri. Berbeza dengan majoriti AA, BCAA ditukar kepada asid -keto rantai bercabang (BCKA) dalam otot rangka dan kemudian dilepaskan ke dalam peredaran sistemik [72]. BCAA terkenal dengan peranan penting mereka dalam menggalakkan sintesis otot-protein dan modulasi metabolisme tenaga semasa senaman, yang kedua-duanya dimediasi melalui pengaktifan laluan isyarat mTOR [73]. BCAA tambahan sama ada bertindak sebagai isyarat pemakanan utama atau pengawal selia metabolik untuk homeostasis glukosa, tindak balas imun dan perkembangan usus. Juga perlu diperhatikan adalah bahawa suplemen BCAA amat diperlukan untukdiabetes jenis 2pesakit dengan permulaandisfungsi buah pinggang[74]. BCAA telah dilaporkan untuk melawantekanan oksidatifdi dalambuah pinggang pesakit kencing manistikus danmengurangkan kecederaan buah pinggang kencing manis, sepertihipertrofi glomerular, yang kebanyakannya diantarkan melalui laluan JNK/TGF- 1/MMP-9 [75] (Rajah 6).

KLIK DI SINI UNTUK MENDAPATKAN 25% Echinacoside DAN 9% ACTEOSIDE(VERBASCOSIDE) CISTANCHE UNTUK BUAH PINGGANG

Walaupun manfaat BCAA dalam kesihatan metabolik, kajian juga telah mengakui bahawa gangguan homeostasis BCAA menyumbang kepada keadaan patologi diabetes dalam model haiwan obesiti dan diabetes [76]. Secara klinikal, paras BCAA plasma tinggi yang kuat didapati pada pesakit diabetes [77]. Di bawah keadaan glukosa tinggi, keupayaan pecahan protein otot adalah lebih kuat daripada pengoksidaan BCAA; digabungkan dengan hipoksia yang serius akibat keradangan dan tekanan ER, ia mengakibatkan katabolisme penindasan BCAA [73]. Sementara itu, dysbiosis mikrob usus diabetik yang disebabkan oleh rintangan insulin juga menangkap metabolisme degradasi BCAA [78,79]. Katabolisme BCAA yang diubah kebanyakannya terhasil daripada aktiviti enzimatik yang diubah oleh dua enzim pertama: aminotransferase rantai bercabang (BCAT) dan dehidrogenase asid keto rantai bercabang (BCKD). Dalam tikus DIO, tahap BCAA / BCKA yang tinggi menindas pengaktifan Akt2 dan menggalakkan kemerosotan yang bergantung kepada ubiquitin-proteasome Akt2 melalui laluan mTORC2, bergantung kepada ligase E3 Mul1, akhirnya membawa kepada gangguan metabolik glukosa dan lipid hepatik yang serius dan rintangan insulin yang teruk dalam hati [80]. Apabila diabetes berkembang dan DKD berlaku, paras BCAA plasma mula menurun. Selagi hiperinsulinemia jangka panjang membuat insulin mendorong upregulasi kompleks BCKD dan defosforilasi BCKD, BCAA menurun, membawa kepada perkembangan DKD dalam model tikus nefrectomy 5/6 [81] (Rajah 6). Secara keseluruhannya, menyasarkan metabolisme BCAA mungkin membantu mencegah bukan sahaja perkembangan gangguan metabolik glukosa dan lipid yang teruk tetapi juga disfungsi buah pinggang yang progresif, terutamanya pada pesakit diabetes.

Rajah 6. Peranan BCAA dan metabolisme degradasinya dalam kesihatan dan penyakit. Tindak balas transaminasi boleh balik katabolisme BCAA kebanyakannya berlaku pada otot rangka. Selepas BCKA dilepaskan semula ke dalam peredaran, kebanyakannya didekarboksilasi secara oksidatif dalam hati. Dalam keadaan kesihatan, suplemen BCAA mengekalkan sintesis protein, metabolisme tenaga, homeostasis glukosa, tindak balas imun, perkembangan usus, dan perlindungan buah pinggang. Dalam keadaan diabetes, tahap BCAA yang berlebihan, digabungkan dengan dysbiosis mikrob usus, akan menyumbang kepada hiperglikemia dan hiperinsulinemia. Sebaliknya, tahap BCAA yang rendah akan menjana penurunan fungsi buah pinggang. Singkatan: BCKDC, kompleks BCKDC; JNK, c-Jun N-terminal kinase; MMP-9, matriks metalloproteinase-9.

8. Perbincangan dan Jangkaan Prospek Masa Depan

Seperti yang diketahui untuk nutrien penting, AA terlibat dalam penyelenggaraan dan pengawalseliaan homeostasis metabolik. Dalam keadaan biasa, pengambilan jumlah AA yang betul memainkan peranan yang bermanfaat dalam mengekalkan fungsi badan, seperti sintesis protein dan hormon polipeptida, keseimbangan tenaga, pengawalan glukosa dan metabolisme lipid. Kajian ini meringkaskan faedah beberapa AA. Pada manusia, histidine boleh memainkan satuanti-radang, antioksidan, danperanan pelindung buah pinggang; triptofan boleh mengawal metabolisme glukosa; glutamin boleh mengekalkan tahap glikogen darah; dan BCAA boleh menahan tekanan oksidatif dan mengurangkan kerosakan buah pinggang dalam diabetes. Tambahan pula, tryptophan menunjukkan kesan perlindungan pada kecederaan penghalang usus secara in vitro, metionin berguna untuk rintangan tekanan oksidatif secara in vitro dan pemulihan displasia buah pinggang janin yang disebabkan oleh kekurangan zat makanan pada tikus hamil, dan glutamin dilaporkan menghalang tekanan oksidanitrosatif dan melindungi fungsi buah pinggang dalam Tikus yang disebabkan oleh STZ (Rajah 7)

Rajah 7. Mekanisme tindakan homeostasis metabolik AA yang diubah padaPerkembangan DKD, AA apabila metabolitnya (iaitu, IMP, IS, PS, dan Hcy) diaktifkantekanan oksidatif buah pinggang, tekanan ER, fibrosis keradangan, dan laluan isyarat relatif apoptosis, yang boleh menggalakkan kerosakan buah pinggang progresif di bawahkeadaan kencing manis. Singkatan: IGR, peraturan glukosa terjejas; IGT, toleransi glukosa terjejas; IR, rintangan insulin.

Walau bagaimanapun, fungsi AA juga bergantung kepada homeostasis metabolik. Faktor-faktor seperti pengambilan yang tidak sesuai, rintangan insulin dan ketidakseimbangan bakteria usus akan memusnahkan keseimbangan metabolik asal AA, menjadikannya kehilangan kesan berfaedahnya dan malah menyebabkan kerosakan kepada badan melalui menjadi faktor patogenik perkembangan DKD yang mendahului peringkat kajian eksperimen asas. Sebagai contoh, disebabkan oleh disbiosis mikrob usus diabetik, pengumpulan abnormal IMP produk perantaraan, yang diperoleh daripada histidin bukan sahaja merosakkan halangan usus dan mendorong keradangan tetapi juga menyebabkan rintangan insulin, memusnahkan toleransi glukosa, dan mungkin menjadi faktor utama yang membawa kepada DKD .

IS yang dihasilkan secara mikrob terhasil daripada tryptophan mengikat AHR sebagai ligan khusus dan merangsang laluan isyarat NF-κB p65/TGF- 1 untuk mendorong keradangan buah pinggang dan fibrosis. Gangguan metabolik metionin bukan sahaja menyebabkan gangguan metilasi DNA tetapi juga membawa kepada peningkatan yang tidak normal bagi perantaraan metabolik Cys dan Hcy, menyebabkan rintangan insulin, mendorong apoptosis sel tubular renal dan podosit, dan memburukkan lagi kerosakan fungsi buah pinggang. Pengambilan glutamin yang berlebihan akan menyebabkan keradangan buah pinggang dan fibrosis melalui pengaktifan GFPT. Disebabkan oleh gangguan usus, tirosin secara tidak normal ditukar kepada PS melalui metabolisme hati, yang boleh menyebabkan penebalan membran bawah tanah glomerular, pemusnahan podosit, keradangan vaskular, dan fibrosis, yang membawa kepada proteinuria. Katabolisme BCAA yang terganggu menyekat laluan isyarat insulin dan menyebabkan gangguan metabolisme glukosa dan lipid (Rajah 7). Ini boleh disemak untuk sama ada kesan positif atau buruk homeostasis metabolik AAs apabila berlaku dan perkembangan DKD. Ketidakseimbangan dalam metabolisme AA selalunya mengakibatkan peningkatan dalam metabolit beredar yang berbahaya, yang membawa kepada perubahan dalam laluan isyarat selular dan kemudian secara langsung atau tidak langsung mendorong perkembangan DKD. Walaupun kajian harus menumpukan pada penjelasan sasaran, pertimbangan tentang sambungan homeostasis metabolik AA yang berbeza pada spektrum untuk menerangkan patogenesis DKD adalah lebih kondusif untuk pemulihan metabolisme AA dan menyediakan strategi pemakanan yang lebih berkesan untuk rawatan klinikal DKD.

Dalam interaksi antara homeostasis metabolik AA dan DKD, dapat dilihat bahawa pengeluaran banyak metabolit berbahaya sangat dipengaruhi oleh gangguan halangan usus dan gangguan mikrobiota usus [82,83]. Di bawah keadaan diabetes, kelimpahan bakteria usus berkurangan dengan ketara, struktur bakteria usus berubah, dan perkadaran Bacteroides/Firmicutes phyla diubah [84]. Pada masa yang sama, satu siri analisis omik metabolit mikrob usus juga menunjukkan bahawa banyak toksin uremik dihasilkan dalam keadaan ini. Oleh kerana pemusnahan mikrobiota usus, tindak balas imun meningkat, dan dengan itu fungsi penghalang saluran usus secara beransur-ansur rosak, mengakibatkan kebocoran berterusan toksin dari saluran usus ke dalam peredaran darah. Kumpulan nitrogen AA akhirnya dimetabolisme dan dibersihkan oleh buah pinggang, yang bermaksud bahawa jika halangan usus dan mikrobiota usus tidak dipulihkan dengan berkesan dalam peringkat diabetes, beban buah pinggang akhirnya akan meningkat, menyebabkan disfungsi buah pinggang progresif. Oleh itu, kertas kerja ini mengkaji kesan toksin yang dihasilkan secara mikrob, yang diperoleh daripada AA, pada pembangunan DKD, dan juga menunjukkan laluan isyarat selular yang berpotensi yang mereka perantara untuk menyebabkan kecederaan buah pinggang. Secara kolektif, adalah penting bagi pesakit diabetes untuk memberi perhatian untuk melindungi halangan usus mereka dan memodulasi mikrobiota usus mereka untuk membantu mengurangkan kebocoran usus metabolit berbahaya pada peringkat awal dan lebih baik mencegah komplikasi diabetes dan DKD dari perspektif pemakanan.

Kekurangan biomarker diagnostik sedia ada, seperti kreatinin darah biasa, nitrogen urea, cystatin C serum, dll., telah menjadi semakin ketara. Secara klinikal, tahap kreatinin darah didapati sangat terdedah kepada faktor dalaman dan luaran seperti pengambilan protein dan perbezaan ubat dan metabolik pesakit [85]. Nitrogen urea darah sangat terdedah kepada nefritis [86]. Kekurangan semasa memberi kesan kepada ketepatan diagnosis dan kekurangan bukti status pemakanan. Mengikut pautan antara homeostasis AA dan kemajuan DKD, beberapa biomarker berpotensi, seperti IMP, IS, Hcy, dan PS, yang dinyatakan di atas, nampaknya digunakan untuk diagnosis klinikal DKD. Ketidakseimbangan dalam kepekatan plasma atau perkadaran AA dalam badan juga boleh digunakan untuk ramalan dan diagnosis penyakit. Contohnya, valine, Cys, N-acetyl aspartate, isoleucine, asparagine, betaine, dan L-metionine mungkin merupakan faktor utama perkembangan pesakit diabetes jenis 2 kepada DKD, manakala paras histidin plasma dan valine yang menurun boleh digunakan untuk membezakan pesakit DKD. daripada pesakit diabetes jenis 2 dan kawalan sihat [8,87]. Khususnya, telah dijelaskan bahawa BCAA dan metabolit yang berkaitan diiktiraf sebagai biomarker berpotensi obesiti, rintangan insulin, diabetes jenis 2, dan penyakit kardiovaskular dalam kohort manusia [88,89]. Selain itu, ia juga telah disahkan bahawa modulasi katabolisme BCAA membantu dalam peningkatan perkembangan diabetes [90], yang selanjutnya dibentangkan oleh perencatan natrium/glukosa cotransporter 2 [91,92]. Perubahan dalam homeostasis metabolik AA dalam perkembangan diabetes dijangka digunakan untuk ramalan dan diagnosis DKD. Malah, analisis integratif biomarker metabolit, termasuk valine, leucine, isoleucine, proline, tyrosine, lysine, glutamat, glycine, alanine, palmitic acid, 2-asid aminoadipic serine, dan citrulline, telah ditubuhkan untuk diagnosis klinikal dan rawatan prediabetes dan diabetes jenis 2 [93,94]. Pada masa kini, mengambil kesempatan daripada pembelajaran mesin untuk menganalisis data besar daripada genomik, epigenetik, transkriptomi, proteomik dan metabolomik dalam aplikasi klinikal dunia sebenar memberikan peluang yang baik untuk membangunkan berbilang biomarker dan mengelakkan turun naik maklumat bagi biomarker tunggal atau terpencil mengenai kecekapan penilaian keseluruhan. Untuk ramalan klinikal dan diagnosis perkembangan DKD, mungkin lebih sesuai untuk menjalankan penilaian komprehensif berdasarkan spektrum homeostasis AA dan keseluruhan keadaan metabolisme.

Secara keseluruhan, untuk pesakit denganCKD yang tidak bergantung kepada dialisis, sebagai tambahan kepada pengambilan protein diet yang dinasihatkan sebanyak 0.8 g/kg berat badan/hari yang disyorkan oleh pakar [95], peranan homeostasis metabolik AA harus dipertimbangkan secara menyeluruh. Sebagai contoh, adalah sesuai untuk pesakit DKD menambah histidin dan BCAA dan mengehadkan pengambilan triptofan, metionin, glutamin dan tirosin. Pada masa yang sama, kita juga perlu memberi perhatian kepada perkadaran AA, dan sentiasa mengoptimumkan diet protein.

Sumbangan Pengarang: LL dan QC menyumbang kepada penggubalan artikel ini. QC dan TW menyumbang kepada perbincangan ini. LL, JX, ZZ, DR, YW, DW, YZ, SZ, QC dan TW semuanya telah menyemak semula manuskrip ini secara kritis untuk kandungan intelektual yang penting dan meluluskan versi akhir untuk diterbitkan. LL, QC dan TW bertanggungjawab ke atas integriti kerja ini secara keseluruhan. Semua pengarang telah membaca dan bersetuju dengan versi manuskrip yang diterbitkan.

Pembiayaan: Kerja ini dibiayai oleh Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China (No. 81873100) dan Projek Penyelidikan Saintifik Jawatankuasa Pendidikan Tianjin (No. 2021KJ133).

Penyata Lembaga Semakan Institusi: Tidak berkenaan.

Kenyataan Persetujuan Termaklum: Tidak berkenaan.

Konflik Kepentingan: Pengarang mengisytiharkan tiada konflik kepentingan.

Rujukan

1. Penyakit Buah Pinggang: Meningkatkan Hasil Global (KDIGO) Kumpulan Kerja Diabetes. Garis panduan amalan klinikal KDIGO 2022 untuk pengurusan diabetes dalam penyakit buah pinggang kronik.Buah Pinggang Int.2022, 102, S1–S127. [CrossRef]

2. Persatuan Diabetes Amerika. Pengenalan: Standard penjagaan perubatan dalam diabetes-2022.Penjagaan Diabetes2022, 45, S1–S2. [CrossRef] [PubMed] 

3. Tu, X.; Luo, N.; Lv, Y.; Wang, B.; Li, Y. Model penilaian prognostik pesakit nefropati diabetik.Ann. Palliat. Med.2021, 10, 6867–6872. [CrossRef] [PubMed] 

4. Vartak, T.; Godson, C.; Brennan, E. Potensi terapeutik pengantara pro-penyelesaian dalam penyakit buah pinggang diabetes.Adv. Dadah Deliv. Rev.2021, 178, 113965. [CrossRef] [PubMed] 

5. Cortinovis, M.; Perico, N.; Ruggenenti, P.; Remuzzi, A.; Remuzzi, G. Hiperfiltrasi glomerular.Nat. Rev. Nephrol.2022, 18, 435–451. [CrossRef] [PubMed] 

6. Md Dom, Z.; Satake, E.; Skupien, J.; Krolewski, B.; O'Neil, K.; Willency, J.; Dillon, S.; Wilson, J.; Kobayashi, H.; Ihara, K.; et al. Protein yang beredar melindungi daripada penurunan buah pinggang dan perkembangan kepada penyakit buah pinggang peringkat akhir pada pesakit diabetes.Sci. Terjemahan Med.2021, 13, eabd2699. [CrossRef] 

7. Soultoukis, G.; Partridge, L. Protein pemakanan, metabolisme, dan penuaan.Annu. Rev. Biochem.2016, 85, 5–34. [CrossRef] 8. Zhu, H.; Bai, M.; Xie, X.; Wang, J.; Weng, C.; Dai, H.; Chen, J.; Han, F.; Lin, W. Metabolisme asid amino terjejas dan kaitannya dengan perkembangan penyakit buah pinggang diabetes dalam diabetes mellitus jenis 2.Nutrien2022, 14, 3345. [CrossRef] 

9. Hu, X.; Guo, F. Penderiaan asid amino dalam homeostasis metabolik dan kesihatan.Endokr. Rev.2021, 42, 56–76. [CrossRef]

10. Yuskaitis, C.; Modasia, J.; Schrötter, S.; Rossitto, L.; Groff, K.; Morici, C.; Mithal, D.; Chakrabarty, R.; Chandel, N.; Manning, B.; et al. Mekanisme isyarat mTORC1 yang bergantung kepada DEPDC5-adalah kritikal untuk kesan anti-kejang puasa akut.Rep. Sel.2022, 40, 111278. [CrossRef] 

11. Fang, H.; Batu, K.; Wanders, D.; Forney, L.; Gettys, T. Asal-usul, evolusi, dan masa depan sekatan metionin diet.Annu. Rev. Nutr.2022, 42, 201–226. [CrossRef] [PubMed]

12. Hijau, C.; Lamming, D.; Fontana, L. Mekanisme molekul sekatan pemakanan yang menggalakkan kesihatan dan umur panjang.Nat. Rev. Mol. Biol Sel.2022, 23, 56–73. [CrossRef] [PubMed]

Perkhidmatan Sokongan:

E-mel:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel:+86 15292862950

Kedai:

https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop