अमीनो एसिड और मधुमेह गुर्दे की बीमारी के मेटाबोलिक होमियोस्टैसिस -25% इचिनाकोसाइड सिस्टैंच

अमूर्त:मधुमेह गुर्दे की बीमारी(डीकेडी) मधुमेह के 25-40% रोगियों में होता है। डीकेडी वाले व्यक्तियों में इसके बढ़ने का काफी जोखिम होता हैअंतिम चरण की किडनी की बीमारीअस्वस्थता और नश्वरता। वर्तमान में, हालांकि गहन ग्लूकोज कम करने और सख्त रक्तचाप नियंत्रण से गुर्दे की कार्यप्रणाली में गिरावट को रोका जा सकता है, लेकिन इन मौजूदा उपचारों ने गुर्दे की प्रगति को रोकने में कोई लाभकारी प्रभाव नहीं दिखाया है।किडनी खराब. हाल ही में, रक्त शर्करा और दबाव को नियंत्रित करने के अलावा, डीकेडी के प्रबंधन के लिए आहार संबंधी दृष्टिकोण की सिफारिश की गई है। अमीनो एसिड (एए) बायोमार्कर और कारण कारक दोनों हैंडीकेडीप्रगति. एए होमियोस्टैसिस गुर्दे की हेमोडायनामिक प्रतिक्रिया और ग्लोमेरुलर हाइपरफिल्ट्रेशन परिवर्तन में योगदान देता हैमधुमेह के रोगी. यह समीक्षा प्रगतिशील किडनी डिसफंक्शन और हिस्टिडीन, ट्रिप्टोफैन, मेथियोनीन, ग्लूटामाइन, टायरोसिन और ब्रांच्ड-चेन एए के चयापचय होमियोस्टैसिस के बीच संबंधों पर चर्चा करती है। इसके अलावा, हम कार्य-कारण और संभावित तंत्र पर ध्यान देने के साथ, डीकेडी प्रगति पर विशेष मेटाबोलाइट्स के विनियमन प्रभावों पर जोर देते हैं। यह पेपर हाइपरग्लेसेमिया की स्थिति में डीकेडी के जोखिमों को कम करने के लिए एए होमोस्टैसिस के सहवर्ती प्रबंधन के साथ एक अनुकूलित प्रोटीन आहार रणनीति की पेशकश कर सकता है।

कीवर्ड: अमीनो एसिड; चयापचय होमियोस्टैसिस; मेटाबोलाइट्स;मधुमेह गुर्दे की बीमारी; आंतों की सूक्ष्म पारिस्थितिकी

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1 परिचय

मधुमेह गुर्दे की बीमारी (डीकेडी) को मुख्य रूप से गंभीर मधुमेह माइक्रोवैस्कुलर जटिलता के रूप में पहचाना गया है, जो मधुमेह से पीड़ित लगभग 40% लोगों को प्रभावित करती है [1,2]। डीकेडी इसके लिए प्रमुख जोखिम कारक हैअंतिम चरण की किडनी की बीमारी(ईएसकेडी) और मधुमेह मृत्यु दर। हाल ही में, चूंकि डीकेडी का प्रसार लगातार बढ़ रहा है, डीकेडी के कारण होने वाले ईएसकेडी के रोगियों की संख्या अपरिवर्तनीय समापन बिंदु के साथ बढ़ रही है, और ध्यान देने योग्य बात यह है कि गुर्दे की जीवित रहने की दर {{0}वर्ष और 5-वर्ष है। चीन में एक छोटे पैमाने के नैदानिक ​​पूर्वानुमान मूल्यांकन अध्ययन में क्रमशः 74.5% और 22.6% थे [3]। वर्तमान में, नैदानिक ​​चिकित्सा और पोषण रणनीतियाँ मुख्य रूप से रक्त ग्लूकोज नियंत्रण, रक्तचाप नियंत्रण, लिपिड नियंत्रण और आहार प्रबंधन पर ध्यान केंद्रित करती हैं [4]। इनमें, आहार प्रबंधन गुर्दे की कार्यप्रणाली में गिरावट को रोकने और डीकेडी को ईएसकेडी तक बढ़ने से रोकने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है [5]।

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अमीनो एसिड (एए), प्रोटीन के मूलभूत घटकों के रूप में, ऊर्जा और चयापचय होमियोस्टैसिस के मॉड्यूलेशन में महत्वपूर्ण सिग्नलिंग अणु हैं [6]। इसके साक्ष्य बढ़ते जा रहे हैंगुर्दा कार्यएए चयापचय होमियोस्टैसिस पर, जिसमें एए संश्लेषण, गिरावट, निस्पंदन, पुनर्अवशोषण और मूत्र उत्सर्जन शामिल है [7]। इसके विपरीत एए होमियोस्टैसिस का विघटनकिडनी पर प्रभाव डालता हैएए चयापचय। इस व्यवधान के जवाब में, सापेक्ष सेलुलर सिग्नलिंग पाथवे नेटवर्क का एक विकार प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से डीकेडी के विकास को प्रेरित करता है [8]। एक ओर, प्लाज्मा में कार्यात्मक एए स्तर का विकार मधुमेह रोगियों में गुर्दे की शिथिलता को दर्शाता है; दूसरी ओर, एए चयापचय होमियोस्टैसिस में गड़बड़ी हानिकारक चयापचयों के असामान्य संचय या चयापचय एंजाइमों के सक्रियण का कारण बनती है, जो ऑक्सीडेटिव तनाव, सूजन, फाइब्रोसिस और एपोप्टोसिस जैसे डीकेडी प्रगति में सेलुलर सिग्नलिंग को ट्रिगर कर सकती है। इस प्रकार, हाइपरग्लेसेमिया के तहत गुर्दे के कार्य को सुनिश्चित करने के लिए एए और उनके मेटाबोलाइट्स को उचित स्तर पर प्रसारित करना आवश्यक है।

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एए में परिवर्तनों को समझने और प्रतिक्रिया देने की क्षमता शरीर में एक जटिल नियामक नेटवर्क के माध्यम से मध्यस्थ होती है। एए की प्रचुरता या कमी का पता हमेशा रैपामाइसिन कॉम्प्लेक्स 1 (एमटीओआरसी1), सामान्य नियंत्रण नॉनडेरेप्रेसिबल 2 (जीसीएन2), या फ़ाइब्रोब्लास्ट ग्रोथ फैक्टर 21 (एफजीएफ21) सिग्नलिंग पाथवे [9] के यंत्रवत लक्ष्य के माध्यम से विभिन्न सेंसर के साथ लगाया जाता है। उदाहरण के लिए, कुछ एए, जैसे कि ल्यूसीन और आर्जिनिन, को सीधे तौर पर महसूस किया जाता है [10], जबकि अन्य, जैसे कि मेथिओनिन, को उनके मेटाबोलाइट्स [11] के रूप में महसूस किया जाता है। इसलिए, केवल एए का एक सख्त कम-प्रोटीन आहार कई पोषण संबंधी जोखिमों को प्रेरित कर सकता है जिसके परिणामस्वरूप डीकेडी रोगियों में गुर्दे की सुरक्षा के लिए लाभ के बजाय कार्यात्मक एए की कमी हो सकती है [12]। इसके विपरीत, अतिरिक्त प्रोटीन का सेवन न केवल गुर्दे के चयापचय बोझ को बढ़ा सकता है, बल्कि शरीर के तरल पदार्थों में संचित यूरेमिक विषाक्त पदार्थों के माध्यम से सक्रिय गुर्दे की शिथिलता के जोखिम को भी बढ़ा सकता है। जैसा कि सर्वविदित है, उल्लेखनीय रूप से भिन्न संरचना प्रोफ़ाइल और मधुमेह के रोगियों में बिगड़ा हुआ आंत्र अवरोध के कारण आंत की माइक्रोबियल विविधता कम हो जाती है, जो एक हानिकारक यूरेमिक परिस्थिति में योगदान करती है [13,14]। इस प्रकार, यूरेमिक टॉक्सिन डीकेडी की व्याख्या में एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में उभरे हैं। एए चयापचय इंडोक्सिल सल्फेट (आईएस), फिनाइल सल्फेट (पीएस), और इमिडाज़ोल प्रोपियोनेट (आईएमपी) [15,16] जैसे यूरेमिक विषाक्त पदार्थों के सबसे महत्वपूर्ण स्रोतों में से एक है।

डीकेडी प्रगति में एए मेटाबोलिक होमोस्टैसिस और इन एए के मेटाबोलाइट्स के योगदान के बारे में बढ़ती जागरूकता के बावजूद, यंत्रवत लिंक में अभी भी पर्याप्त सबूत का अभाव है। इस समीक्षा में, हम: (1) प्रगतिशील के बीच संबंधों पर चर्चा करते हैंगुर्दे की शिथिलताऔर एए चयापचय होमियोस्टैसिस; (2) कार्य-कारण और संभावित तंत्र पर ध्यान देने के साथ डीकेडी प्रगति पर विशेष मेटाबोलाइट्स के विनियमन प्रभावों को सत्यापित करें; (3) खराब डीकेडी पूर्वानुमान की तत्काल मांगों को पूरा करने के लिए एए चयापचय से संभावित जैविक मार्करों को सारांशित करें; (4) अनुकूलित प्रोटीन-आहार चिकित्सा के लिए संभावनाओं की अपेक्षा करें

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2. आंत में हिस्टिडाइन और माइक्रोबियल रूप से उत्पादित इमिडाज़ोल प्रोपियोनेट

हिस्टिडाइन मनुष्यों के लिए एक सशर्त आवश्यक एए है, और हिस्टिडाइन से भरपूर आहार स्रोतों में बीन्स, पनीर, बीफ, चिकन और केले शामिल हैं। अवशोषण के बाद, हिस्टिडीन अपचय का प्रमुख मार्ग हिस्टिडीन डिकार्बॉक्साइलेज़ और हिस्टिडीन अमोनिया-लायसेज़ के माध्यम से डीकार्बाक्सिलेशन और डीमिनेशन से शुरू होता है, जिससे मिथाइल इमिडाज़ोल एसिटिक एसिड, इमिडाज़ोल एसीटेट, ग्लूटामेट, आईएमपी और सीस-यूरोकेनेट [17,18] का उत्पादन होता है। हिस्टिडाइन की बायोएक्टिविटीज़ को आमतौर पर मुक्त कण सफाई और एलडीएल कोलेस्ट्रॉल ऑक्सीकरण की रोकथाम के रूप में रिपोर्ट किया जाता है [19]। क्लिनिकल सेटिंग में डीकेडी रोगियों के लिए कम प्रोटीन वाले आहार की सिफारिश की जाती है। हालाँकि, हिस्टिडीन को रोगियों के लिए एक आवश्यक एए के रूप में सुझाया गया हैदीर्घकालिक वृक्क रोग(सीकेडी)। सीकेडी विषयों में प्रोटीन-ऊर्जा अपशिष्ट, सूजन और ऑक्सीडेटिव तनाव को रोकने में हिस्टिडाइन अनुपूरण फायदेमंद प्रतीत होता है [20], जबकि हिस्टिडाइन-व्युत्पन्न आईएमपी जो आंत माइक्रोबायोटा द्वारा चयापचय किया जाता है, चिकित्सकीय रूप से सूजन आंत्र रोग और चयापचय सिंड्रोम के संकेतक के रूप में पहचाना जाता है। 21]. यह पुष्टि की गई है कि आईएमपी उच्च-हिस्टिडाइन-पोषित चूहों में एमआईआर -146 बी/नॉच 1 मार्ग के माध्यम से आंतों में सूजन पैदा करता है और आंतों की बाधा को नुकसान पहुंचाता है [22]। मधुमेह की परिस्थितियों में, आईएमपी को इंसुलिन प्रतिरोध को प्रेरित करने और मधुमेह रोग प्रक्रिया में भाग लेने के लिए देखा जाता है (चित्र 1)।

चित्र 1. स्वास्थ्य और रोग में हिस्टिडीन चयापचय का आंत माइक्रोबायोटा विनियमन। स्वस्थ अवस्था में, हिस्टिडाइन को मुख्य रूप से मिथाइल इमिडाज़ोल एसिटिक एसिड, इमिडाज़ोल एसीटेट, ग्लूटामेट और सीस-यूरोकेनेट में चयापचय किया जाता है, जबकि मधुमेह अवस्था में, आंत माइक्रोबायोटा के डिस्बिओसिस के कारण, मधुमेह से जुड़े बैक्टीरिया द्वारा हिस्टिडीन से आईएमपी का उत्पादन होता है। आम तौर पर, हिस्टिडीन के शारीरिक लाभों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है, जैसे कि हाइड्रॉक्सिल रेडिकल और सिंगलेट ऑक्सीजन स्केवेंजिंग और सीकेडी रोगियों में सूजन-रोधी और एंटीऑक्सीडेंट तनाव से सुरक्षा। हालाँकि, बृहदांत्रशोथ की स्थिति में, आईएमपी की पुष्टि की गई है कि यह आंतों में सूजन उत्पन्न करता है और एमआईआर -146बी/नॉच1 अक्ष के निषेध के माध्यम से आंतों की बाधा को ख़राब करता है। टाइप 2 मधुमेह की स्थिति के तहत, आईएमपी को इंसुलिन-सिग्नलिंग मार्ग के दमन और सूजन और ऑक्सीडेटिव तनाव मार्गों की उत्तेजना के माध्यम से ग्लूकोज सहिष्णुता को कम करने के लिए प्रदर्शित किया गया था। इसके अतिरिक्त, आईएमपी टीएल आर4 पाथवे के सक्रियण के माध्यम से डीकेडी प्रगति के साथ जुड़ा हुआ है। संक्षिप्त रूप: एडीएच, अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज?डीएओ, डायमाइन ऑक्सीडेज; एचएएल, हिस्टिडीन अमोनिया-लायस; एचडीसी, हिस्टिडाइन डिकार्बोक्सिलेज़; हुतु, यूरोकेनेज जीन: एमएओ, मोनोमाइन ऑक्सीडेज: एनएफ-केबी, परमाणु कारक-केबी; टीजीएफ-बी1, परिवर्तनकारी वृद्धि कारक 31: उर्डा, यूरोकेनेट रिडक्टेस: यूवी पराबैंगनी

एक लक्षित मेटाबोलाइट विश्लेषण ने टाइप 2 मधुमेह रोगियों और आनुवंशिक रूप से मधुमेह चूहों [23] में आईएमपी की उच्च प्लाज्मा सांद्रता दिखाई। एक और यंत्रवत अध्ययन ने बाद में स्पष्ट किया कि आईएमपी ने पी38 /पी62/एमटीओआरसी1-आश्रित मार्ग [23] के सक्रियण के माध्यम से इंसुलिन-रिसेप्टर सब्सट्रेट-मध्यस्थता वाले इंसुलिन सिग्नलिंग को बाधित किया और पी38 /एक्ट के सक्रियण के माध्यम से मेटफॉर्मिन-प्रेरित एएमपीके फॉस्फोराइलेशन को दबा दिया। -निर्भर मार्ग [24] (चित्र 1)। सबसे विशेष रूप से, यह हिस्टिडीन के सेवन के बजाय हिस्टिडीन का परिवर्तित माइक्रोबियल चयापचय है, जो आईएमपी की पीढ़ी के माध्यम से टाइप 2 मधुमेह में योगदान देता है। नतीजतन, बैक्टेरॉइड्स 2 एंटरोटाइप्स [25] वाले विषयों में सीरम आईएमपी के स्तर में वृद्धि देखी गई है। इस मानव एंटरोटाइप को कम माइक्रोबायोम जीन समृद्धि और प्रिनफ्लेमेटरी माइक्रोबायोटा संरचना से जोड़ा गया है, जो डीकेडी चूहों में भी होता है [26]। कुल मिलाकर, डीकेडी के मरीज़ लंबे समय तक पुरानी सूजन से पीड़ित होते हैं, आंशिक रूप से आंत माइक्रोबायोटा के मधुमेह संबंधी डिस्बिओसिस के कारण। अव्यवस्थित हिस्टिडीन चयापचय के पहलू से, मधुमेह प्रगतिशील गुर्दे की शिथिलता के विकास में निम्न-श्रेणी की सूजन बढ़े हुए परिसंचारी आईएमपी स्तरों से जुड़ी होने की संभावना है। नवीनतम अध्ययन में, आईएमपी को मेसेंजियल कोशिकाओं पर हानिकारक प्रभाव डालने के लिए सत्यापित किया गया था जो डीबी/डीबी चूहों में टोल-लाइक रिसेप्टर 4 (टीएलआर 4) के सक्रियण के माध्यम से डीकेडी की प्रगति को बढ़ाता है [27]। इस प्रकार, संभावित डीकेडी रोगियों के लिए आंत के माइक्रोबायोटा संतुलन को बनाए रखना और आंतों के अवरोध को पहले से ही सुरक्षित रखना आवश्यक है, जिससे आंतों के रिसाव से आईएमपी जैसे हानिकारक परिसंचारी मेटाबोलाइट्स को कम करने का लक्ष्य प्राप्त किया जा सके। महत्वपूर्ण बात यह है कि डीकेडी रोगियों की कार्यात्मक मांग को पूरा करने के लिए हिस्टिडीन का सेवन सुनिश्चित किया जाना चाहिए। हालाँकि, आंत माइक्रोबियल मॉड्यूलेशन के साथ या उसके बिना मधुमेह और डीकेडी रोगियों के क्लिनिक हिस्टिडाइन मेटाबोलॉमिक्स का और अधिक मूल्यांकन करने की आवश्यकता है।

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