© Masson, Paris. ARTICLE Ann. Fr. Anesth. Reanim., 6 • 178-181, 1987 ORIGINAL

Conditions de realisation et stabilite de mesure des syntheses proteiques a I'aide de la glycine chez les patients de reanimation

Feasibility and reproducibility of the measurement of protein synthesis with 15N glycine in intensive care patients

G. FRAN(~OIS *, F. ROSI~ **, J.P. REYNIER ***, J.C. DUMONT *

* D6partement d'Anesth6sie-Reanimation, CH Ttmone Adultes, F 13385 Marseille C6dex 05 ** Cernep Synthelabo, Le Plessis-Robinson

*** Laboratoire de Pharmacie Galemque, UER de Pharmacie de Marseille

Rt~$UME~ : Le taux de renouvellement prot6Ique total, les taux de synthese protdique et de protdolyse ont 6t6 calculds ~ partxr d'une injection unique de 15N glycme en mesurant l'enrichissement en 15N de l'ammomaque urinalre. Les mesures ont 6t6 rdalisdes deux fois 'a 24 h d'intervalles chez deux patients, traumatises crfiniens graves, sous un apport calonque constant. Les vananons entre les deux valeurs obtenues pour chacun des parametres sont comprises entre 6 et 9 %, affirmant la reproductIbilit6 de la technique sur une p6node de temps breve. Les valeurs de synthese prot61que, rapportdes au kilo de prods corporel et par 24 h, sont proches des valeurs retrouvdes dans la littdrature h la pdnode postop6ratoire. Par contre, en l'absence d'apport azot6, la prot6olyse est plus marqude que les valeurs rapport6es dans la littdrature. La part prise par le muscle (6valu6e "a partlr de l'excr6tlon urlnaire de 3-MH), dans la prot6olyse totale est de Fordre de 50 % en p6riode initiale et de 35 % apres plusleurs semaines d'6volution A la lumiere de ces rdsultats, la mesure des syntheses protdlques par cette technique chez les panents de r6animatlon apparait comme rdalisable. La rdpdtinon des mesures chez un marne sujet devra~t permettre d'dvaluer les effets d'une thdrapeunque ou d'un apport nutntionnel.

ABSTRACT The rates of mtrogen flux and protein synthesis in the whole body were measured in two intensive care (ICU) patients on two occasions separated by a period of 24 h. Rates of flux and synthesis were esnmated from 15N excretion in urinary ammonia after a slow injection of 15N glycine over a period of 1 h. The aim of the present study was to evaluate the feasibility and the reproducibility of the method. The variation of nitrogen flux was between 6 and 9 %, and for synthesis between 7 and 9 % Skeletal muscle protein breakdown was measured from urinary 3,methyl- histidine excretion. The muscle contribution to the whole body breakdown rate was 32 and 41% for one patient and 48 and 51% for the other one. The combination of measurement of 15N excretion after a single dose of 15N glycine with that of urinary 3,methylhlstldine provided a reproducible method for measuring whole body protein synthesis m ICU patients. It could be repeated at short intervals and gave useful comparative reformation prowded that conditions were carefully standardized.

La mesure des synth6ses protdiques ne s ' es t d6ve- lopp6e chez l ' h o m m e que depuis une dizaine d 'ann6es . Elle constitue une technique promet teuse , particuli6re- ment pour 6tudier les n iveaux m6tabol iques des malades ou pour juger de l ' adapta t ion d ' u n r6gime nutrit ionnel ~t une pathologie donnde. Le bilan azot6, mdthode de base pour apprdcier l ' e f f icaci t6 d ' u n rdgime protdique, foumi t un r6sultaf global de l '6qui l ibre azot6 de l ' o rgan isme, mais pas d ' in fo rmat ion sur les taux des synth6ses, de la prot6olyse et des f lux des substrats.

La mesure des syntheses protdiques en c l in ique humaine, surtout lorsqu ' i l s ' ag i t de patients de soins intensifs, requier t la mise en oeuvre de m6thodes simples, rapides du fait de l '6tat instable des patients, non ou peu agressives. Actue l lement , plusieurs techni- ques faisant usage d ' ac ides amin6s marauds avec un isotope stable (13C ou JSN) ont 6t6 proposdes. El les consistent, pour la plupart, h mesurer l ' en r ich i ssement isotopique d ' u n produit final du m6tabol isme azot6 (ur6e ou ammoniaque) apr6s administrat ion d ' une s imple dose

Requ le 27 d6cembre 1986; accept6 sous forme r6vis6e le 6 mars Tires a part : G. Franqols. 1987.

MESURE DES SYNTHESES PROTE~IQUES 179

ou d ' u n e pe r fu s ion en con t inu d ' u n 15N-amino acide. E n

vue d ' a p p l i c a t i o n s c l in iques , les m6 thodes avec une s imple pe r fus ion et la m e s u r e de l ' e n r i c h l s s e m e n t ~sotopique des p rodui t s t e r m i n a u x sur une co l lec te globale des u r m e s sont les plus aisdes h met t re en ~euvre, ta c o n d i t i o n q u ' i l ne soit pas perdu d ' u r i ne .

D ' u n po in t de vue pra t ique , le cho ix de l ' a m m o n i a q u e en tant que p rodu i t t e rmina l pr6sente des avan t ages pa r rapport ~t l ' u rde . Le pool de l ' a m m o n i a q u e es t pet i t et le taux de r e n o u v e l l e m e n t rap ide compar6 fi ce lu i de l 'u r6e . Les mesures p e u v e n t a ins i 8tre ef fectu6es sur des t e m p s courts et rdpdt6es de faGon f rdquente ( env i ron toutes les 12 h), l ' 61 imina t ion du :SN H3 6tant p re sque complb te dans cet in te rva l l e de t emps . Alns i la t e c h n i q u e ra ise au point par WATERLOW et coll . [7], u t i l i san t c o m m e t raceur une in j ec t ion un ique de 15N g lyc ine et l ' a m m o - n iaque ur ina i re c o m m e produi t f inal , para i t b i en adaptde pour les pa t i en t s de soins intensifs . B i en q u ' e l l e se soi t avdr6e r ep roduc t i b l e chez des sujets tdmoins [2], son appl ica t ion h des pa t ien ts de r6an ima t ion n ' a j a m a i s 6t6 rdalisde. La m e s u r e a donc 6t6 appl iqu6e ?~ deux repr i ses ~t 24 h d ' i n t e r v a l l e chez deux pa t ien ts de so ins in tens i fs afin d ' e n 6va lue r la reproduct ib i l i t6 .

SUJETS ET MI=THODES

Chez deux sujets jeunes, Vlctimes d'un traumat~sme crfinien grave (tableau I), les mesures ont 6t6 r6alisdes pr6cocement (patient G; 5 ~ et 6 ° jours apr6s le traumansme) ou tardwement

Tableau I. - - Caractenstiques des patients et des 16s~ons

Sexe Age Taille Polds L6sxons (ans) (era) (kg)

Patient G M 27 160 69 Trauma crfinien grave,

6volutlon favorable

Panent T M 18 175 57 Trauma cr~men grave,

coma prolong6

(pattent T; 30 ° et 31 c jours aprrs le traumahsme). Jusqu'h la pdriode d'dtude, les patients recevalent un support nutritionnel SUlvant le protocole utdls6 dans le service Pendant les 24 h prrc6dant l 'rtude et tout au long de celle-cl, ds ont re~u un apport glucldLque constant (15 kcal • kg-l . j-1 pour le patient G e t 30 kcat • kg-: • j l pour le patient T) ares1 que des 61ectrolytes, des ohgorldments et des vitamines. Seul l'apport protrlque avalt 6t6 mterrompu.

Mesure du taux de renouvellement prote~que total

Elle a 6t6 effectu6e h deux reprises ti 24 h d'lntervalle sur deux pdnodes de 12 h.

La ~SN glycme h 93 % d'ennchissement (CEA Saclay France) est raise en solution dans du sdrum physlologique h raison de

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200 mg pour 100 ml. La solutaon est flltr6e sur filtre 0,45 Ixm (Mdhpore), puis st6rdis6e en flacon h l'autoclave. Pour chaque d6termmation des synth6ses prot6~ques, le patient reGo~t une perfuslon de 200 mg de 15N glycme (soit 100 ml) en 1 h au moyen d'une pompe.

Les unnes sont collect6es dans des flacons renfermant de l'acxde ehlorhydrique 6N et du gluconate de chorhexldine. Les r6cipients, maintenus dans la glace, sont relirs hermrtiquement h la sonde, de faGon h 6viter tout contact des urines avec l 'air ambiant. La prise d'air est munle d'un filtre antlbactdrien. Pour les mesures des synthrses protr~ques, les urines sonts recueillies en quatre fractions de 3 h h partir du drbut de la perfusion de la :5N glycine. Entre les deux mesures, une fraction de 9 h (12 ° h 21 ° h) et une fractmn de 3 h sont collectres, cette dermrre servant h mesurer l'ennchissement de l'ammomaque 15N avant la deuxtrme mesure Hors de ces pdriodes, les urines sont prrlevres par diur~se de 24 h. pour les mesures d'azote total, de 3,mrthylhlst:dine (3,MH) et de crdatinine.

D6terminatlon de l ennchissement en 15N de l ammonlaque urlnaire

L'ammomaque urinalre est lSO16 dans l'acide sulfurique N/100. par arratlon pendant 2 h de l'urine alcahnis6e, par un 6gal volume de solution saturde en carbonate de potassium Les solutions acldes sont ensmte concentrdes par lyophyhsation. Pour les mesures de 15N, les 6chantillons contenant approx{manvement 0.3

0,5 mg d'azote, sous forme de SO4 (NH4)2, sont traltds avec de l'hypobromlte de lithmm pour libdrer l'azote, dans un appareil de Rlttenberg connect6 h un spectrom~tre de masse (Varian VG, Mlcromass 622).

Determination de I'azote total urinalre de la 3,mathylhlstidme et de la creatlnme urinaire

L'azote total dans les urines est mesur6 par une mtcrotechmque de Kjeldahl, la crdatinine urlnalre par une adaptation de la rractlon de Jaff6 sur un autoanalyseur Technicon. La 3,mrthylhistldlne est ddterminde h l'aide d'un analyseur d'acldes aminrs (Japan Electron and Optics Lab-JLC-6 AH) avec une colonne de rdsme sphrrique 6changeuse d'ions (Jeol-LCR 2). L'61UtlOn est faxte avec un tampon citrate de sodium, pH 4,25, h une tempdrature de 35 °C La rdvrlatlon des 61uats est falte en continu avec la nmhydrme.

Calcul des taux de synthese proteique

Le taux du flux d'azote est calcul6 h partir de l'rquation donnre par WATERLOW et coil [6] :

Q = (Ex/ex*) • d*

oh Q est le taux du flux d'azote en g/12 h, Ex l'excrrtlon de l'ammomaque en g/12 h, d* la quantlt6 d'azote isotoplque injectre (en g de 15N) et ex* la quantit6 d'isotope excrrtre dans les urines, sous forme d'ammomaque (en g/12 h)

Les taux de synthrse protrlque et de protrolyse sont calcul6s h partir de l'6quatlon.

Q = E j + S = I + P

ota El est la quantit6 d'azote total excrrt6e, S le taux de synthrse protrlque totale, I la quantit6 d'azote total injectre et P le taux de protrolyse totale (toutes les umt6s 6tant expnmres en g/12 h). Les patients ne recevant pas d'azote, I e s t nul et le taux de protrolyse totale est 6gal au flux de protrmes. Le facteur de 6,25 est utllis6

pour convertlr les grammes d'azote en grammes de protrines

23

180 G. FRANOOIS ET COLL

Tableau II. - - Excretion d azote, de 3,MH et de creatmme par 24 h

Azote 3,MH Cr6atlnlne 3,MH/ g • 24 h i gmol • 24 h 1 mmol - 24 h -1 crdatinine

Patient G

1-1 8,1 334 9,03 37,00 Jo 11,2 504 13,47 37,00 11 12,0 506 12,86 40,00

Patient T

J - 1 11,7 227 8,14 28,00 Jo 13,1 328 11,05 30,00 jl 13,9 330 11,12 32,00

Tableau III. - - Excretion d'azote, flux d azote, synthese proteique et proteolyse mesures & 24 h d intervalle

Excr6tlon Flux d'azote Synth~se Protdolyse d'azote (g ' 12 h -1) protdique (g" 12 h 1)

(g ' 12 h -1) (g" 12 h 1)

Patient G

I r~ mesure 6,37 20,64 89,2 129 2 e mesure 6,25 19,53 83,0 122

Patient T

1 r~ mesure 6,08 15,75 60,5 98,5 2" mesure 6,64 16,96 64,5 106

Calcul de la proteolyse muscula~re

It a 6t~ r6alis6 ~ partxr de l'excr6tlon de 3,MR, en postulant avec BILMAZES et coll. [1] que l'excrdtion de 4,3 lxmol de 3,MH correspond ~ la d6gradation de 1 gramme de protdines muscu- laires.

RF=SULTATS

Le tableau II rassemble les r6sultats des mesures d'excr6tion urinaire d'azote total, de 3,MH et de cr6atinine pendant les trois premiers jours de l'6tude. Le ta'Neau III fournit les valeurs de flux d'azote, de synth6se prot6ique et de prot6olyse au cours des deux p6nodes de 12 h de recueil des urines pour la mesure de l 'enrichissement de l 'ammoniaque en ~5N. Le tableau IV rapporte pour les m6mes pdriodes de 12 h l'excr6tion de 3,MH, les valeurs calculdes de protdolyse musculaire et le rapport protdolyse musculaire/prot6olyse totale.

DISCUSSION

Les valeurs de flux d'azote et de synth6se protdique obtenues chez ces deux patients sont relativement stables /t 24 h d'intervalle. Les variations sont respectivement de 6 et 7 % chez le patient G e t de 9 % pour les deux param6tres chez le patient T. Les variations admises

Tableau IV. - - Rapport de la prot~olyse musculalre (calculee a_ part~r de I excretion urinalre de 3,MH) a la proteolyse totale (calculee ~_ partir du taux de renouvellement proteique) etabh 24 h d'intervalle

3 ,MH P r o t 6 o l y s e Protdolyse (btinol - 12 h -I) musculaire musculaire/

(g. 12 h -l) prot6olyse totale (%)

Patient G 1 ~ mesure 279 66 51 2 < mesure 246 59 48

Patient T 1 ~ mesure 169 40 41 2 ~ mesure 144 34 32

d 'un jour ~t l 'autre chez les sujets t6moins sont du m6me ordre.

Les valeurs de synth6se prot6ique rapport6e au kilogramme de poids corporel et par 24 h sont respecti- vement de 2,58 et 2,40 g • kg -1 • j - i chez le patient G et de 2,12 et 2,26g • kg -1 • j -1 chez le patient T. Elles sont proches des valeurs mesur6es ~ la p6riode postop6- ratoire chez un groupe de six patients recevant 1,5 g de

MESURE DES SYNTHESES PROT¢:IQUES 181

prot6ines et 35 kcal par kilo et par jour, qui sont de 2 ,62+0,38 [5].

Par contre, les valeurs de protdolyse (3,73 et 3,53 g de protdines • kg -1 • j - 1 chez G; 3,45 et 3,71 g de protdines • kg-1 . j -1 chez T) sont plus 61ev6es que les va|eurs rapport6es dans le m~me travail aux 3 e et 10 e jours postopdratoires, respectivement de 3,12_+0,39 et de 2 ,50+0,32 . L 'absence totale d 'appor t azot6 pendant la p6riode d 'dtude chez les deux patients du pr6sent travail est dvidemment ~ l 'or igine de ce r6sultat. La part prise par le muscle darts la prot6olyse totale varie de 51 ~t 48 % chez un patient et de 41 ~t 32 % chez l 'autre. Ces r6sultats sont en accord avec le travail de LON6 et coll. [4], r6alis6 chez des traumatis6s, qui rapporte le chiffre de 40,4 % en moyenne, compar6 ~ 24,4 % chez des sujets contr61es.

La diffdrence entre les deux malades tient probable- ment au fait que les mesures ont 6t6 rdalisEes chez le patient T au 30 e jour apr6s le traumatisme, alors que le sujet avait perdu plus de 15 % de son poids initial en partie au ddtriment de sa masse musculaire [3]. La diff6rence d 'appor t calorique peut aussi jouer un r61e darts le niveau de prot6olyse moindre chez le patient recevant plus de calories.

En conclusion, la mesure des synth6ses prot6iques rdpdtde ~ 24 h d ' intervalle chez deux patients de rdanimation s 'es t av6r6e stable en fournissant des valeurs conforme h celles rapportEes dans la litt6rature. Sa r6alisation s6quentielle devrait permettre une meil- leure compr6hension des m6canismes du catabolisme

protdique postagressif, ainsi qu 'une 6valuation du support nutritionnel plus objective que celle des para- m~tres traditionnels.

BIBLIOGRAPHIE

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Deux groupes repartis par tirage au sort sont compares. 23 en nutrition parenterale et 23 en nutnt~on enterale par 16junostomle. La nutrition est entreprise le premier jour, la duree de surveillance maximale est de 14 jours. Les deux groupes sont homogenes en ce qui concerne I'&ge le sexe, I'ISS, les besoins energetiques de base est~mes et le nombre de lours de support nutnt~onnel. Une balance azotee negatwe et une anerg~e cutanee sont retrouvees dans les deux groupes de maniere non s~gnificativement differente Les comphca-

t~ons dues & la nutrition ont la m~me frequence, mais sont de nature diff~rente selon le type d ahmentatlon Le pronost~c global est le m~me pour les deux groupes, mals les co~3ts sont mf6neurs pour la nutnt~on enterale Au total, la nutntton enterale precoce est une methode simple, efflcace et moins coQteuse chez ies polytrauma- hses laparotomises

M. FREYSZ.