Modern Pediatrics. Ukraine. (2023). 7(135): 87-93. doi: 10.15574/SP.2023.135.87
Воробьева О. В.¹, Кривошеева В. В.^2
1ГУ «Институт педиатрии, акушерства и гинекологии имени академика Е.М. Лукьяновой НАМН Украины», г. Киев
²Донецкий национальный медицинский университет, г. Кропивницкий, Украина

Для цитирования: Vorobiova OV, Kryvosheieva VV. (2023). Amino acid exchange as an integral part of the growth of preterm babies (literature review). Modern Pediatrics. Ukraine. 7(135): 87-93. doi: 10.15574/SP.2023.135.87.
Статья поступила в редакцию 07.09.2023 г., принята в печать 18.11.2023 г.

Важным фактором, влияющим на возникновение нарушения метаболизма, являются преждевременные роды. По сравнению с доношенными преждевременно рожденные являются особой группой детей, у которых морфология органов и их физиологические функции еще не полностью сформированы, а активность ферментов, связанных с метаболизмом белков, является недостаточной, что приводит к нарушениям, в том числе к блокированию обмена некоторых аминокислот. Сформированы тезисы, что определенные факторы будут влиять на скрининговые показатели метаболического статуса у преждевременно рожденных детей.
Переход из внутриутробной среды, приводящий к изменению состояния полной зависимости от матери к независимой внеутробной среде, является, пожалуй, самым резким физиологическим и метаболическим событием в жизни. Рождение и ранняя адаптация провоцируют формирование значительных изменений в белковом и энергетическом обменах.
Концентрации аминокислот являются биомаркерами белкового метаболизма. Изучение их структур и уровней у недоношенных младенцев может выявить метаболические изменения, связанные с сопутствующими факторами. На сегодняшний день установлены нормативные значения концентрации аминокислот в плазме взрослых, младенцев и детей старшего возраста.
Поскольку аминокислоты являются важными компонентами большого количества жизненно важных соединений, нарушение физиологического метаболизма белкового звена может привести к формированию задержки роста преждевременно рожденного. Сформированы тезисы, что определенные факторы могут влиять на скрининговые показатели метаболического статуса у преждевременно рожденных детей. Понимание и интерпретация метаболического статуса обеспечивает научную основу и в то же время содержит реальные указания по улучшению качества выхаживания преждевременно рожденных детей с точки зрения метаболизма. Целью исследования было представить обобщение литературных данных, понимание особенностей метаболизма отдельных аминокислот у преждевременно рожденных детей, а также систематизировать данные об изменениях уровней аминокислот на фоне перинатальной патологии.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Ключевые слова: преждевременно рожденные, аминокислоты, рост.
ЛИТЕРАТУРА

1. Adnan M, Puranik S. (2023, Jan). Hypertyrosinemia. [Updated 2022 Nov 26]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK578205/.

2. Atherton PJ, Etheridge T, Watt PW, Wilkinson D, Selby A, Rankin D et al. (2010). Muscle full effect after oral protein: time-dependent concordance and discordance between human muscle protein synthesis and mTORC1 signaling. Am J Clin Nutr. 2010a; 92: 1080-1088. https://doi.org/10.3945/ajcn.2010.29819; PMid:20844073

3. Badurdeen S, Mulongo M, Berkley J. (2015). Arginine depletion increases susceptibility to serious infections in preterm newborns. Pediatr Res. 77: 290-297. https://doi.org/10.1038/pr.2014.177; PMid:25360828 PMCid:PMC4335378

4. Beaufrère B. (1994). Protein turnover in low-birth-weight (LBW) infants. Acta paediatrica (Oslo, Norway : 1992). Acta Paediatrica. Supplement. 405: 86-92. https://doi.org/10.1111/j.1651-2227.1994.tb13404.x; PMid:7734798

5. Bennet WM, Connacher AA, Scrimgeour CM, Jung RT, Rennie MJ. (1990). Euglycemic hyperinsulinemia augments amino acid uptake by human leg tissues during hyperaminoacidemia. Am J Physiol Endocrinol Metab. 259: E185-E194. https://doi.org/10.1152/ajpendo.1990.259.2.E185; PMid:2166435

6. Bennet WM, Connacher AA, Scrimgeour RT, Smith K, Rennie MJ. (1989). Increase in anterior tibialis muscle protein synthesis in healthy man during mixed amino acid infusion: studies of incorporation of [1-13C] leucine. Clin Sci (Lond). 76: 447-454. https://doi.org/10.1042/cs0760447; PMid:2714054

7. Bonnar K, Fraser D. (2019). Extrauterine growth restriction in low birth weight infants. Neonatal Netw. 38: 27-33. https://doi.org/10.1891/0730-0832.38.1.27; PMid:30679253

8. Chesney RW, Helms RA, Christensen M, Budreau AM, Han X, Sturman JA. (1998). The role of taurine in infant nutrition. Advances in experimental medicine and biology. 442: 463-476. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-0117-0_56; PMid:9635063

9. Chien HC, Chen CH, Wang TM, Hsu YC, Lin MC. (2018). Neurodevelopmental outcomes of infants with very low birth weights are associated with the severity of their extra-uterine growth retardation. Pediatr Neonatol. 59: 168-175. https://doi.org/10.1016/j.pedneo.2017.08.003; PMid:28866004

10. Chinsky JM, Singh R, Ficicioglu C, van Karnebeek CDM, Grompe M, Mitchell G et al. (2017). Diagnosis and treatment of tyrosinemia type I: A US and Canadian consensus group review and recommendations. Genet. Med. 19: 1380-1395. https://doi.org/10.1038/gim.2017.101; PMid:28771246 PMCid:PMC5729346

11. Cleal JK, Lewis RM. (2008). The mechanisms and regulation of placental amino acid transport to the human foetus. Journal of neuroendocrinology. 20(4): 419-426. https://doi.org/10.1111/j.1365-2826.2008.01662.x; PMid:18266945

12. Columbus DA, Fiorotto ML, Davis TA. (2015). Leucine is a major regulator of muscle protein synthesis in neonates. Amino acids. 47(2): 259-270. https://doi.org/10.1007/s00726-014-1866-0; PMid:25408462 PMCid:PMC4304911

13. Cormack BE, Bloomfield FH. (2013). Increased protein intake decreases postnatal growth faltering in ELBW babies. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 98: F399-404. https://doi.org/10.1136/archdischild-2012-302868; PMid:23487551

14. Denne SC, Poindexter BB. (2007). Evidence supporting early nutritional support with parenteral amino acid infusion. Semin Perinatol. 31: 56-60. https://doi.org/10.1053/j.semperi.2007.02.005; PMid:17462489

15. Denne SC, Rossi EM, Kalhan SC. (1991). Leucine kinetics during feeding in normal newborns. Pediatr Res. 30: 23-27. https://doi.org/10.1203/00006450-199107000-00005; PMid:1891278

16. Dessì A, Murgia A, Agostino R, Pattumelli MG, Schirru A, Scano P et al. (2016). Exploring the role of different neonatal nutrition regimens during the first week of life by urinary GC-MS metabolomics. Int J Mol Sci. 17: 265. https://doi.org/10.3390/ijms17020265; PMid:26907266 PMCid:PMC4783994

17. Dixon M, MacDonald A, White F, Stafford J. (2015). Disorders of amino acid metabolism, organic acidaemias and urea cycle disorders. In Clinical Paediatric Dietetics. 4th ed. Shaw V., Ed.; Wiley: Chichester, UK: 381-525. https://doi.org/10.1002/9781118915349.ch17; PMid:25211207

18. Forny P, Hörster F, Ballhausen D, Chakrapani A, Chapman KA, Dionisi-Vici C et al. (2021). Guidelines for the diagnosis and management of methylmalonic acidaemia and propionic acidaemia: First revision. J. Inherit. Metab. Dis. 44: 566-592. https://doi.org/10.1093/jn/136.6.1682S; PMid:16702340

19. Graham GG, MacLean WC, Jr Brown KH, Morales E, Lembcke J, Gastañaduy A. (1996). Protein requirements of infants and children: growth during recovery from malnutrition. Pediatrics. 97(4): 499-505. https://doi.org/10.1542/peds.97.4.499; PMid:8632935

20. Häberle J, Burlina A, Chakrapani A, Dixon M, Karall D, Lindner M et al. (2019). Suggested guidelines for the diagnosis and management of urea cycle disorders: First revision. J. Inherit. Metab. Dis. 42: 1192-1230. https://doi.org/10.1002/jimd.12100; PMid:30982989

21. Hicks SD, Confair A, Warren K, Chandran D. (2022). Levels of Breast Milk MicroRNAs and Other Non-Coding RNAs Are Impacted by Milk Maturity and Maternal Diet. Front. Immunol. 12: 785217. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.785217; PMid:35095859 PMCid:PMC8796169

22. Hoffmann B, Helbling C, Schadewaldt P et al. (2006). Impact of Longitudinal Plasma Leucine Levels on the Intellectual Outcome in Patients with Classic MSUD. Pediatr Res. 59: 17-20. https://doi.org/10.1203/01.pdr.0000190571.60385.34; PMid:16326996

23. Hogewind-Schoonenboom JE, Zhu L, Zhu L, Ackermans EC, Mulders R, Te Boekhorst B et al. (2015). Potreby u fenilalanini u donoshenykh i nedonoshenykh novonarodzhenykh, yaki kharchuiutsia enteralno. Amerykanskyi zhurnal klinichnoho kharchuvannia. 1016: 1155-1162. https://doi.org/10.3945/ajcn.114.089664; PMid:25926506

24. Huang L, Hogewind-Schoonenboom JE, van Dongen MJ, de Groof F, Voortman GJ, Schierbeek H et al. (2012). Methionine requirement of the enterally fed term infant in the first month of life in the presence of cysteine. The American journal of clinical nutrition. 95(5): 1048-1054. https://doi.org/10.3945/ajcn.111.028779; PMid:22492372

25. Kalhan SC, Bier DM. (2008). Protein and amino acid metabolism in the human newborn. Annual review of nutrition. 28: 389-410. https://doi.org/10.1146/annurev.nutr.28.061807.155333; PMid:18393660

26. Kasinski A, Doering CB, Danner DJ. (2004). Leucine toxicity in a neuronal cell model with inhibited branched chain amino acid catabolism. Brain Res Mol Brain Res. 122: 180-187. https://doi.org/10.1016/j.molbrainres.2003.08.023; PMid:15010210

27. Kryvosheieva VV, Vorobiova OV, Samoilenko IH. (2021). Stan problemy tranzytornykh porushen obminu rechovyn u novonarodzhenykh. Mizhnarodnyi zhurnal pediatrii, akusherstva ta hinekolohii. Lypen veresen. 14; 1: 63-64.

28. Lauinger L, Kaiser P. (2021). Sensing and Signaling of Methionine Metabolism. Metabolites. 11(2): 83. https://doi.org/10.3390/metabo11020083; PMid:33572567 PMCid:PMC7912243

29. Lin CJ, Geng GX, Peng ZR, Huang XT, Wu LL, Xu YQ et al. (2022). Characteristics of amino acid metabolism in preterm infants in Guangxi, China. Zhongguo dang dai er ke za zhi = Chinese journal of contemporary pediatrics. 24(2): 162-168. https://doi.org/10.7499/j.issn.1008-8830.2109149.

30. Liu Q, Wu J, Shen W, Wei R, Jiang J, Liang J et al. (2017). Analysis of amino acids and acyl carnitine profiles in low birth weight, preterm, and small for gestational age neonates. The journal of maternal-fetal & neonatal medicine: the official journal of the European Association of Perinatal Medicine, the Federation of Asia and Oceania Perinatal Societies, the International Society of Perinatal Obstetricians. 30(22): 2697-2704. https://doi.org/10.1080/14767058.2016.1261395; PMid:27844490

31. Malloy MH, Gaull GE. (1979). Enteral protein and amino acid nutrition in preterm infants. Seminars in perinatology. 3(4): 315-320.

32. Micheli JL, Schutz Y. (1987). Protein metabolism and postnatal growth in very low birthweight infants. Biology of the neonate. 52; Suppl 1: 25-40. https://doi.org/10.1159/000242737; PMid:3327531

33. Morton DH, Strauss KA, Robinson DL, Puffenberger EG, Kelley RI. (2002). Diagnosis and treatment of maple syrup disease: a study of 36 patients. Pediatrics. 109: 999-1008. https://doi.org/10.1542/peds.109.6.999; PMid:12042535

34. Pages AS, Tandonnet O, Renesme L. (2017). Evaluation of a modification of the nutrition policy on the frequency of extrauterine growth retardation in premature newborns between 2012 and 2014. Arch Pediatr. 24: 925-933. https://doi.org/10.1016/j.arcped.2017.07.010; PMid:28927927

35. Parimi PS, Kalhan SC. (2007). Glutamine supplementation in the newborn infant,Seminars in Fetal and Neonatal Medicine. Seminars in Fetal and Neonatal Medicine. 12; 1: 19-25. ISSN 1744-165X. https://doi.org/10.1016/j.siny.2006.10.003; PMid:17142118

36. Parkhitko AA, Jouandin P, Mohr SE, Perrimon N. (2019). Methionine metabolism and methyltransferases in the regulation of aging and lifespan extension across species. Aging cell. 18(6): e13034. https://doi.org/10.1111/acel.13034; PMid:31460700 PMCid:PMC6826121

37. Riedijk MA, van Goudoever JB. (2007). Splanchnic metabolism of ingested amino acids in neonates. Current opinion in clinical nutrition and metabolic care. 10(1): 58-62. https://doi.org/10.1097/MCO.0b013e3280110183; PMid:17143056

38. Robinson JL, Bertolo RF. (2016). The Pediatric Methionine Requirement Should Incorporate Remethylation Potential and Transmethylation Demands. Advances in nutrition (Bethesda, Md.). 7(3): 523-534. https://doi.org/10.3945/an.115.010843; PMid:27184279 PMCid:PMC4863267

39. Tan JBC, Boskovic DS, Angeles DM. (2018). The Energy Costs of Prematurity and the Neonatal Intensive Care Unit (NICU) Experience. Antioxidants (Basel, Switzerland). 7(3): 37. https://doi.org/10.3390/antiox7030037; PMid:29498645 PMCid:PMC5874523

40. Techakittiroj C, Cunningham A, Hooper PF, Andersson HC, Thoene J. (2005). High protein diet mimics hypertyrosinemia in newborn infants. The Journal of Pediatrics. 146; 2: 281-282. ISSN 0022-3476. https://doi.org/10.1016/j.jpeds.2004.10.013; PMid:15689925

41. Van den Akker CH, Van Goudoever JB. (2010). Recent advances in our understanding of protein and amino acid metabolism in the human fetus. Current opinion in clinical nutrition and metabolic care. 13(1): 75-80. https://doi.org/10.1097/MCO.0b013e328333aa4f; PMid:19904202

42. Van der Schoor S, Schierbeek H, Bet P et al. (2010). Majority of Dietary Glutamine Is Utilized in First Pass in Preterm Infants. Pediatr Res. 67: 194-199. https://doi.org/10.1203/PDR.0b013e3181c34609; PMid:19809373

43. Van Goudoever JB, van der Schoor SR, Stoll B, Burrin DG, Wattimena D, Schierbeek H et al. (2006). Intestinal amino acid metabolism in neonates. Nestle Nutrition workshop series. Paediatric programme. 58: 95-108. https://doi.org/10.1159/000095023; PMid:16902328

44. Verner A, Craig S, McGuire W. (2007). Effect of taurine supplementation on growth and development in preterm or low birth weight infants. The Cochrane database of systematic reviews. 4: CD006072. https://doi.org/10.1002/14651858.CD006072.pub2; PMid:17943882 PMCid:PMC8912912

45. Waisman HA, Kerr GR. (1965). Amino acid and protein metabolism in the developing fetus and the newborn infant. Pediatric clinics of North America. 12: 551-572. https://doi.org/10.1016/S0031-3955(16)31732-1; PMid:14312825

46. Waisman HA, Kerr GR. (1965). Amino Acid and Protein Metabolism in the Developing Fetus and the Newborn Infant. Pediatric Clinics of North America. 12; 3: 551-572. ISSN 0031-3955. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031395516317321. https://doi.org/10.1016/S0031-3955(16)31732-1; PMid:14312825

47. Wu S, Ren L, Li J, Shen X, Zhou Q, Miao Z et al. (2023). Breastfeeding might partially contribute to gut microbiota construction and stabilization of propionate metabolism in cesarean-section infants. Eur. J. Nutr. 62: 615-631. https://doi.org/10.1007/s00394-022-03020-9

48. Yilmaz O, Cochrane B, Wildgoose J, Pinto A, Evans S, Daly A et al. (2023). Phenylalanine free infant formula in the dietary management of phenylketonuria. Orphanet J. Rare Dis. 18: 16. https://doi.org/10.1186/s13023-023-02621-9; PMid:36698214 PMCid:PMC9878783

49. Zello GA, Menendez CE, Rafii M, Clarke R, Wykes LJ, Ball RO, Pencharz PB. (2003). Minimum protein intake for the preterm neonate determined by protein and amino acid kinetics. Pediatric research. 53(2): 338-344. https://doi.org/10.1203/01.PDR.0000046760.25817.0B; PMid:12538796

50. Zuvadelli J, Paci S, Salvatici E, Giorgetti F, Cefalo G, Re Dionigi A et al. (2022). Breastfeeding in Phenylketonuria: Changing Modalities, Changing Perspectives. Nutrients. 14: 4138. https://doi.org/10.3390/nu14194138; PMid:36235790 PMCid:PMC9572443