[Low protein diet with essential amino acids ketoanalogues combination can affect serum FGF-23 and Klotho levels in chronic kidney disease 3b-4 stages patients: randomized pilot study]

Ter Arkh. 2019 Jun 15;91(6):47-56. doi: 10.26442/00403660.2019.06.000252.
[Article in Russian]

Abstract

Protein restriction diet (PRD) with ketoanalagues of essential amino acids (KA) combination can improve of chronic kidney disease (CKD) course while, the precise mechanisms of PRD + KAA action in CKD are not known yet. We have conducted a prospective, randomized, controlled study of PRD and KAA patient's group in compare with PRD without KAA group in regarding to serum Klotho and FGF-23 levels in patients with CKD.

Materials and methods: The study included 79 CKD 3b-4 stages patients, non - diabetic etiology, used PRD (0.6 g/kg/day). The patients were randomized in two groups: 42 patients, received PRD + KAA (Group 1) and 37 patients continued the PRD without KAA (Group 2). Serum FGF-23 (Human FGF-23 ELISA kit with antibodies to native FGF-23 molecule, Merk Millipore MILLENZFGF-23-32K), Klotho (Human soluble Klotho with antiKlotho monoclonal antibodies, IBL-Takara 27998-96Well) levels, as well as instrumental examination: bioimpedance analysis [assess of muscle body mass (MBM), fat body mass (FBM), body mass index (BMI) and others]; sphygmography [assess of augmentation (stiffness) indices (AI), central (aortal) blood pressure (CBP) by «Sphygmacor» device]; as well as echocardiography [assess of cardiac (valvular) calcification score (CCS) and left ventricular myocardium mass index (LVMMI)], were studded in addition to conventional examination.

Results and discussion: To the end of 14th month of the study the PRD group reached a body mass index (BMI) decrease (p=0.046), including MBM in men (p=0.027) and woman (p=0.044). In addition, higher FGF-23 (p=0.029), and lower Klotho (p=0.037) serum levels were revealed in the PRD group compared to the PRD+KAA group as well as the increase in AI (p=0.034), CCS (p=0.048), and LVMMI (p=0.023).

Conclusion: Use of PRD + KAA provides adequate nutrition status and more efficient correction of FGF-23 and Klotho imbalance in CKD progression that may contribute to alleviation of both cardiovascular calcification and cardiac remodeling in CKD. Importantly, a prolonged PRD use without supplementation of KAA may lead to malnutrition signs.

Малобелковая диета (МБД), дополненная кетоаналогами незаменимых аминокислот (КА), вносит вклад в улучшение течения хронической болезни почек (ХБП), однако точные механизмы действия МБД + КА пока не установлены. Мы провели проспективное рандомизированное контролируемое сравнительное исследование влияния МБД + КА и изолированной МБД (МБД без КА) на сывороточные уровни фактора роста фибробластов-23 (FGF-23) и белка Кlotho у больных ХБП. Материалы и методы. В исследование включены 79 больных ХБП 3b-4 стадии недиабетической этиологии, соблюдавшие МБД (0,6 г/кг массы тела в сутки). Пациенты рандомизированы в две группы: 42 пациента, получавшие МБД + КА (1-я группа), и 37 пациентов, продолживших МБД без добавления КА (2-я группа). В дополнение к стандартным методам обследования определяли сывороточный уровень FGF-23 (Human FGF-23 ELISA kit with antibodies to native FGF-23 molecule) и Klotho (Human soluble Klotho with antiKlotho monoclonal antibodies), а также проводили биоимпедансометрию [оценка мышечной массы тела (ММТ), жировой массы тела (ЖМТ), индекса массы тела (ИМТ) и др.]; сфигмографию [определение центрального (аортального) артериального давления (ЦАД) - систолического и диастолического, индекса аугментации (жесткости) сосудов (ИА) - с помощью аппарата SphygmаCor]; эхокардиографию [оценка степени кальцификации структур сердца (СКС) и индекса массы миокарда левого желудочка (ИММЛЖ)]. Результаты и обсуждение. К концу 14-го месяца наблюдения группа МБД достигла статистически значимого снижения ИМТ (p=0,046), включая ММТ у мужчин (p=0,027) и женщин (p=0,044). Кроме того, в группе МБД в этот момент выявлены более высокий средний уровень FGF-23 (p=0,029) и более низкий уровень Klotho (p=0,037), чем в группе МБД + КА. Повышение ИА (p=0,034), СКС (p=0,048) и ИММЛЖ (p=0,023) также отмечалось более часто в группе МБД без КА на момент окончания исследования (14-й месяц наблюдения принят за момент окончания исследования). Заключение. Применение МБД в сочетании с КА обеспечивает поддержание адекватного нутритивного статуса и вносит вклад в более эффективную коррекцию нарушения соотношения FGF-23 и Klotho, что может способствовать снижению кардиоваскулярной кальцификации и замедлению ремоделирования миокарда при ХБП. В то же время длительное применение МБД без добавления КА может приводить к белково - энергетической недостаточности.

Keywords: FGF-23; cardiac remodeling; cardiovascular calcification; chronic kidney disease; ketoanalogues of essential amino acids; malnutrition; protein energy wasting.

Publication types

  • English Abstract