елементи
абстрактно
Предистория/цели:
В миналото сме наблюдавали връзка между дефицита на желязо и наднорменото тегло при бразилските предучилищни деца. Тук изследваме дали е резултат от възпаление, свързано с мастна.
Предмети/методи:
С-реактивен протеин на гладно, α-1-киселинен гликопротеин (AGP), хепцидин, интерлевкин-6 (IL-6) и лептин заедно с два железни биомаркера (серумен феритин и трансферинов рецептор (sTfR)) са измерени при 364 деца в неравностойно положение. със среден BMIZ (стандартизиран Z-резултат за ИТМ) от 0,015, на възраст 3 - 6 години и посещаващи дневни грижи в Ел Салвадор, Бразилия. Ролята на генетичните нарушения на хемоглобина (Hb), чревните паразити и диетичното снабдяване с желязо (изчислено от порции от 20 дневни менюта) също беше изследвана.
резултатите:
Четиридесет и осем деца (13%) са с наднормено тегло (BMIZ> 1). Разпространението на тъканния дефицит в тъканите (sTfR> 113, 3 nmol/l; 30,6 срещу 12,5%; P = 0,002) и хроничното възпаление (AGP> 25 μmol/l; 19 срещу 10%; P = 0, 025) са по-високи при наднормено тегло пациенти, отколкото при нормални пациенти. тегло на децата. От множествена регресия, BMIZ беше положителен предиктор за логаритмичен sTfR, феритин и лептин, но не и логаритмичен хепцидин или IL-6. Вместо това, основните положителни предиктори на log хепцидин бяха log IL-6, последван от повишен AGP и пол (мъже), докато за log IL-6 повишеното AGP беше единственият важен предиктор. В допълнение към BMIZ, той също е основен положителен предиктор за пола на лептина (женски). Вариантът на Hb на хетерозиготни сърповидни клетки (n = 20), но не и нематодата, също е положителен предиктор за log sTfR. Средната хранителна доза на желязо (mg/ден) е над препоръчания от СЗО прием на хранителни вещества, приемайки умерена бионаличност и изглежда адекватна.
заключение:
Ролята на възпалението, свързано с затлъстяването, при дефицита на желязо в желязото трябва да се има предвид дори когато разпространението на наднорменото тегло е относително ниско.
Бразилия е в преход към хранене, като бързите промени в диетата и начина на живот водят до преминаване от недохранване към прехранване, особено сред хората в неравностойно положение, живеещи в североизточната част на страната. 1 Масовите данни сочат, че децата и възрастните с наднормено тегло са изложени на по-висок риск от дефицит на желязо, отколкото пациентите с нормално тегло. В нашето скорошно проучване на напречно сечение на предучилищни деца в неравностойно положение, посещаващи дневни грижи в Ел Салвадор, Бразилия, забелязахме връзка между дефицита на желязо и наднорменото тегло. 2 Предложени са няколко механизма за обяснение на тази връзка, включително недостатъчен прием на желязо с храната, повишени нужди от желязо поради по-високо телесно тегло и увеличен обем на кръвта. 3
Най-скорошното, най-вероятно обяснение за очевидната връзка между наднорменото тегло и дефицита на желязо се отнася до хроничното субклинично възпаление, придружаващо наднорменото тегло и затлъстяването. 4 По време на възпаление провъзпалителните цитокини, особено интерлевкин-6 (IL-6) и лептин, стимулират увеличаване на циркулиращия хепцидин, който регулира хомеостазата на желязото. 5 Хепцидинът, 25 аминокиселинен пептид, произвеждан главно в черния дроб, но също и в мастната тъкан, регулира телесното желязо чрез намаляване на чревната абсорбция на желязо и освобождаването му от ретикулоендотелната система. IL-6 е основен медиатор на възпалението при наднормено тегло. Той има единична полипептидна верига от 185 аминокиселини, която се произвежда главно в мастната тъкан. Лептинът има структурни прилики с IL-6 и също се синтезира в адипоцити. Основната роля на лептина е да регулира и съставя телесното тегло, като концентрациите отразяват общите телесни мазнини в широк диапазон от индекси на телесна маса. Въпреки това, лептинът участва и в стимулирането на секрецията на хепцидин при лица с наднормено тегло. 7
Предмети и методи
Място на обучение и предмети
Подробности за събирането на данни за социодемографския статус, растежа, чревните паразитни инфекции, генетичните нарушения на Hb и състоянието на желязото са предоставени по-рано. 2, 9 Накратко, предучилищни деца в неравностойно положение на възраст от 3 до 6 години от семейства с много ниски доходи бяха наети от седем благотворителни предучилищни центъра в центъра на Салвадор (n = 1) и в околните предградия (n = 6). в Bahia, NE Бразилия. От допустимите деца (n = 438) болногледачите на 376 деца се съгласиха да участват в това проучване (86% от отговорите). Протоколът за изследване е одобрен от Комитетите по човешка етика на Федералния университет в Баия, Ел Салвадор и Университета в Отаго, Нова Зеландия с писменото съгласие на филантропските организации, отговорни за дневните центрове. Информирано писмено съгласие е предоставено от родителите или настойниците на децата.
Определяне на чревни паразитни инфекции и хемоглобинопатии
Проби от изпражнения от 86% (325/376) от предучилищна възраст са изследвани микроскопски за нематоди и протозойни чревни паразити, както е описано по-горе. 9 Нормални Hbs (A1, A2 и F) и основни варианти на Hb, включително хетерозиготния вариант Hb S (Hb AS) и Hb C (Hb AC), бяха открити в измити червени кръвни клетки чрез алкална и кисела Hb електрофореза (Sebia Hydrasys Electrophoresis Analyzer, Norcross, GA, USA), докато 3,7 таласемия се определя чрез мултиплекс PCR реакция върху извлечена ДНК. 2
Определяне на хранителната енергия и хранителните запаси
Той се грижи за закуска, следобедни закуски, основен обяд, следобедни закуски и супа или млечна напитка през целия ден, преди децата да се приберат у дома, 5 дни в седмицата, с изключение на празниците. Едни и същи менюта, съставени от диетолога, бяха използвани във всички дневни центрове, които обслужваха еднакви размери на порциите за всички деца. За изчисляване на енергията и хранителните вещества, доставяни на децата от менюто за период от 20 дни, в зависимост от размера на сервираните ястия и напитки, беше използвана специално съставена база данни за бразилския състав на менюто, специфична за менюто. Съдържанието на желязо в продуктите от пшеница и царевица е коригирано, за да отразява допълнителното желязо, което е допринесло за обогатените брашна. Суровите съставки от рецептите за ежедневна грижа бяха използвани за изчисляване на енергията и съдържанието на хранителни вещества в композитните купички и коригирани за промени в задържането на хранителни вещества 10 и добив 11 след готвене, ако е необходимо. Средната дневна доставка на налично желязо е изчислена с помощта на алгоритъма на Monsen и Balintfy, както се препоръчва от Beard et al. 12 деца в предучилищна възраст получават почти всички ежедневни хранителни запаси от дневните центрове.
Тест на биомаркери Hb и желязо
Hb се определя с помощта на автоматизиран електронен анализатор (Coulter LH 750 Hematology Analyzer, Сао Пауло, Бразилия). Серум от ранни сутрешни кръвни проби от венепункция на гладно е анализиран за серумен феритин, като се използва търговският комплект за регенериране на Elecsys (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim Germinay; CV = 3%) за Elecsys 2010 и sTfR самоанализ чрез ензимен имуноанализ (Ramco Laboratories, Houston, Тексас, САЩ, CV = 7%), както е описано по-горе. 2
Тест за възпалителни маркери и цитокини
Концентрациите на CRP и AGP в серума са тествани имунотурбидиметрично (Roche Diagnostics GmbH) върху автокализатор Cobas Mira II (CV = 10% и 3%). 2 Концентрациите на циркулиращия серумен хепцидин, IL-6 и лептин бяха определени в сутрешни кръвни проби на гладно за венепункция, като се използват търговски налични комплекти за имуносорбентен анализ, свързани с ензими (ELISA). IL-6 и лептин са анализирани чрез ELISA комплекти, закупени от R&D Systems (Minneapolis, MN, USA). Хепцидинът (25-дълга форма на пептида) се анализира чрез конкурентна ELISA комплекта, закупена от DRG Instruments GmbH (Марбург, Германия). Резултатите от ELISA комплекти бяха определени от стандартни криви за всеки възпалителен биомаркер, приготвен от калибриране, извършено едновременно с тестовите проби. Коефициентите на вариация за контролите за тестовете варират от 10, 2 (висок контрол) до 12, 4% (нисък контрол) за хепцидиновия тест; 3,2% (висок контрол), 5,4% (среден контрол) до 9,0% (нисък контрол) за IL-6 анализ и 5,4% (висок контрол) до 8,2% (нисък контрол) за тестове за лептин. Дефицитът на тъканно желязо се определя като серумни концентрации на sTfR> 113,3 nmol/l, а изчерпването на серумното желязо като серумен феритин 13
Статистически анализ
Маса в пълен размер
Паразитни инфекции и генетични нарушения Hb
Общо почти 30% от предучилищните деца са заразени с поне един чревен паразит или са имали поне едно Hb генетично заболяване; подробности са дадени в предишни доклади. 2, 9 Накратко, най-честите инфекции са причинени от нематоди (17,8%), а именно Trichuris trichiura (12%) и Ascaris lumbricoides (10,5%), последвани от елемента Giardia duodenalis (13%). Само 1% са имали бриофит и/или Cryptosporidium sp, а 25% са имали непатогенни протозойни кисти. Инфекцията с чревни паразити обикновено е по-висока при момчетата, отколкото при момичетата (P = 0,05), но не съществуват полови разлики в разпространението на генетични Hb нарушения.
Диетични запаси от желязо
Средният дневен запас от желязо (IQR) е бил 13,5 mg/ден (12, 5, 14, 8), от които 61% са бобови култури, 16,5% зърнени култури и 11,2% месо, птици и месо. Допринесе значително желязо от обогатени продукти от пшеница и царевично брашно
12% желязо от зърнени култури. Очакваната дневна доставка на хем и нехематично желязо от ежедневните грижи е съответно 0,6 mg/ден. 12, 9 mg/ден, при условие че 40% от желязото от месо, птици и органи от месото е желязо; наличното количество желязо е 0.75 mg/ден. Очаква се умерена бионаличност (т.е. 10%) за диетичното желязо, тъй като месечното меню (медиана; IQR) осигурява ниски нива на фитат (457 mg/ден; 375, 503), със средно моларно съотношение на фитат към желязо от 2,9, 80 g/ден (25, 120) месо, птиче месо и органични меса и 100 mg/ден (70, 174) витамин С. Средният дневен прием на желязо е по-висок от препоръчителния прием на хранителни вещества, като се приема среден или нисък (т.е. 5% ) бионаличност на желязо, 16 предполага, че дневният хранителен прием на желязо изглежда адекватен за дете на възраст 3-6 години.
Биохимични променливи
От биохимичните променливи момичетата имат значително по-ниски серумни концентрации на хепцидин, но по-високи концентрации на лептин в сравнение с момчетата (Таблица 1). Деца с BMIZ> 1 са имали значително повишени серумни концентрации на sTfR, AGP, CRP и лептин в сравнение с деца с нормално тегло. Концентрациите на серумен хепцидин и серумен феритин (коригирани) също са по-високи при деца с BMIZ> 1, но тези разлики не са значителни (Таблица 2). При деца с наднормено тегло разпространението на дефицит на желязо в тъканите е по-високо (30,6 срещу 12,5%; P = 0,002) и хронично възпаление (AGP> 25 μmol/l) (18,9 срещу 10,0%; P = 0, 025) в сравнение с техните колеги с нормално тегло. Няма значителна разлика в разпространението на повишен CRP (т.е.> 47,6 nmol/L), въпреки че когато се прилага границата> 19 nmol/L, децата с наднормено тегло имат по-висока честота на повишен CRP в сравнение с нормалното тегло. деца (37,7 срещу 22,4%; P = 0,047). Също така няма значителни разлики в разпространението на изчерпването на желязо (коригирано за възпаление; 0 срещу 1,5%), Hb AS или нематоди между децата с наднормено тегло и нормалните деца.
Маса в пълен размер
Прогнози за състоянието на желязото
Няма данни за множествена колинеарност или взаимодействия между независимите променливи. BMIZ и Hb сърповидно-клетъчен хетерозиготен статус (Hb AS) са и двамата значими положителни предиктори на log sTfR; възраст, пол, логаритмичен серумен феритин и log хепцидин не са били значими (Таблица 3). За разлика от това, BMIZ, възрастта и log хепцидин са всички значими положителни предиктори на логаритмичния серумен феритин. Връзката между логаритмичния серумен феритин и log sTfR е отрицателна и има тенденция да бъде значителна (P = 0,065).
Маса в пълен размер
Прогнози за възпалителни биомаркери
Най-значимият положителен предиктор за концентрацията на log хепцидин е повишената AGP (т.е.> 25 μmol/L), последвана от IL-6 и пола (мъже). Повишената AGP е единственият важен и положителен предиктор за IL-6 (Таблица 4). Серумният логаптичен лептин се свързва положително с BMIZ и възрастта, но отрицателно с пола (мъже; Таблица 4): момичетата имат значително по-високи концентрации на log лептин в сравнение с момчетата (Таблица 1).
Маса в пълен размер
дискусия
По-малко от 15% от предучилищните деца, които са учили тук, са с наднормено тегло или затлъстяване. Въпреки ниското разпространение на затлъстяването, дефицитът на тъканно желязо при тези деца в неравностойно положение е свързан, поне отчасти, с възпаление, свързано с мазнини, въз основа на значимата положителна връзка между log sTfR и BMIZ. В това проучване децата с хетерозиготни сърповидно-клетъчни Hb (Hb AS) са имали по-високи концентрации на sTfR, 17, което се дължи на нарастването на клетъчното търсене на желязо в резултат на неефективната еритропоеза, съпътстваща това състояние. Това откритие не е неочаквано, тъй като предучилищните деца в това проучване са предимно от западноафрикански произход и почти една трета има поне едно генетично заболяване Hb. Инфекцията с чревни паразити като нематоди не е положителен предиктор за концентрациите на log sTfR, вероятно защото разпространението на заразяване с нематоди, особено нематоди, е ниско (т.е. 9
Възрастта също е важен положителен предиктор за логаритмичния серумен феритин, но не и log sTfR. Тази асоциация не се дължи на по-висок BMIZ при по-големи деца, тъй като Z-резултатът не зависи от възрастта и няма взаимодействие между двете променливи (данните не са показани). Вместо това, положителната връзка може да бъде свързана с продължителността на времето, в което предучилищните деца са посещавали дневни грижи и са получавали достатъчно количество диетично желязо, включително малко бионалично желязо от дневните грижи.
Въз основа на резултатите от нашия хранителен прием не можахме да определим дали разликите в нуждите от желязо при деца в предучилищна възраст с наднормено тегло и затлъстяване играят роля в механичната връзка между затлъстяването и лошото състояние на желязната тъкан. Не са открити разлики в обичайното ежедневно снабдяване с хранително желязо от ден на ден за деца с наднормено тегло и нормално тегло; на всички деца бяха сервирани еднакви порции. В допълнение, предвид очевидната адекватност на предлагането на желязо в диетата на тези деца в предучилищна възраст в сравнение с очакваните нужди от желязо, като се приеме, че или средна (т.е. 10%), или ниска (т.е. 5%) бионаличност на желязо, 16 подобни обяснения изглеждат малко вероятни. Констатациите на други изследователи със сигурност предполагат, че връзката между наднорменото тегло и затлъстяването и ниските нива на желязо не зависи от приема на желязо или други хранителни фактори. 18, 19, 20, 21.
За разлика от други доклади, 22, 23 BMIZ не е бил положителен предиктор за log hepcidin или log IL-6 при нашите деца в предучилищна възраст. Ниското разпространение на наднорменото тегло и затлъстяването при нашите деца в неравностойно положение в сравнение с други проучвания 22, 23 може да е причина за това несъответствие. Вместо това, маркерите на възпалението (IL-6 и AGP) са значими положителни предиктори на log хепцидин (Таблица 4).
Хепцидинът е реагент с остра фаза, който също се засилва от други възпалителни състояния и цитокини. Следователно, значително по-високите концентрации на хепцидин при момчетата (Таблица 1) и констатацията, че мъжът е положителен предиктор на log хепцидин (Таблица 4) могат да бъдат частично свързани с очевидно по-висок риск от момчета за инфекции с нематоди, съобщени по-рано (виж по-горе) Таблица 3 Lander et al., 9). Излагането на деца на някои инфекции с нематоди, като Ascaris lumbricoides, е известно, че индуцира Th2 цитокин-медиирани възпалителни отговори, които не са измерени в това проучване. Алтернативно, момчетата могат да имат по-високи серумни нива на хепцидин, отколкото момичетата, отколкото е съобщено при възрастни. 25
Отчетените малко по-високи стойности на хепцидин в сравнение със стойностите, отчетени при деца с нормално тегло на други места в 22, 23, 26, могат да бъдат свързани с метода на ELISA тест, използван за хепцидин. Като цяло, концентрациите на хепцидин, тествани с конкурентни ELISA комплекти, са по-високи от концентрациите на масспектрометрия и варират в зависимост от използваните антитела. 27
Не е изненадващо, че провъзпалителните нива на цитокин лептин са значително повишени при нашите деца с наднормено тегло в сравнение с пациентите с нормално тегло. По подобен начин BMIZ е важен положителен предиктор за логаритна концентрация на лептин (Таблица 4). Средните концентрации на лептин, отчетени тук, дори при деца с наднормено тегло (Таблица 2), са само малко по-високи от тези, докладвани за швейцарски деца с нормално тегло 22, вероятно поради относително ниския среден BMIZ наднормено тегло при бразилските предучилищни деца. По-високите средни концентрации на лептин при момичета (Таблица 1) и следователно отрицателната връзка между концентрациите на лептин при мъже и log не са неочаквани (Таблица 4) и могат да бъдат свързани с по-високи нива на лептин на единица мастна маса при жените.
заключения
Нашите резултати подчертават, че в страните в преход като Бразилия, ролята на свързаното с затлъстяването възпаление при дефицит на тъкани в тъканите винаги трябва да се има предвид, дори сред групи деца с относително ниско разпространение на наднорменото тегло. Този ефект може да има потенциал да смекчи въздействието на националните програми за обогатяване с желязо върху подобряването на състоянието на желязо при деца с желязодефицитна анемия.