Дефіцит заліза в тканинах та запалення ожиріння у дітей старшого віку
Теми
Анотація
Контекст/Цілі:
Раніше ми повідомляли про зв'язок між дефіцитом заліза та надмірною вагою у бразильських дітей. Тут ми досліджуємо, чи це результат запалення, пов’язаного з жировою тканиною.
Предмети/методи:
Вимірювали С-реактивний білок натщесерце, α-1 кислотний глікопротеїн (AGP), гепсидин, інтерлейкін-6 (IL-6) та лептин, а також два біомаркери заліза (сироватково-ферритин та рецептор трансферину (sTfR)). 364 неблагополучні діти дошкільного віку із середнім показником BMIZ (Z-бал, стандартизований для ІМТ) 0,015, віком від 3 до 6 років, які відвідують дитячий садок у Сальвадорі, Бразилія. Також вивчалася роль генетичних порушень гемоглобіну (Hb), кишкових паразитів та споживання заліза в раціоні (розраховане за розміром порції меню 20 тижнів дня).
Результати:
Сорок вісім дітей (13%) мали надлишкову вагу (BMIZ> 1). Поширеність дефіциту заліза в тканинах (sTfR> 113,3 нмоль/л; 30,6 проти 12,5%; р = 0,002) та хронічне запалення (AGP> 25 мкмоль/л; 19 проти 10%; р = 0,025) мали вищу надлишкову масу тіла, ніж у нормі справ. вага дітей. На основі багаторазової регресії BMIZ був позитивним предиктором рівня sTfR у сироватці крові, ферритину та лептину, але не логарифму гепсидину або IL-6. Натомість первинними позитивними предикторами логарифмічного гепсидину були log IL-6, а потім високий AGP та стать (чоловіки), тоді як для log IL-6 високий AGP був єдиним значущим предиктором. Окрім BMIZ, стать (жінка) також була основним позитивним предиктором лептину. Гетерозиготний варіант серповидноклітинної клітини Hb (n = 20), але не гельмінти, також був позитивним предиктором log sTff. Середнє споживання заліза в їжі (мг/добу) було вищим, ніж рекомендовано ВООЗ дієтичними нормами, припускаючи помірну біодоступність та, здавалося, адекватне.
Висновки:
Слід враховувати роль запалення, пов’язаного з ожирінням, у дефіциті заліза в тканинах, навіть коли поширеність надмірної ваги є відносно низькою.
вступ
В даний час Бразилія переживає період харчового переходу: швидкі зміни в раціоні та способі життя призвели до переходу від недостатнього до перегодованого харчування, особливо серед неблагополучних груп населення на Північному Сході. 1 Накопичувальні дані свідчать про те, що у дітей та дорослих із надмірною вагою ризик дефіциту заліза вищий, ніж у людей із нормальною вагою. Насправді, під час нашого нещодавнього дослідження поперечного перерізу неблагополучних дошкільнят, які відвідують дитячий садок у Сальвадорі на північному сході Бразилії, ми спостерігали зв’язок між дефіцитом заліза та надмірною вагою. 2 Для пояснення цієї асоціації було запропоновано декілька механізмів, серед яких недостатнє споживання харчового заліза, збільшення потреби в залізі через більшу масу тіла та збільшення об’єму крові. 3
Зовсім недавно найбільш правдоподібне пояснення очевидного зв'язку між надмірною вагою та поганим статусом заліза стосується хронічного субклінічного запалення, що супроводжує надмірну вагу та ожиріння. 4 Під час запалення прозапальні цитокіни, включаючи інтерлейкін-6 (IL-6) та лептин, стимулюють збільшення циркулюючого гепсидину, який регулює гомеостаз заліза. 5 Гепсидин, пептид з 25 амінокислот, що виробляється переважно печінкою, але також жировою тканиною, регулює залізо в організмі, зменшуючи всмоктування заліза в кишечнику та його вивільнення з ретикулоендотеліальної системи. IL-6 є головним медіатором запалення у людей із зайвою вагою. Він має унікальний поліпептидний ланцюг із 185 амінокислот, що виробляються переважно в жировій тканині. Лептин поділяє структурну схожість з IL-6, а також синтезується в адипоцитах. Основна роль лептину полягає в регуляції та складі маси тіла, при цьому концентрації відображають загальну жирову тканину в широкому діапазоні показників маси тіла. Однак лептин також брав участь у стимулюванні секреції гепсидину у людей із зайвою вагою. 7
Предмети та методи
Місце для вивчення та предмети
Деталі щодо збору даних про соціально-демографічний статус, ріст, кишкові паразитарні інфекції, генетичні розлади Hb та статус заліза вже наведені. 2, 9 Підводячи підсумок, діти дошкільного віку у неблагополучному віці від 3 до 6 років із сімей з дуже низьким рівнем доходу були набрані з семи благодійних ясел, розташованих у центральній частині Сальвадору (n = 1) та в позаміських районах (n = 6) у штаті Баїя, північно-східна Бразилія. З відповідних дітей (n = 438) 378 дітей з 376 дітей погодились взяти участь у цьому дослідженні (рівень відповіді 86%). Протокол дослідження був схвалений комітетами з людської етики Федерального університету Баїя (Сальвадор) та Університету Отаго (Нова Зеландія) з письмового схвалення благодійних організацій, відповідальних за проведення денних занять. Письмова та інформована згода була надана батьками або опікунами дітей.
Визначення кишкових паразитарних інфекцій та гемоглобінопатій
Зразки стільця у 86% (325/376) дітей дошкільного віку досліджували під мікроскопом на наявність гельмінтів та найпростіших кишкових паразитів, як описано раніше. 9 нормальних Hbs (A 1, A 2 та F) та основні варіанти Hb, включаючи гетерозиготний варіант Hb S (Hb AS) та Hb C (Hb AC), були виявлені в еритроцитах, промитих лужним та кислим Hb Hb аналіз електрофорезу (Sebia Hydrasys Electrophoresis Analyzer, Norcross, GA, США), тоді як α 3, 7 таласемія визначалася за допомогою мультиплексованої реакції ПЛР на вилученій ДНК. 2
Визначення дієтичної енергії та споживання поживних речовин
Визначення біомаркерів Hb та заліза
Hb визначали за допомогою автоматичного електронного аналізатора (гематологічний аналізатор Coulter LH 750, Сан-Паулу, Бразилія). Сироватки феритину сироватки крові, зібрані із зразків крові з венепункції рано вранці, аналізували за допомогою комерційного набору для регенерації Elecsys (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim Germinay; CV = 3%) на автоаналізаторі Elecsys 2010 та sTfR за допомогою імуноферментного аналізу (Ramco Laboratories, Х'юстон). Техас, США; CV = 7%), як описано раніше. 2
Визначення запальних маркерів та цитокінів
статистичний аналіз
Повний розмір таблиці
Паразитарні інфекції та генетичні порушення Hb
Загалом майже 30% дітей дошкільного віку були інфіковані принаймні одним кишковим паразитом або мали принаймні одне генетичне захворювання HB; деталі наведені в попередніх звітах. 2, 9 Коротко кажучи, найбільш поширеними були гельмінтозні інфекції (17,8%), зокрема Trichuris trichiura (12%) та Ascaris lumbricoides (10,5%), а потім найпростіші Giardia duodenalis (13%). Лише у 1% були анкілостоми та/або Cryptosporidium sp, а у 25% - непатогенні кісти найпростіших. Паразитарні кишкові інфекції, як правило, частіше зустрічаються у хлопчиків, ніж у дівчаток (р = 0,05), однак гендерної різниці у поширеності генетичних порушень гемоглобіну не було.
Дієтичне споживання заліза
Середнє добове споживання заліза (IQR) становило 13,5 мг/день (12, 5, 14, 8), з них 61% - як бобові, 16,5% - як зернові та 11,2% - як зернові форми м'яса, птиці та органів. Зміцнювальне залізо із укріплених продуктів із пшеничного та кукурудзяного борошна становило близько 12% заліза в злаках. За оцінками, щоденне споживання заліза із заліза та заліза з їжі на виклику становило 0,6 мг/добу та 12,9 мг/добу відповідно, припускаючи, що 40% заліза в м’ясі, птиці та субпродуктах було заліза; доступне споживання заліза становило 0,75 мг/добу. 12 Помірна (тобто 10%) біодоступність для харчового заліза передбачалася, оскільки щомісячні меню (медіана; IQR) забезпечували низький рівень фітату (457 мг/добу; 375, 503), із середнім молярним вмістом фітату заліза 2, 9, 80 г/добу (25, 120) м’яса, птиці та м’яса органів та 100 мг/добу (70, 174) вітаміну С. Середня щоденна кількість заліза була вище рекомендованої дієтичної норми, припускаючи помірний або низький (тобто 5%) біодоступність заліза16, що свідчить про те, що споживання заліза з дитячих центрів протягом тижня, ймовірно, було достатнім для 3-6.
Біохімічні змінні
Повний розмір таблиці
Провісники стану заліза
Не було доказів множинної колінеарності або взаємодії між незалежними змінними. BMIZ та гетерозиготні серпоподібні клітини Hb (Hb AS) обоє були значущими позитивними предикторами log sTff; вік, стать, сироватковий log ferritin та log hepcidin не були значущими (табл. 3). На противагу цьому, BMIZ, вік та log гепсидин були значущими позитивними предикторами сироваткового log ferritin. Зв'язок між феритином сироватки крові та log sTfR була негативною і, як правило, була значною (p = 0,065).
Повний розмір таблиці
Провісники запальних біомаркерів
Найбільш значущим позитивним предиктором логарифмічних концентрацій гепсидину був підвищений рівень AGP (> 25 мкмоль/л), а потім IL-6 та стать (чоловіки). Підвищений рівень AGP був єдиним значущим позитивним предиктором IL-6 (табл. 4). Лог лептину в сироватці крові позитивно асоціювався з BMIZ та віком, але негативно - зі статтю (чоловіки; Таблиця 4): концентрація log лептину була значно вищою у дівчаток, ніж у хлопчиків (Таблиця 1).
Повний розмір таблиці
Обговорення
Менше 15% дошкільнят, які навчались тут, мали надлишкову вагу або ожиріння. Незважаючи на низьку поширеність ожиріння, дефіцит заліза в тканинах у цих неблагополучних дошкільнят асоціювався, принаймні частково, із запаленням, пов’язаним із жировою тканиною, відповідно до значущого позитивного зв’язку, зазначеного тут між log-sTfR та BMIZ. У цьому дослідженні діти з гетерозиготним серповидноклітинним гемоглобіном (Hb AS) мали більш високі концентрації sTfR17, що було зумовлено підвищеною потребою в клітині в залізі внаслідок неефективного еритропоезу, який супроводжує цей стан. Ця знахідка не дивна, враховуючи, що дошкільнята в цьому дослідженні мали переважно західноафриканське походження і майже у третини був принаймні один генетичний розлад НВ. Зараження кишковими паразитами, такими як гельмінти, не було позитивним предиктором концентрацій logSTfR, можливо тому, що поширеність зараження гельмінтами, особливо анкилостомами, була низькою (тобто, тобто 9
Вік також був значущим позитивним предиктором рівня феритину в сироватці крові, але не log sTfR. Ця асоціація не була пов’язана з вищим показником BMIZ у дітей старшого віку, оскільки Z оцінки не залежали від віку і не було взаємодії між цими двома змінними (дані не наведені). Швидше за все, позитивна асоціація може бути пов’язана з тим, скільки часу дошкільнята відвідували дитячий садок та отримували достатню кількість споживаного заліза, включаючи біозалізо, доступне для харчування в дитячому саду.
За результатами споживання їжі ми не змогли встановити, чи відіграють роль відмінності у потребі заліза у дітей із надмірною вагою та ожирінням у механічному зв'язку між ожирінням та поганим статусом заліза у дітей. Не було різниці у звичайному забезпеченні харчовим залізом у будні порівняно з центрами денного перебування для дітей із надмірною вагою та нормальною вагою; всім дітям подавали однакові порції. Крім того, враховуючи очевидну адекватність споживання заліза з дітьми цих дітей дошкільного віку оціненим потребам заліза, припускаючи, що біодоступність заліза є помірною (або 10%) або низькою (тобто 5%) 16, пояснення видається неймовірним. Результати інших дослідників безумовно свідчать про те, що зв'язок між надмірною вагою та ожирінням та низьким рівнем заліза не залежить від споживання заліза та інших дієтичних факторів. 18, 19, 20, 21 Натомість, на основі досліджень про включення стабільних ізотопів заліза, 18 зменшення споживання заліза, незалежно від статусу заліза, було б головним фактором, що пов'язує зв'язок між дефіцитом заліза в тканині та надмірна вага.
На відміну від інших звітів 22, 23, BMIZ не був позитивним предиктором log hepcidin або log IL-6 у наших дітей дошкільного віку. Низька поширеність надмірної ваги та ожиріння у наших неблагополучних дітей дошкільного віку порівняно з іншими дослідженнями 22, 23 може пояснити цю розбіжність. Натомість маркери запалення (IL-6 та AGP) були значущими позитивними предикторами log hepcidin (Таблиця 4).
Гепсидин є реагентом гострої фази, який також підвищується внаслідок інших запальних станів та цитокінів. Отже, значно вищі концентрації гепсидину у хлопчиків (табл. 1) та виявлення того, що бути чоловіком є позитивним провісником журналу гепсидину (табл. 4), можуть бути частково. Таблиця 3 Lander et al 9). Вплив дітей на певні гельмінтозні інфекції, такі як Ascaris lumbricoides, добре відомий, що викликає запальні реакції, індуковані цитокінами Th2, які не вимірювались у цьому дослідженні. Як альтернатива, у хлопчиків рівень гепсидину в сироватці крові може бути вищим, ніж у дівчаток, як повідомлялося у дорослих. 25
Наведені тут дещо вищі показники гепсидину порівняно із показниками для дітей із нормальною вагою в інших місцях 22, 23, 26 можуть бути пов’язані з методом аналізу ІФА, що застосовується для гепсидину. Загалом, концентрації гепсидину, що визначаються конкуруючими наборами ELISA, вищі, ніж ті, що використовують мас-спектрометрію, і варіюються залежно від використовуваних патентованих антитіл. 27
Не дивно, що концентрація прозапального цитокіну лептину була значно підвищена у наших дітей із надмірною вагою порівняно з нормальною вагою. Подібним чином BMIZ був значущим позитивним предиктором концентрації log лептину (табл. 4). 22, 23 Тим не менше, середні концентрації лептину, про які повідомляється тут, навіть для дітей із надмірною вагою (табл. 2), були лише трохи вищими, ніж у швейцарських дітей із нормальною вагою 22, імовірно через відносно низький середній показник BMIZ у дітей бразильського дошкільного віку із надмірною вагою. Вищі середні концентрації лептину у дівчаток (табл. 1) і, отже, негативна зв'язок між концентраціями чоловіків та логарифмічними показниками не є несподіваними (табл. 4) і можуть бути пов'язані з вищими рівнями лептину на одиницю жирової маси у жінок. 28
Висновки
Наші результати підкреслили, що в країнах з перехідною економікою, таких як Бразилія, роль запалення, пов’язаного з ожирінням, у дефіциті заліза в тканинах слід завжди враховувати, навіть серед груп дітей з важкими захворюваннями. Відносно низька поширеність надмірної ваги. Цей ефект може пом'якшити вплив національних програм збагачення заліза на поліпшення стану заліза у дітей з залізодефіцитною анемією.