Hannover Medical School - PDF na stiahnutie zadarmo
1 Hannover Medical School Z Detskej kliniky Hannover Medical School v spolupráci s Ústavom pre klinickú farmakológiu Prof. Dr. med. Thomas Lücke Metabolická dráha L-arginín/oxid dusnatý u predčasne narodených detí Dizertačná práca pre získanie doktorátu z medicíny na Hannover Medical School, ktorú predložila Anna Buck narodená v Tscheljabinsku (Rusko) Hannover 2012
2 Prijaté senátom Hannoverskej lekárskej fakulty dňa Vytlačené so súhlasom predsedu Hannoverskej lekárskej fakulty: Prof. Dr. med. Dieter Bitter-Suermann Vedúci práce: Prof. Dr. med. Rečník Thomas Lücke: prof. Dr. med. Dorothee Viemann Spolurozhodkyňa: Prof. Dr. med. Deň ústnej skúšky Jana Kielsteina: Členovia skúšobnej komisie: Prof. Dr. med. Constantin von Kaisenberg PD Dr. Vivien Schacht-Stahlbock PD Dr. Hossein Tezval
3 Zoznam skratiek A. Arteria ADMA Asymetrický dimetylarginín ANS Syndróm respiračnej tiesne obojstranne BE prebytok báz BGA Analýza krvných plynov BH 4 Tetrahydrobiopterín CAD zrážka aktivovaná disociácia CAT katiónový transportér aminokyselín CD3OD deuterovaný metanol CF6 Spojovací faktor 6 cgmp cyklický guanousín monofosfát D-CPH Okuliare na stlačený vzduch dimetylaminohydrolázy DLB DMA Dimetylamín EDTA Etyléndiamíntetraacetát ELISA Enzym-Linked Immunosorbent Assay enos endoteliálna konštitutívna NO syntetáza eutr. eutrofická FAD flavín adenozín dinukleotid FG predčasne narodené deti FMN flavín mononukleotid FN predčasná detská výživa FSGS fokálna segmentálna glomeruloskleróza GC-MS plynová chromatografia-hmotnostná spektrometria GC-MS/MS plynová chromatografia-tandemová hmotnostná spektrometria GOP glutamát-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamát-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamát-trans-glutamá-
4 Hk hematokrit HPLC, vysokoúčinná kvapalinová chromatografia, hypotr. hypotrofy inos indukovateľné NO syntetáza IVH intraventrikulárne krvácanie KG veľkosť tela KH uhľohydráty KHK koronárne ochorenie srdca LDL lipoproteín s nízkou hustotou LPS lipopolysacharid M. choroba macnos vyjadrená v makrofágoch NO syntetáza MAD stredný arteriálny tlak MCH stredný objem koronárnych buniek MCH stredný objem koronárnych zásob MCH stredný koronárny objem Materské mlieko NADPH nikotínamid adenín dinukleotid fosfát nb neurčené NEC nekrotizujúca enterokolitída NICI negatívny ión chemická ionizácia NMMA N-monometyl-L-arginín NO oxid dusnatý NO2 dusitan NO3 dusičnan NOS NO syntetáza n neurálna konštitutíva NO syntetáza pavk periférne arteriálne okluzívne ochorenie pco2 parciálny tlak na konci vylučujúci oxid uhličitý EPA perzistentný duktilný tlak Tlak PFAA pentafluórpropiónový anhydrid PFO perzistentný foramen ovale po2 parciálny tlak kyslíka
5 PPHN PRMT RAAS RDW resp. RSD SDMA SIOD SpO2 SSW TNF-! UPLC VEGF VSD perzistujúca pľúcna hypertenzia proteín-arginín-metyltransferázy renín-angiotenzín-aldosterónový systém distribúcia červených krviniek šírka respiračná Relatívna štandardná odchýlka symetrický dimetylarginín Schimkeova imunoosézna dysplázia saturácia kyslíkom týždeň tehotenstva faktor nekrózy nádoru-! Vysokoúčinná kvapalinová chromatografia Vaskulárny endoteliálny rastový faktor Porucha komorového septa
6 Obsah 1. Úvod Význam a syntéza oxidu dusnatého ADMA - endogénny inhibítor syntézy NO Syntéza ADMA Degradácia ADMA Patofyziologický význam DDAH Metabolická dráha L-arginín/NO v detstve Pacienti a metodika Kolektív štúdie Vylučovacie kritériá Postup štúdie Informácie a právne predpisy Získanie vzoriek a zber údajov o pacientovi Analytické metódy Meranie ADMA v plazme a moči Meranie L-arginínu v plazme Meranie dusičnanov a dusitanov v plazme Meranie dusičnanov a dusitanov v moči Meranie dimetylamínu v moči Meranie kreatinínu v moči Výsledky štatistických údajov na celkovom kolektívnom ADMA v plazme u predčasne narodených detí ADMA v moči u predčasne narodených detí L-arginín v plazme u predčasne narodených detí Dusitany v plazme u predčasne narodených detí Dusitany v plazme u predčasne narodených detí Dusitany v moči u predčasne narodených detí Nitrát v moči u predčasne narodených detí i
7 3.1.8 DMA v moči u predčasne narodených detí Pomer DMA/ADMA v moči u predčasne narodených detí Pomer L-arginín/ADMA v plazme u predčasne narodených detí Parametre vo veku SSW a SSW v porovnaní ADMA v plazme u predčasne narodených detí ADMA v moči u predčasne narodených detí L- Arginín v plazme u predčasne narodených detí Dusitany v plazme u predčasne narodených detí Dusitany v plazme predčasne narodené deti Dusitany v plazme predčasne narodené deti Dusitany v moči predčasne narodené deti Dusičnany v moči predčasne narodené deti DMA v moči predčasne narodené deti Pomer DMA/ADMA u predčasne narodených detí Pomer L-arginín/ADMA u predčasne narodených detí Parameter súvisiaci s Pohlavie ADMA v plazme u predčasne narodených detí ADMA v moči u predčasne narodených detí L-arginín v plazme u predčasne narodených detí Dusitany v plazme u predčasne narodených detí Dusitany v plazme u predčasne narodených detí Dusitany v moči u predčasne narodených detí Dusitany v moči u predčasne narodených detí DMA v moči u predčasne narodených detí Pomer DMA/ADMA v moči u predčasne narodených detí pomer L-arginín/ADMA u predčasne narodených detí Ostatné korelácie Korelácia medzi L-arginínom a ADMA v plazme (celkový súhrn) Korelovať ión medzi ADMA v plazme alebo moči, ako aj dusitany a dusičnany v plazme alebo v moči Diskusia o študijnom kolektíve a čase prijatia vzoriek L-arginín/NO metabolická cesta: stanovenie normálnych hodnôt ii
8 pre predčasne narodené deti Nepriama aktivita DDAH u predčasne narodených detí Zhrnutie Literatúra Príloha Informácie pre pacientov Vyhlásenie o zhode Dokumentácia pacienta Namerané hodnoty Prehľad nameraných hodnôt metabolickej dráhy L-arginín/NO u predčasne narodených detí Štatistický prehľad nameraných parametrov metabolickej dráhy L-arginín/NO u predčasne narodených detí Ostatné údaje o pacientovi Lieky v čase prijatia Výživa predčasne narodených detí v čase prijatia Poruchy/choroby postnatálnej adaptácie predčasne narodených detí v čase prijatia Vysvetlenie Poďakovanie Životopis iii
11 Úvod [Irmanishi a kol. 2004]. Okrem toho sa inos nachádzal aj v epitelových bunkách, bunkách hladkého svalstva, kardiomyocytoch, hepatocytoch, mikrovaskulárnych endotelových bunkách a mezangiálnych bunkách [Meyer a kol. 1999; Darra a kol. 2010]. Napriek rôznemu pôvodu majú všetky izoformy spoločné to, že v dvojstupňovej oxidačnej reakcii konvertujú aminokyselinu L-arginín na L-citrulín a NO. Biosyntéza NO je inhibovaná endogénnym inhibítorom NOS, asymetrickým dimetylarginínom (ADMA) [Ignarro 1990; Moncada a kol. 1991; Vallance a kol. 1992]. 3
15 Úvod Obr. 3: Choroby spojené so zvýšenými plazmatickými koncentráciami ADMA u dospelých 7
16 Úvod 1.3 Syntéza ADMA Pri syntéze dimetylarginínu sa jedna alebo viac metylových skupín prenáša z donora metylovej skupiny, S-adenosylmetionínu, metabolického produktu homocysteínu, na zvyšky L-arginínu na báze proteínu [Garlick a kol. 1976; Paik a kol. 1968]. V tejto reakcii sú proteínové arginín-metyltransferázy (PRMT) zodpovedné za metyláciu aminokyseliny arginín (obr. 4). Podľa toho sa v závislosti od počtu prenesených metylových skupín monometylarginín a ADMA konvertujú pomocou proteínovej metylázy I alebo monometylarginín a symetrický dimetylarginín (SDMA) pomocou proteínovej metylázy II. Celkovo 90% metylačnej reakcie aminokyseliny L-arginínu prebieha prostredníctvom PRMT I [Tang a kol. 2000]. Obrázok 4: Syntéza, účinok, metabolizmus a eliminácia ADMA [upravené od Kielstein et al. 2002] 8
22 Pacienti a metódy 2. Pacienti a metódy 2.1 Kolektív štúdie Nasledujúca štúdia je prospektívnou klinickou štúdiou, ktorá bola zahájená a uskutočnená na detskej klinike Lekárskej univerzity v Hannoveri v spolupráci s Ústavom pre klinickú farmakológiu. Na novorodenecké oddelenie Hannoverskej lekárskej školy bolo prijatých celkovo 108 predčasne narodených detí v gestačnom veku od 23 do 36 týždňov tehotenstva. Obrázok 5 zobrazuje distribúciu do príslušného SSW (gestačný vek). Okrem toho boli deti rozdelené do dvoch skupín podľa gestačného veku: 32 FG s gestačným vekom SSW a 76 FG s gestačným vekom SSW. Distribúcia podľa pohlavia pozostávala z 52 mužov a 56 žien predčasne narodených detí (Tab. 1). Čas odberu krvi a moču bol stanovený na 7. až 12. deň života. Pacienti n = 108 rokov (gestačný týždeň), z toho 52 dolárov% gestačného týždňa 76 tabuľka 1: Pacienti štúdie Obr. 5.: Počet vyšetrených predčasne narodených detí v súvislosti s gestačnými týždňami (týždeň tehotenstva) 14
31 Výsledky 3. Výsledky Výsledky meraní metabolickej dráhy L-arginín/NO sú uvedené nižšie. Štatistické hodnotenie je uvedené v troch častiach. Prvá časť analyzuje parametre merania pre všetkých 108 pacientov (celkovo kolektívne) súvisiacich s gestačným vekom. Prvýkrát sme určili normálne hodnoty ADMA v plazme a moči u predčasne narodených detí vo veku od 23 do 36 týždňov tehotenstva (3.1). V druhej časti sa výsledky týkajú rozdelenia do dvoch skupín (predčasne narodené deti v tehotenskom týždni a zrelšie predčasne narodené deti v tehotenskom týždni). Rozdelenie kolektívu pacientov má ilustrovať možnú súvislosť medzi ADMA a gestačným vekom, a tým aj stupeň zrelosti predčasne narodených detí (3.2). Tretia časť obsahuje vyhodnotenie nameraných biochemických parametrov vo vzťahu k pohlaviu detí (3.3). 23
32 Výsledky 3.1 Parametre súvisiace s celkovou skupinou ADMA v plazme u predčasne narodených detí Celková priemerná hodnota bola 860 nm so štandardnou odchýlkou 174 nm. Medzi koncentráciou ADMA v plazme a gestačným vekom bola tiež pozitívna korelácia (obr.). Počet minimum [nm] maximum [nm] medián [nm] stredná hodnota [nm] štandardná odchýlka [nm] dolná hranica horná hranica r = 0,298; p = 0,002 Obr.: Koncentrácia ADMA v plazme na základe veku v 24. týždni tehotenstva
33 Výsledky ADMA v moči u predčasne narodených detí Vyhodnotenie koncentrácie ADMA v moči sa uskutočnilo vo vzťahu k hodnotám kreatinínu v moči. Pre ADMA v moči bola vypočítaná stredná hodnota 12,7 mol/mmol kreatinínu so štandardnou odchýlkou 3,9 mol/mmol kreatinínu. Existovala korelácia medzi koncentráciou ADMA v moči a vekom v gestačných týždňoch (obr.). Počet Minimum [! Mol/mmol kreatinínu] Maximum [! Mol/mmol kreatinínu] Medián [! Mol/mmol kreatinínu] Priemerná hodnota [! Mol/mmol kreatinínu] Štandardná odchýlka [! Mol/mmol kreatinínu] Dolná hranica Horná hranica 73 5,3 23.1 12,7 12,7 3,9 11,7 13,6 r = 0,250; p = 0,033 Obr.: Koncentrácia ADMA v moči na základe veku v týždňoch tehotenstva (25. týždeň)
34 Výsledky L-arginín v plazme u predčasne narodených detí Koncentrácia L-arginínu v plazme bola v priemere 44,9! M so štandardnou odchýlkou 19,8! M. V tomto prípade neexistovala korelácia medzi koncentráciou arginínu v plazme a vekom predčasne narodených detí v týždni tehotenstva (obr.). Počet Minimum [! M] Maximum [! M] Medián [! M] Priemer [! M] Štandardná odchýlka [! M] Dolná hranica Horná hranica 106 4,1 105,1 42,6 44,9 19,8 41,1 48,7 r = -0,048; p = 0,623 Obr: Koncentrácia L-arginínu v plazme na základe veku v gestačných týždňoch (SSW) 26
35 Výsledky Dusitany v plazme u predčasne narodených detí Priemerná hodnota koncentrácie dusitanov v plazme bola 2,9! M s hodnotami dusitanov a gestačným vekom (obr.). Počet Minimum [! M] Maximum [! M] Medián [! M] Priemer [! M] Štandardná odchýlka 2,1! M. Medzi štandardnou odchýlkou plazmy [! M] dolná hranica horná hranica 106 1,0 19,9 2,9 2,9 2,1 2,5 3,3 r = 0,097 neexistovala korelácia; p = 0,324 Obr: Koncentrácia dusitanov v plazme na základe veku v gestačných týždňoch (SSW) 27
36 Výsledky Dusičnany v plazme u predčasne narodených detí Priemerná hodnota koncentrácie dusičnanov v plazme bola 46,1 M a štandardná odchýlka 19,5 M. Výsledok týchto meraní neodhalil žiadnu koreláciu medzi gestačným vekom predčasne narodených detí a dusičnanmi v plazme (obr.). Počet Minimum [! M] Maximum [! M] Medián [! M] Priemer [! M] Štandardná odchýlka [! M] Dolná hranica Horná hranica, 5 199,1 41,3 46,1 19,5 42,3 49,8 r = -0,110; p = 0,262 Obr: Koncentrácia dusičnanov v plazme na základe veku v týždňoch gravidity (gravidita 28 týždňov)
37 Výsledky Dusitany v moči predčasne narodených detí V moči bola priemerná koncentrácia dusitanov 4,3 mol/mmol kreatinínu a štandardná odchýlka 10,7 mol/mmol kreatinínu. V prípade dusitanov tiež neexistovala korelácia medzi nameranými hodnotami a gestačným vekom v týždňoch tehotenstva (obr.). Počet Minimum [! Mol/mmol kreatinínu] Maximum [! Mol/mmol kreatinínu] Medián [! Mol/mmol kreatinínu] Priemerná hodnota [! Mol/mmol kreatinínu] Štandardná odchýlka [! Mol/mmol kreatinínu] Dolná hranica Horná hranica 76 0,3 70,2 1,4 4,3 10,7 1,8 6,7 r = -0,149; p = 0,198 Obr.: Koncentrácia dusitanov v moči na základe veku v gravidných týždňoch (29. týždeň)
38 Výsledky Dusičnany v moči predčasne narodených detí 283! Mol/mmol kreatinínu sa stanovil ako stredná hodnota koncentrácie dusičnanov v moči. Štandardná odchýlka bola 85 mol/mmol kreatinínu. Nezistila sa žiadna korelácia medzi dusičnanmi v moči a gestačným vekom (obr.). Počet minimum [! Mol/mmol kreatinínu] maximum [! Mol/mmol kreatinínu] medián [! Mol/mmol kreatinínu] priemer [! Mol/mmol kreatinínu] štandardná odchýlka [! Mol/mmol kreatinínu] dolná hranica horná hranica r = 0,066; p = 0,573 Obr.: Koncentrácia dusičnanov v moči na základe veku v gestačných týždňoch (SSW) 30
39 Výsledky DMA v moči u predčasne narodených detí Priemerná hodnota koncentrácie DMA v moči bola 255! Mol/mmol kreatinínu a štandardná odchýlka bola 40! Mol/mmol kreatinínu. Medzi nameranými hodnotami DMA a gestačnými týždňami detí existovala jasná korelácia (obr.). Počet minimum [! Mol/mmol kreatinínu] maximum [! Mol/mmol kreatinínu] medián [! Mol/mmol kreatinínu] priemer [! Mol/mmol kreatinínu] štandardná odchýlka [! Mol/mmol kreatinínu] dolná hranica horná hranica r = -0,320; p = 0,005 Obr.: Koncentrácia DMA v moči na základe veku v gestačných týždňoch (SSW) 31