czytaj PDF - Endokrynologia Pediatryczna

Vol. 4/2005 Nr 4(13)
Endokrynologia Pediatryczna
Pediatric Endocrinology
Ocena stężenia wolnych aminokwasów w surowicy krwi u dzieci zdrowych i
z wolem obojętnym
The profile of free amino acids concentration in serum of healthy children and
children with simple goiter
Beata Gołębiowska-Gągała, Leszek Szewczyk
Klinika Endokrynologii i Neurologii Dziecięcej Akademii Medycznej w Lublinie
Adres do korespondencji:
Beata Gołębiowska-Gągała, Klinika Endokrynologii i Neurologii Dziecięcej Akademii Medycznej w Lublinie, ul. Chodźki 2
Słowa kluczowe: treonina, seryna, asparagina, kwas glutaminowy, glutamina, prolina, glicyna, alanina, walina, izoleucyna,l eucyna, tyrosina,
fenyloalanina, ornityna, lizyna, histydyna, wole obojętne
Key words: threonine, serine, asparagine, glutamic acid, glutamine, proline, glycine, alanine, valine, isoleucine, leucine, tyrosine,
phenylalanine, ornithine, lysine, histidine, simple goiter
STRESZCZENIE/
STRESZCZENIE/ABSTRACT
Badania dotyczące profilu wolnych aminokwasów w surowicy krwi u dzieci z chorobami tarczycy należą do wyjątkowo
rzadko spotykanych. Hormony tarczycy w warunkach fizjologicznych stymulują syntezę jak również degradację
białek, w sytuacji nadczynności dominuje zaś katabolizm. Materiał i metody. Oznaczono stężenie następujących
wolnych aminokwasów w surowicy krwi: treoniny, seryny, asparaginy, kwasu glutaminowego, glutaminy, proliny,
glicyny, alaniny, waliny, izoleucyny, leucyny, tyrozyny, fenyloalaniny, ornityny, lizyny, histydyny. Stężenie wolnych
aminokwasów w surowicy krwi oznaczono jednorazowo u 45 dziewcząt i chłopców z wolem obojętnym. Oznaczono
także poziom wolnych aminokwasów w grupie 77 zdrowych dzieci. Poziom wolnych aminokwasów w surowicy
krwi oznaczono metodą chromatografii kolumnowej wg Stein’a, Spackman’a i Moore’a. Wyniki. Profil wolnych
aminokwasów w surowicy krwi u dzieci z chorobami tarczycy podlega specyficznym zmianom w stosunku o grupy
dzieci zdrowych w tym samym przedziale wiekowym. W grupie dzieci z wolem obojętnym uzyskano statystycznie
niższe wartości jedynie trzech aminokwasów glicyny, ornityny, lizyny.
Endokrynol. Pediatr., 4/2005;4(13):17-26
The aim of the study was the estimation of free amino acids concentrations changes in serum at children with
diseases of thyroid in different phases of treatment. Thyroid hormones in physiological concentrations stimulate
synthesis, and also the degradation of proteins, while in supraphysiological doses stimulate the increase of their
catabolism. Material and methods. The concentrations of following free amino acids in serum were measured:
threonine, serine, asparagine, glutamic acid, glutamine, proline, glycine, alanine, valine, isoleucine, leucine, tyrosine,
phenylalanine, ornithine, lysine, and histidine. The measurements were made in 45 children with simple goiter.
The obtained results were compared with concentrations of free amino acids in the group of 77 healthy children. It
Vol. 4/2005, Nr 4(13)
17
Praca oryginalna
Endokrynol. Pediatr., 4/2005;4(13):17-26
was carried out according to the quantitative method of column chromatography of Stein, Spackman and Moore.
Results. The profile of free amino acids in serum at children with diseases of thyroid is subject to specific changes
in comparison with healthy children of the same age. The profile of free amino acids in serum at children with simple
goiter showed lower values of: glycine, ornithine and lysine.
Pediatr. Endocrinol., 4/2005;4(13):17-26
Wstęp
W stężeniach fizjologicznych hormony tarczycy stymulują syntezę, jak również degradację białek, podczas gdy w dawkach ponadfizjologicznych
dominuje katabolizm białek. W mięśniach szkieletowych hypertyreoza wywołuje zmniejszenie zasobów białka. W związku ze zwiększonym uwalnianiem aminokwasów z mięśni szkieletowych osoczowe stężenia aminokwasów są często zwiększone, powodując, poprzez nasilony dowóz substratu
wzrost np. wątrobowej glukoneogenezy.
Rozmaite stany czynnościowe tarczycy charakteryzują się odmiennymi i częściowo przeciwstawnymi zmianami metabolicznymi aminokwasowo-białkowymi. Może to wynikać z faktu, że
hipertyreoza i hipotyreoza charakteryzują się nie
tylko nadmiarem lub niedoborem hormonów tarczycy, ale także zmianami stężeń innych krążących
hormonów, w tym: insuliny, glukagonu i glukokortykosterydów, oraz modulowaniem przez różnorodne stany tarczycy funkcji rozmaitych receptorów błonowych, w tym: dla glukagonu, insuliny czy
katecholamin [1–21].
Większość badań oceniających poziom aminokwasów w surowicy krwi była dokonana na materiale zwierzęcym bądź przeprowadzona u osób dorosłych [22–30].
Nadal rzadko spotykane są doniesienia o zachowaniu się poziomu aminokwasów w surowicy krwi
u dzieci i nastolatków. Dotyczy to także badań poziomu aminokwasów w surowicy krwi u pacjentów
z chorobami tarczycy.
Dlatego interesujące wydawało się podjęcie próby oceny poziomu aminokwasów w surowicy krwi
u dzieci z wolem młodzieńczym.
Celem pracy była ocena profilu wolnych aminokwasów w surowicy krwi u dzieci leczonych z powodu wola obojętnego w porównaniu do zdrowych
rówieśników, na podstawie określenia ich stężeń w
surowicy krwi.
Materiał
Oznaczenia stężeń wolnych aminokwasów w surowicy krwi dokonano w grupie pacjentów hospita18
lizowanych z powodu wola obojętnego w Klinice
Endokrynologii i Neurologii Dziecięcej AM w Lublinie.
Do grupy tej zakwalifikowano 45 dzieci, opierając się na kryteriach rozpoznania wola prostego
[31], w tym 36 dziewcząt, w wieku od 8,7 do 18 lat,
i 9 chłopców, w wieku od 8,9 do 17,6 lat. Wszystkie dzieci były w stanie klinicznej i hormonalnej
eutyreozy. W grupie dzieci z wolem obojętnym u
28 dzieci (62%) stwierdzono wole IO, a u 17 dzieci
(38%) wole typu IIO wg WHO.
Dzieci pochodziły w większości z terenów
umiarkowanej endemii wola (częstość wola u dzieci w wieku 6–12 lat na terenie Lubelszczyzny wg
Szewczyka i Beń-Skowronek wynosi 22%) oraz
umiarkowanego niedoboru jodu (wydalanie jodu
z moczem wynosi średnio 52 µg/L) [32], co wynika
z wcześniejszych badań dotyczących występowania
wola prostego na obszarze Polski [33].
W grupie badanych dzieci średnie stężenia TSH i
hormonów tarczycy wynosiły: TSH: 1,94 ± 1,58 IU/
l (N: 0,3–5,0 IU/l), TT3: 1,32 ± 0,3 ng/dl (N: 0,8–2,0
ng/dl), TT4: 7,43 ± 1,87 µg/dl (N: 4,5–12,0 µg/dl),
FT4: 1,18 ± 0,19 ng/dl (N: 0,71–1,85 ng/dl).
Poziom cholesterolu wynosił średnio 154,68
± 21,03 mg/dl, a białka całkowitego 7,024 ± 0,82
g/dl. 77 dzieci stanowiło grupę kontrolną (w tym 56
dziewcząt w wieku od 10,9 do 18,2 lat i 21 chłopców w wieku od 10,9 do 16 lat), w której na podstawie przeprowadzonego wywiadu, badania klinicznego i wyników badań dodatkowych nie stwierdzono żadnych zaburzeń metabolicznych, endokrynologicznych, jak również innych schorzeń, które w
istotny sposób mogłyby wpłynąć na wyniki przeprowadzonych badań.
Metody
Badane dzieci pozostawały przez trzy dni poprzedzające na diecie ogólnej, izokalorycznej.
Rano, na czczo, po spoczynku nocnym pobierano
przy okazji wykonywania rutynowych badań diagnostycznych z żyły łokciowej 4 ml krwi na skrzep.
Po odciągnięciu surowicy oznaczono w niej stężenie 16 aminokwasów: treoniny, seryny, asparaginy,
kwasu glutaminowego, glutaminy, proliny, glicyny,
Gołębiowska-Gągała B. i inni – Ocena stężenia wolnych aminokwasów w surowicy krwi u dzieci zdrowych i z wolem obojętnym
alaniny, waliny, izoleucyny, leucyny, tyrozyny, fenyloalaniny, ornityny, lizyny i histydyny.
Jednocześnie dokonywano dla celów diagnostycznych oznaczeń poziomów TSH oraz stężeń: TT3,
TT4, fT4, a także poziomu cholesterolu i białka całkowitego.
Stężenie wolnych aminokwasów w surowicy
krwi oznaczono ilościową metodą chromatografii
kolumnowej wg Steina, Spackmana i Moore’a [34],
przy użyciu automatycznego analizatora aminokwasów typu AAA-339 (Mikrotechna-Praga-Czechy).
Badaną surowicę odbiałczano 6% roztworem
kwasu sulfosalicylowego w buforze cytrynianowym o pH = 2,9, (do 1 cm3 surowicy dodano 1 cm3
roztworu kwasu sulfosalicylowego). Następnie badany materiał poddano wirowaniu przez okres 15
minut z szybkością 12 000 obrotów na minutę. Klarowny supernatant przeniesiono na kolumnę chromatograficzną. Stosowano system jednokolum-
nowy, przy wykorzystaniu kolumny typu jonex
OSTION LGFA. Rozdział aminokwasów przeprowadzono z zastosowaniem pięciu buforów cytrynianowo-litowych.
Wyniki stężeń aminokwasów uzyskano na podstawie komputerowej oceny chromatogramu.
Dokładność oznaczeń wynosiła 5 nM na 1 g badanego materiału.
Analiza jednej próbki trwała 255 min.
Badania wykonano w Zakładzie Chemii Ogólnej
AM w Lublinie.
Poziom TSH i hormonów tarczycy oznaczono
metodą immunoenzymatyczną (ELISA - Abott) w
Pracowni Endokrynologiczno-Metabolicznej Kliniki Endokrynologii i Neurologii Dziecięcej.
Uzyskane dane liczbowe poddano analizie statystycznej. Wartości badanych cech scharakteryzowano za pomocą następujących parametrów statystycznych: n – liczebność próby, M – średnia arytmetyczna, SD – odchylenie standardowe, SE – błąd
Tab. I. Charakterystyka statystyczna badanych stężeń aminokwasów w grupie kontrolnej (K)
Tab. I. Statiscical data of amino acids concentrations in a control group
Statystyki opisowe
Lp.
Aminokwasy
n
M
SD
SE
zakres
v%
1
Treonina
69
131,395
34,851
4,196
50,28–217,66
26,524
2
Seryna
68
153,339
33,653
4,081
53,27–246,85
21,947
3
Asparagina
34
40,879
14,131
2,423
13,47–80,05
34,566
4
Kw. glutaminowy
68
106,525
41,055
4,979
24,72–205,28
38,541
5
Glutamina
69
506,204
181,765
21,882
183,44–938,96
35,908
6
Prolina
60
258,430
103,634
13,379
92,48–682,27
36,308
7
Glicyna
69
304,867
71,770
8,640
135,13–445,89
23,542
8
Alanina
69
586,000
157,197
18,924
302,26–1116,47
26,825
9
Walina
76
276,147
66,034
7,575
137,92–461,73
23,913
10
Isoleucyna
71
70,210
25,094
2,978
25,00–143,59
35,741
11
Leucyna
71
127,326
39,078
4,638
60,11–243,21
30,691
12
Tyrozyna
77
90,406
28,401
3,237
35,55–156,40
31,415
13
Fenyloalanina
77
70,754
22,619
2,578
28,72–171,17
31,969
14
Ornityna
62
100,532
30,052
3,817
31,42–194,78
29,893
15
Lizyna
77
195,648
49,511
5,642
79,89–328,64
25,306
16
Histydyna
77
106,226
28,703
3,271
38,88–169,54
27,021
n – liczebność próby; M – średnia arytmetyczna; SD – odchylenie standardowe; SE – błąd standardowy,
zakres – zakres zmienności; v% – współczynnik zmienności.
19
Praca oryginalna
Endokrynol. Pediatr., 4/2005;4(13):17-26
standardowy, zakres – zakres zmienności, v%
– współczynnik zmienności.
Do oceny istotności różnic pomiędzy średnimi
zastosowano test porównań wielokrotnych Tukeya.
Do oceny istotności przyjęto poziom ufności p ≤
0,05, jako istotny, oraz p ≤ 0,01, jako bardzo istotny.
Wyniki
Analizując średnie stężeń aminokwasów u dzieci
z wolem obojętnym stwierdzono statystycznie niższe
wartości jedynie dla trzech aminokwasów: glicyny,
ornityny, lizyny w porównaniu z dziećmi zdrowymi.
Oznaczając glicynę w grupie pacjentów z wolem obojętnym i w grupie dzieci zdrowych uzyskano wyniki: 262,77 ± 53,19 nM/cm3, 304,87 ±
71,77 nM/cm3. Poziom glicyny był niższy o 41,56
nM/cm3 (R), (NIR = 27,54 nM/cm3).
Poziom ornityny oznaczony u dzieci z wolem
obojętnym wynosił średnio 82,58 ± 24,01 nM/cm3,
zaś u dzieci zdrowych 100,53 ± 30,05 nM/cm3. Wyznaczona ocena różnicy średnich dla ornityny wynosiła (–23,64) nM/cm3 (R), gdy najmniejsza wymagana istotna różnica to 11,79 nM/cm3 (NIR).
Poziom lizyny oznaczono u dzieci z wolem obojętnym i dzieci zdrowych, otrzymując średnie stężenie odpowiednio w grupach: 177,94 ± 43,29 nM/
cm3 i 195,65 ± 49,51 nM/cm3. Wyznaczona ocena
różnicy średnich wynosiła (–20,79) nM/cm3 (R), dla
NIR równej 17,30 nM/cm3.
Statystyczną ocenę wyników badań zestawiono
w tabelach I i II, rezultaty testu porównań wielokrotnych Tukeya przedstawiają tabela III i rycina 1.
Omówienie
Badania dotyczące zachowania się poziomu
aminokwasów w surowicy krwi w przebiegu chorób tarczycy należą do rzadko spotykanych. Dotyczą one przede wszystkim badań doświadczalnych
Tab. II. Charakterystyka statystyczna badanych stężeń aminokwasów w grupie dzieci z wolem obojętnym – WO
Tab. II. Statiscical data of amino acids concentrations at children with simple goiter
Statystyki opisowe
Lp.
Aminokwasy
n
M
SD
SE
zakres
v%
1
Treonina
33
129,598
33,749
5,875
79,30–226,95
26,042
2
Seryna
33
151,575
41,972
7,306
19,55–236,57
27,691
3
Asparagina
5
42,970
13,147
5,879
30,00–64,85
30,595
4
Kw. glutaminowy
33
123,664
49,791
8,668
36,33–247,23
40,264
5
Glutamina
33
452,018
147,127
25,612
111,47–778,27
32,549
6
Prolina
29
250,615
96,022
17,831
79,32–443,94
38,315
7
Glicyna
32
262,765
53,191
9,403
139,79–389,54
20,243
8
Alanina
33
542,082
117,008
20,368
309,73–808,58
21,585
9
Walina
44
283,838
60,723
9,154
157,51–442,23
21,394
10
Isoleucyna
39
70,872
24,594
3,938
20,01–128,82
34,702
11
Leucyna
39
125,295
36,613
5,863
52,87–219,82
29,222
12
Tyrozyna
44
83,098
23,657
3,566
38,58–146,21
28,468
13
Fenyloalanina
44
68,567
19,435
2,930
35,90–142,58
28,345
14
Ornityna
36
82,579
24,008
4,001
42,93–146,82
29,072
15
Lizyna
43
177,942
43,289
6,602
109,93–339,06
24,328
16
Histydyna
43
100,478
27,607
4,210
40,62–160,00
27,476
n – liczebność próby; M – średnia arytmetyczna; SD – odchylenie standardowe; SE – błąd standardowy; zakres
– zakres zmienności; v% – współczynnik zmienności.
20
Gołębiowska-Gągała B. i inni – Ocena stężenia wolnych aminokwasów w surowicy krwi u dzieci zdrowych i z wolem obojętnym
Tab. III. Wyniki testu porównań wielokrotnych Tukeya dla
różnic stężeń poszczególnych aminokwasów w surowicy
krwi u dzieci z wolem obojętnym (WO) w stosunku do
dzieci z grupy kontrolnej (K)
Tab. III. The results of Tukey’s multi comporisons for
different concertations in particular amino acids in serum
at children with simple goiter in comporison to a control
Aminokwasy
Treonina
Seryna
Asparagina
Kw. glutaminowy
Glutamina
Prolina
Glicyna
Alanina
Walina
Isoleucyna
Leucyna
Tyrozyna
Fenyloalanina
Ornityna
Lizyna
Histydyna
K
R
–1,857
NIR
13,728
R
–1,713
NIR
13,314
R
3,787
NIR
11,371
R
18,250
NIR
21,779
R
–52,365
NIR
69,673
R
–34,852
NIR
45,709
R
–41,559
NIR
27,536
R
–44,460
NIR
61,920
R
20,031
NIR
22,179
R
3,015
NIR
9,243
R
1,368
NIR
20,264
R
–7,903
NIR
10,406
R
–4,167
NIR
7,806
R
–23,641
NIR
11,785
R
–20,791
NIR
17,299
R
–6,682
NIR
9,711
Istotne różnice dla – p<0,05; R – wyznaczona ocena różnicy
średnich (WO – K); NIR – najmniejsza istotna różnica średnich.
na zwierzętach oraz badań przeprowadzonych u
osób dorosłych. Natomiast doniesienia o zmianach
aminokwasów w płynach fizjologicznych u dzieci z
tyreopatiami należą do wyjątkowej rzadkości.
Dzięki sprawnemu układowi homeostazy poziom wolnych aminokwasów
w surowicy
krwi w stanie fizjologicznym wykazuje stosunkowo
małe wahania, a w okresie międzyposiłkowym nie
zależy od rodzaju stosowanej diety [35, 36], to jednakże rezultaty prac przeprowadzonych przez wielu
autorów, a w szczególności wyniki badań przeprowadzonych u dzieci dowodzą znacznego wpływu
diety na stężenie aminokwasów w surowicy krwi.
Już w 1912 roku Van Slyke i Meyer [37], a w
1949 Christensen [38] przeprowadzając badania
na psach wykazali, że spożycie białka powoduje
wzrost poziomu aminokwasów w krążeniu po pięciu godzinach od posiłku. Do podobnych wniosków
doszli Clemetson [39], Mellinkoff [40] i West [41],
oznaczając poziom aminokwasów po posiłku u ludzi.
Dent [42], Denton [43] i Wheeler [44] odnotowali, że poziom aminokwasów po posiłku białkowym jest wyższy do 5 godzin po posiłku w żyle
wrotnej niż w krążeniu układowym, ze szczytem
stężenia w 30–45 minucie.
Holmgren [45], analizując wpływ zawartości
białka w diecie na poziom aminokwasów w surowicy krwi u dzieci, dowiódł, iż już w dwa dni po zastąpieniu diety o normalnej zawartości białka dietą o
wysokiej zawartości białka, następuje wzrost stężenia większości aminokwasów w surowicy krwi, natomiast dieta o niskiej zawartości białka nie wpływała w sposób istotny na ich poziomy.
Nikou zaś [46] wykazał u dzieci zdrowych, pozostających przez 3 dni na diecie wysokobiałkowej
obniżenie stężenia alaniny w surowicy krwi. Autor
wyjaśnił to podwyższeniem aktywności karboksykinazy fosfoenolopirogronianowej i co za tym idzie
zwiększeniem glukoneogenezy wątrobowej.
W związku z dyskusyjnym, jak wynika z powyższych badań, wpływem diety na zachowanie
się aminokwasów, badania własne zaplanowano
tak, aby materiał był pobierany rano, na czczo, w
celu wyeliminowania ewentualnego wpływu posiłku, ponadto pacjenci przebywali przez 3 poprzedzające dni na izokalorycznej diecie ogólnej.
Zasada ta pozwoliła także na wyeliminowanie
ewentualnego wpływu rytmu dobowego na poziomy wolnych aminokwasów w surowicy krwi.
Fürst [47] bowiem, zauważył istnienie jeszcze
innych czynników mogących wpłynąć na stężenia
21
Ryc. 1. Średnie stężenia (nM/cm3) aminokwasów w wolu obojętnym ( WO ) i w grupie kontrolnej( K ), (* - p ≤0,05).
Fig.1. Average concentrations of amino acids in simple goiter in a control group.
Praca oryginalna
22
Endokrynol. Pediatr., 4/2005;4(13):17-26
Gołębiowska-Gągała B. i inni – Ocena stężenia wolnych aminokwasów w surowicy krwi u dzieci zdrowych i z wolem obojętnym
aminokwasów. Należy tu brać pod uwagę nie tylko
dietę i zmienność dobową, ale także uprzedni stan
odżywienia i aktywność fizyczną, wiek oraz płeć
badanych osób.
W badaniach Gołębiowskiej [48] przeprowadzonych u dzieci otyłych istotnie wyższe okazały się
aminokwasy, takie jak: glutamina, prolina, treonina, oraz aminokwasy o łańcuchach rozgałęzionych:
walina, leucyna i izoleucyna. Poziomy istotnie niższe obserwowano w stosunku do: seryny, glicyny,
tyrozyny, fenyloalaniny.
Adibi [49], Felig [50] i Swenseid [51] uzyskali w grupie dorosłych otyłych wyższe stężenia aminokwasów rozgałęzionych (waliny, leucyny i izoleucyny), co tłumaczyli opornością tkanek, głównie
mięśniowej i tłuszczowej na działanie insuliny.
Stępniewski [52] opisał u dzieci z niedożywieniem białkowo-kalorycznym obniżenie poziomu: fenyloalaniny, waliny, treoniny i histydyny, a
wzrost poziomu glicyny i kwasu glutaminowego.
Dla wyeliminowania tych różnic dzieci, u których oznaczono poziomy aminokwasów, należały
do tzw. szerokiej normy, tzn. badano dzieci mieszczące się pomiędzy 25, a 75 centylem w zakresie
masy ciała.
Według Feliga [53] i Carlstena [54, 55], wpływ
pracy mięśniowej na metabolizm aminokwasów
zmienia się wraz z długością i intensywnością aktywności.
Podczas krótkich ćwiczeń alanina jest jedynym
aminokwasem, dla którego obserwuje się wzrost
stężeń tętniczych od 25 do100% [53–55]. Podczas
długich ćwiczeń fizycznych obserwuje się spadek
tętniczych stężeń alaniny i wzrost stężeń waliny,
leucyny i izoleucyny [56].
Ewentualne nieprawidłowości w związku z
wpływem wysiłku fizycznego na poziom aminokwasów w surowicy krwi wyeliminowano poprzez przeprowadzenie badań u wszystkich dzieci
w godzinach rannych, po nocnym odpoczynku.
Armstrong i Stave [35] spostrzegli, że suma stężeń aminokwasów, jak i poziom poszczególnych
aminokwasów w surowicy krwi są znacząco mniej
stałe u dziewcząt niż u chłopców. Wysunęli oni hipotezę, że za większą ich zmienność odpowiedzialne są wpływy hormonalne. Nie stanowi to jednak
wytłumaczenia większej zmienności poziomu aminokwasów w surowicy krwi u dziewcząt przed
okresem dojrzewania.
Według Armstronga i Stave’a [35] najbardziej
stałe poziomy w grupie dziewcząt dotyczą dziewięciu aminokwasów, tj.: treoniny, seryny, glutaminy,
proliny, glicyny, cytruliny, metioniny, leucyny, tyrozyny, dla chłopców zaś szesnastu: treoniny, seryny, asparaginy, glutaminy, proliny, glicyny, alaniny,
cytruliny, cysteiny, metioniny, izoleucyny, leucyny,
tyrozyny, fenyloalaniny, ornityny, lizyny.
Najbardziej zmienne poziomy aminokwasów dla
obu płci wykazano dla: histydyny, tryptofanu i argininy, a więc dla trzech aminokwasów egzogennych,
najbardziej stałe dla obu płci dotyczyły pięciu aminokwasów endogennych: seryny, proliny, glicyny,
glutaminy i tyrozyny. Być może stałość poziomów
aminokwasów endogennych tłumaczy to, iż są one
pod kontrolą genetycznie uwarunkowanej aktywności enzymów syntetyzujących i degradujących aminokwasy, które nie są niezbędne, natomiast zmiany
w stanie odżywienia mogą mieć większy wpływ na
homeostazę aminokwasów niezbędnych.
Armstrong i Stave [57], dokonując również porównywania poziomów aminokwasów u dziewcząt
i chłopców, wykazali, iż średnie stężenie sumy aminokwasów było istotnie wyższe u chłopców jak u
dziewcząt. Istotnie wyższe poziomy u chłopców dotyczyły leucyny i w mniejszym stopniu: fenyloalaniny, izoleucyny i glutaminy. U mężczyzn były one
statystycznie wyższe dla wszystkich aminokwasów
z wyjątkiem: glicyny, seryny i treoniny. Sytuacja ta
może wynikać ze znacznie większej masy mięśniowej u chłopców i mężczyzn niż u dziewcząt i kobiet.
Liappis i Jäkel [58, 59], badając dzieci w dwóch
grupach wiekowych, uzyskali
w grupie młodszych dziewcząt (w wieku 5–10 lat) wyższe stężenie lizyny i histydyny, w grupie dziewcząt starszych
wyższe stężenie tauryny niż w odpowiednio wiekowo dobranych grupach chłopców.
Przybylska [60] nie wykazała istotnych różnic w
poziomie aminokwasów pomiędzy grupą dziewcząt
i chłopców.
W badaniach Liappisa i Jäkela [58, 59] młodsi chłopcy (5–10 lat) mieli wyższe stężenie tauryny i niższe argininy niż chłopcy starsi (10–15 lat), a
młodsze dziewczęta wyższe stężenie ornityny.
Biorąc pod uwagę powyższe, bardzo różnorodne
dane, uznano za celowe dokonanie oceny stężeń
aminokwasów w surowicy krwi w grupie dzieci chorych z wykluczeniem podziału na płeć, wiek,
fazę dojrzewania, albowiem te czynniki według danych rozlicznych autorów, nie wpływają w sposób
istotny i powtarzalny na zachowanie się wolnych
aminokwasów w surowicy krwi. Ponadto w analizowanym materiale klinicznym dominują w grupie
badanych dziewczęta, średni wiek dzieci waha się
23
Praca oryginalna
w dość wąskich granicach, ponadto większość
dzieci (92%) weszła już w fazę dojrzewania.
Poziomy wolnych aminokwasów w surowicy
krwi u dzieci z wolem obojętnym,
a więc z wyrównaną hormonalnie czynnością tarczycy powinny być zbliżone do poziomów aminokwasów w grupie zdrowych rówieśników.
Badania własne przeprowadzone w grupie dzieci
z wolem obojętnym w porównaniu do zdrowych rówieśników wykazują tendencję do niższych poziomów 11 aminokwasów, istotnie niższe wartości dotyczą jednak jedynie trzech aminokwasów: glicyny,
ornityny i lizyny w surowicy krwi.
W badaniach prowadzonych przez Ingenbleeck [61] w grupie 105 pacjentów z wolem obojętnym w stadium od IO do IIIO (w grupie od 20 do 40
roku życia), uzyskano spadek poziomów wszystkich
aminokwasów (endo- i egzogennych), a w grupie
pacjentów z wolem IIIO nawet do przeciętnie około
60% wartości w stosunku do grupy kontrolnej.
Dane te potwierdzają skłonność do zmniejszenia
metabolizmu białek u pacjentów z wolem obojęt-
Endokrynol. Pediatr., 4/2005;4(13):17-26
nym, prawdopodobnie na skutek niewystarczającej
aktywności hormonalnej i czynnościowej tarczycy.
W przeprowadzonych badaniach własnych
zmiany te nie były tak wyraźnie nasilone, ponieważ dotyczyły jedynie dzieci z wolem IO (62%) i
IIO stopnia (38%). Być może badane dzieci miały
nadal tak dalece sprawne mechanizmy kompensacyjne, które pozwoliły na utrzymanie organizmu w
stanie eumetabolizmu.
Wnioski
1. Profil wolnych aminokwasów w surowicy krwi
u dzieci z wolem obojętnym podlega specyficznym
zmianom w porównaniu ze zdrowymi rówieśnikami.
2. Wzorzec osoczowych aminokwasów w surowicy krwi u dzieci z wolem obojętnym wykazuje tendencję do niższych poziomów wielu badanych aminokwasów, istotnie niższe wartości dotyczą jednak
trzech aminokwasów: glicyny, ornityny i lizyny.
PIŚMIENNICTWO/REFERENCES
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
24
Anderson O., Friis T., Ollesen B.: Glucose intolerance and insulin secretion in hyperthyroidism. Acta Endicrinol., 1977:84,
576–587.
Arner P., Bolinder J., Wennlund A. et al.: Influence of thyroid hormone level on insulin action in human adipose tissue.
Diabetes, 1984:33, 369–375.
Cohen P., Barzilai N., Barzilai D. et al.: Correlation between insulin clearance and insulin responsiveness: studies in normal,
obese, hyperthyroid and Cushing’s Syndrome patients. Metabolism, 1986:35 (8), 744–749.
Dimitriadis G., Baker B., Marsh H. et al.: Effect of thyroid hormone excess on action, secretion and metabolism of insulin in
humans. Am. J. Physiol., 1985:248, E593–E601.
Doar J., Stamp T., Wynn V. et al.: Effects of oral and intravenous glucose loading in thyrotoxicosis: studies of plasma glucose,
free fatty acid, plasma insulin and blood puryvate levels. Diabetes, 1969:18, 633–639.
Elgee N., Williams R.: Effects of thyroid function on insulin degradation. Am. J. Physiol., 1955:180, 13–15.
[7] Hales C. Hyams D.: Plasma concentrations of glucose, nonesterified fatty acid and insulin during oral glucose tolerance
tests in thyrotoxicosis. Lancet, 1964:1, 69–71.
Heise E., Joost H., Hasselblatt A.: Insulin binding and response to insulin of adipocytes from thyroxine – treated rats.
Endocrinology, 1982:110, 955–960.
Huang M., Lardy H.: Effects of thyroid states on the Cori cycle, glucose-alanine cycle and futile cycling of glucose metabolism
in rats. Arch. Biochem. Biophys., 1981:209, 41–51.
Jap. T.S., Ho L.T., Won J.G.S.: Insulin secretion and sensitivity in hyperthyroidism. Horm. Metab. Res., 1989:21, 261–266.
Kabadi U., Eisenstein A.: Glucose intolerance in hyperthyroidism: role of glucagon. J. Clin. Endocrinol. Metab., 1980:50,
392–396.
Kabadi U., Eisenstein A.: Impaired pancreatic alfa-cell response in hyperthyroidism. J. Clin. Endocrinol. Metab., 1980:51,
478–482.
Laville M., Riou J., Bougneres P. et al.: Glucose metabolism in experimental hyperthyroidism: intact in vivo sensitivity to
insulin with abnormal binding and increased glucose turnover. J. Clin. Endocrinol. Metab.,1984:58, 960–965.
Madsen S., Sonne O.: Increase of glucagon receptors in hyperthyroidism. Nature London, 1976:262, 793–795.
Mc Culloch A., Nosadini R., Pernet A. et al.: Glucose turnover and indices of recycling in thyrotoxicosis and primary thyroid
failure. Clin. Sci., 1983:64, 41–47.
Merecek R., Feldman J.: Effect of hyperthyroidism on insulin and glucose dynamics in rabbits. Endocrinology, 1973:92,
1604–1611.
Gołębiowska-Gągała B. i inni – Ocena stężenia wolnych aminokwasów w surowicy krwi u dzieci zdrowych i z wolem obojętnym
[17] Müller M.J., Paschen U., Seitz H.: Thyroid hormone regulation of glucose homeostasis in the miniature pig. Endocrinology,
1983:112, 2025–2031.
[18] Okajima F., Ui M.: Metabolism of glucose in hyper- and hypothyroid rats in vivo: glucose – turnover values and futile-cycle
activities with 14C- and 3H-labelled glucose. Biochem. J., 1979:182, 565–592.
[19] Perez G., Ungaro B., Covelli A.: Altered glucoregulatory response to physiological infusions of epinephrine and glucagon in
hyperthyroidism. J. Clin. Endocrinol. Metab., 1980:51, 972–977.
[20] Sandler S.P., Robinson R.P., Rabin D. et al.: Effect of thyroid hormones on gluconeogenesis and forearm metabolism in man.
J. Clin. Endocrinol. Metab., 1983:56, 479–485.
[21] Saunders J., Hall S.E.H., Sönksen P.H.: Glucose and free fatty acid turnover in thyrotoxicosis and hypothyroidism before and
after treatment. Clin. Endocrinol., 1980:13, 33–44.
[22] Angeras U., Jagenburg R., Hasselgren P.O.: Effects of thyroid hormone and beta- blocking agents on plasma amino acids in
rats. Acta Chir. Scand., 1986:152, 339–345.
[23] Barzilai N., Karnieli E., Barzilay D. et al.: Correlation between glucose disposal and amino acid levels in hyperthyroidism.
Horm. Metab. Res., 1993:25, 382–385.
[24] Felt V., Husek P.: Changes of essential amino acid in thyropathies. Horm. Metab. Res., 1982:14, 596–598.
[25] Felts J.H., King J.S.: Enhanced excretion of free amino acids by hyperthyroid patients. Clin. Chem., 1971:17, 388–391.
[26] Ness G.C., Takahashi T., Lee Y.P.: Thyroid hormones on amino acids and protein metabolism. I. Concentration and
composition of free amino acids in blood plasma of the rat. Endocrinology, 1969: 85, 1166–1171.
[27] Rivlin R.S., Melmon K.L., Sjoerdsma A.: An oral tyrosine tolerance test in thyrotoxicosis and myxoedema. New Eng. J. Med.,
1965:272, 1143–1147.
[28] Singh S.P., Snyder A.K.: Effect of thyrotoxicosis on gluconeogenesis from alanine in the perfused rat liver. Endocrinology,
1978:102, 182–187.
[29] Tauveron I., Charierr S., Champredon C. et al.: Response of leucine metabolism to hyperinsulinemia under amino acid
replacement in experimental hyperthyroidism. Am. J. Physiol., 1995:269, E499–E507.
[30] Wahren J., Wennlund A., Lars H.: Influence of hyperthyroidism on splanchnic exchange of glucose and gluconeogenic
precursors. J. Clin. Invest., 1981:67, 1056–1063.
[31] Korman E.: Rozpoznanie i leczenie wola prostego u dzieci i młodzieży. Pediatria Praktyczna, 1995:3(1), 25–31.
[32] Szewczyk L., Beń-Skowronek I., Jaklińska T. et al.: Studies on goiter occurence and iodine deficiency in Lublin Upland (Lublin
coordinating center). Endokrynol. Pol., 1993:44(3), 311–315.
[33] Korman E.: Patogeneza wola prostego u dzieci i młodzieży. Pediatria Praktyczna, 1995: 3(1), 15–24.
[34] Stein W.H., Spackman D.H., Moore S.: Automatic recording apparatus for use in chromatography of amino acids. Anal.
Chem., 1958:30, 1190–1195.
[35] Armstrong M.D., Stave U.: A study of plasma free amino acid levels. IV. Characteristic individual levels of the amino acids.
Metabolism, 1973:22(6), 821–825.
[36] Bożkowa K., Duczyńska N.: Zaburzenia przemiany aminokwasów. [w:] Bożkowa K.: Genetycznie uwarunkowane zaburzenia
metaboliczne u dzieci. PZWL, Warszawa 1977, 31–64.
[37] Van Slyke D.D., Meyer G.M.: The aminoacid nitrogen of blood. Preliminary experiments on protein assimilation. J. Biol.
Chem., 1912:12, 399.
[38] Christensen H.N.: Conjugated amino-acids in portal plasma of dogs after protein feeding. Biochem. J.,1949:44, 333–339.
[39] Clemetson C.A.B., Churchman J.: Plasma amino-acid levels following protein ingestion by pregnant and non-pregnant
subjects. J. Obstet. Gynaec. Brit. Emp., 1955:62, 390–396.
[40] Mellinkoff S.M., Jenden D.J., Frankland M.: Postprandial serum amino acid levels in viral hepatitis. A. M. A. Arch. Intern. Med.,
1954:94, 604.
[41] West C.D., Wilson J.L., Eyles R.: Blood amino nitrogen levels. Changes in blood amino nitrogen levels folloving ingestion of
proteins and of a protein hydrolysate in infants with normal and with deficient pancreatic function. Ame. J. Dis. Child., 1946:
72, 251–258.
[42] Dent C.E., Schilling J.A.: Studies on the absorption of proteins: The amino-acid pattern in the portal blood. Biochem. J., 1949:
44, 318–321.
[43] Denton A.E., Elvehjem C.A.: Availability of amino acids in vivo. J. Biol. Chem., 1954:206, 449–452.
[44] Wheeler P., Morgan A.F.: The absorption by immature and adult rats of amino acids from raw and autoclaved fresh pork. J.
Nutr., 1958: 64, 137–139.
[45] Holmgren G.: Effect of low, normal and high dietary protein intake on urinary aminoacid excretion and plasma aminogram in
children. Nutr. Metabol., 1974:16, 223–228.
[46] Nikou D., Philippidis H., Palaiologos G.: Serum alanine concentration in diabe tic children under insulin treatment. Horm.
Metab. Res., 1975:7, 207–211.
[47] Fürst P.: Intracellular muscle free amino acids-their measurement and function. Proc. Nutr. Soc., 1983:42, 451–464.
[48] Gołębiowska M., Zwaigzne-Raczyńska J.: Wolne aminokwasy w osoczu i krwinkach czerwonych u dzieci z otyłością prostą.
Ped. Pol.,1989:11–12, 9–15.
25
Praca oryginalna
Endokrynol. Pediatr., 4/2005;4(13):17-26
[49] Adibi S.A., Drash A.L.: Hormone and amino acid levels in altered nutritional states J. Lab. Clin. Med., 1970:76(5), 722–732.
[50] Felig P., Marliss E., Cahill G.F. Jr.: Plasma amino acid levels and insulin secretion in obesity. N. Engl. J. Med., 1969:281,
811–817.
[51] Swensed M.E.: Plasma amino acid levels in obese subjects before, during and after starvation. Am. J. Clin. Nutr., 1969:22(6),
740–743.
[52] Stępniewski M., Szafran Z., Kruszewska M. et al.: Stężenie wolnych aminokwasów w osoczu krwi i hemolizacie krwinek czerwonych dzieci chorych na chorobę trzewną i niemowląt z przerostowym zwężeniem odźwiernika. Przegl. Lek., 1979:36(4),
383–387.
[53] Felig P., Wahren J.: Amino acid metabolisam in exercising man. J. Clin. Invest., 1971:50, 2703–2709.
[54] Carlsten A., Hallgren B., Jagenburg R. et al.: Arterial concentrations of free fatty acids and the amino acids in healthy human
individuals at rest and at different work loads. Scand. J. Clin. Lab. Invest., 1962:14, 185–191.
[55] Carlsten A., Hallgren B., Jagenburg R. et al.: Myocardial metabolism of glucose , lactic acid , amino acids and fatty acids in
healthy human individuals at rest and at different work loads. Scand. J. Clin. Lab. Invest., 1961:13, 418–454.
[56] Ahlborg G., Felig P., Hagenfeldt L. et al.: Substrate turnover during prolonged exercise in man. J. Clin. Invest., 1974:53(4),
1080–1090.
[57] Armstrong M.D., Stave U.: A study of plasma free amino acid levels. II. Normal values for children and adults. Metabolism,
1973:22(4), 561–569.
[58] Liappis N., Jäkel A.: Über die freien Aminosäuren im 24 Std-Harm gesunder Kinder. Mschr. Kinderheilk., 1974:122, 777–
780.
[59] Liappis N., Jäkel A.: Über die freien Aminosäuren im Serum gesunder Kinder. Mschr. Kinderheilk., 1974:122, 6–11.
[60] Przybylska T.: Wybrane aspekty przemiany aminokwasowo-białkowej w cukrzycy insulinozależnej wieku rozwojowego. Praca na stopień doktora nauk medycznych. Akademia Medyczna w Lublinie 1982.
[60] Ingenbleek Y., Barclay D., Dirren H.: Nutritional significance of alterations in serum amino acid patterns in goitrous patients.
Am. J. Clin. Nutr., 1986:43, 310–319.
26