Forholdet mellem svangerskabsalder og urinkoncentration af S100B hos præmature og fuldbårne spædbørn i den første uge af livet

S100B er et calciumbindende protein med lav molekylvægt, der overvejende findes i centralnervesystemet (CNS), specifikt astrogliaceller.[1] S100B spiller en rolle i calciumafhængig informationsbehandling, og intracellulært er involveret i reguleringen af ​​cytoskelet og cellemorfologi.[1] S100B udskilles af astrocytter og udviser dosisafhængige ekstracellulære cytokinfunktioner. I vævskultur ved nanomolær koncentration stimulerer S100B neuronal vækst, udvikling og regenerering og beskytter mod degeneration. Ved mikromolær koncentration er S100B neurotoksisk [2] og stimulerer potentielt apoptose gennem interaktion med RAGE-receptor, ved induktion af NO-syntase og gennem caspase-kaskaden.

Beviset for at understøtte S100B's rolle i udvikling og modning af CNS er, at S100B er differentielt fordelt i forskellige kortikale områder af hjernen under fosterudviklingen og øger koncentrationen under graviditeten.[3] Det postuleres, at tidligt i udviklingen stimulerer S100B gliacelleproliferation, mens det senere fører til forlængelse af neuriter, regulering af fiberspiring, dannelse/vedligeholdelse af synapser og modning af gliaceller.[1] Koncentrationen i navlestrengsblod af S100B har vist sig at være omvendt relateret til svangerskabsalderen mellem 27 og 42 ugers svangerskab.[4] Tredive fuldbårne spædbørn (37-42 uger) havde en gennemsnitlig S100B-koncentration i navlestrengsblod på 0,47 ug/L (område 0-1,5 ug/L), mens 28 præmature spædbørn (27-36 uger) havde en gennemsnitlig navlestrengsblodkoncentration på 1,14 ug/L (interval 0,5 og 2,7 ug/L). Højere serumkoncentration af S100B hos præmature spædbørn kan skyldes den fysiologiske stigning, der er noteret under udviklingen og/eller manglende integritet af blod-hjerne-barrieren.

S100B frigives fra beskadigede astrogliaceller og kan afspejle neuronal skade.[5,6] Koncentrationen af ​​S100B er forhøjet i cerebrospinalvæske (CSF) hos voksne patienter inden for 48 timer efter infarkt og forbliver forhøjet i mindst 7 dage efter hændelsen.[6] S100B er også forhøjet i CSF i de første 3 dage efter traumatisk hjerneskade [7] og subaraknoidal blødning.[8] På grund af sin lave molekylvægt krydser S100B let en dysfunktionel blod-hjerne-barriere, og serumkoncentrationen af ​​S100B er signifikant øget hos voksne patienter efter traumatisk hjerneskade [9], slagtilfælde [10] eller hjertestop.[5] Serum S100B stiger i 2-4 dage efter hjernetraume eller infarkt, og dets koncentration korrelerer med størrelsen af ​​skaden som identificeret ved CT-scanning. [9,10] Efter hjertestop var serum S100B-koncentrationen statistisk forhøjet med 30 minutter efter påbegyndelse af CPR og fortsatte med at være signifikant forhøjet hos de patienter, som senere udviste hjerneskade ved CT-scanning eller neurologisk undersøgelse.[5] Denne signifikante stigning i serum S100B varede i mindst 7 dage. Derudover korrelerede serum S100B koncentration med morbiditet [9] og neurologiske udfald.[10] Mens t1/2 af S100B er ~2 timer hos voksne, indikerer vedvarende øget koncentration af S100B i serum kontinuerlig frigivelse fra beskadigede celler.

Det mest almindelige CNS-traume for præmature spædbørn er intraventrikulær blødning (IVH).[11] IVH stammer fra mikrocirkulationen/kapillærnetværket i den germinale matrix. Ændret cerebral blodgennemstrømning sekundært til dårlig cerebral autoregulering eller systemisk hypo- eller hypertension, blodplade- og koagulationsforstyrrelser, infektion og nedsat kapillær integritet og vaskulær støtte er blevet impliceret i patogenesen af ​​IVH. IVH graderes (1-4) efter omfanget af blødning set ved ultralyd. I grad I IVH er blodet begrænset til germinal matrix. I Grad II IVH er blod til stede i germinal matrix, og en lille smule blod er til stede i ventriklerne. Grad III IVH opstår, når ventriklerne er fyldt med blod og udvidet. I Grad IV IVH strækker blodet sig ind i hjernens parenkym på grund af venøs overbelastning af de terminale vener, der grænser op til de laterale ventrikler, hvilket fører til nekrose af hvidt stof. Grad I og II IVH er ikke forbundet med en stigning i udviklingsmæssige abnormiteter, men sikrer ikke normalitet. Grad III og IV IVH (svær IVH) er stærkt forbundet med udviklingsforsinkelse, især spastisk hemiplegi, der påvirker underekstremiteterne mere end de øvre ekstremiteter på grund af blødningens nærhed til de nedadgående motoriske fibre, og kan også påvirke intellektet. IVH, både mild (grad 1-2) og alvorlig (grad 3-4) ses sjældent hos spædbørn med gestationsalder > 28 uger på grund af udviklingen af ​​involution af kar i germinal matrix, som er kilden til denne blødning.[11 ]

På grund af sin lave molekylvægt (10,5 kD) og høje grad af opløselighed udskilles S100B gennem nyrerne. Det er blevet påvist i den første tomme urin hos spædbørn mellem 26-42 ugers svangerskab, hvor det mest præmature spædbarn udviser den højeste koncentration af S100B (3,17 ug/L).[12] Gennemsnitlig urin S100B-koncentration hos fuldbårne spædbørn (n=60) var 0,07 ug/L. Denne undersøgelse er forvirret af ingen omtale af intrakraniel patologi, utilstrækkeligt antal præmature spædbørn, og faktiske data blev ikke vist. I en anden undersøgelse var S100B forhøjet i urin hos præmature spædbørn (29-35 ugers svangerskab) med IVH (grad 2-4) ved fødslen og fortsatte med at stige over de efterfølgende 3 dage sammenlignet med præmature kontrolbørn.[13] Sværhedsgraden af ​​IVH korrelerede signifikant med koncentrationen af ​​S100B i urinen. Det højeste niveau af S100B blev set hos de fem spædbørn, der døde. En vigtig begrænsning af ovennævnte undersøgelse er utilstrækkelig patientindskrivning til at muliggøre korrelation af både gestationsalder og tilstedeværelse af alvorlig IVH på urin S100B-koncentration. For nylig har vi vist, at urinkoncentrationen af ​​S100B ikke er forhøjet hos meget præmature spædbørn (23-28 ugers graviditet) uden intrakraniel patologi.[pas abstrakt] Men meget for tidligt fødte spædbørn med svær IVH (grad 3-4) havde signifikant forhøjet urinkoncentration af S100B på dag 1.[14]

De specifikke mål med denne undersøgelse er at etablere baseline S100B-koncentration i urinen hos spædbørn med gestationsalder > 28 uger. Derudover vil virkningen af ​​intrakraniel patologi, det vil sige IVH hos præmature spædbørn, blive yderligere undersøgt. I den tidligere undersøgelse havde spædbørn, der udviklede nekrotiserende enterocolitis (NEC), ekstremt høje niveauer af S100B i den første uge af livet. NEC påvirker præmature spædbørn, for det meste 26-32 ugers svangerskab, og kan resultere i død eller markant øgede komplikationer og forlænget opholdstid. Sekundær analyse af spædbørn i denne undersøgelse vil undersøge, om udviklingen af ​​NEC er signifikant forbundet med en høj koncentration af S100B i urinen. Hvis dette er sandt, er en teori til at forklare dette fund, at spædbørn, der udvikler NEC, havde en hændelse omkring fødslen, der forårsagede nedsat intestinal perfusion, hvilket tillod øget modtagelighed for udvikling af NEC.