Neutrophile Gelatinase-assoziiertes Lipocalin und Nierenverletzungsmolekül-1 als Biomarker für AKI bei Kindern mit DKA (AKI)

Diabetes mellitus Typ 1 (T1DM) ist eine häufige, chronische Stoffwechselstörung, die erhebliche Auswirkungen auf die körperliche und emotionale Entwicklung hat. Die Inzidenz von TIDM nimmt in fast allen Teilen der Welt stetig um etwa 2–5 % pro Jahr zu. Die diabetische Ketoazidose (DKA) ist die schwerwiegendste Komplikation von TIDM und resultiert aus Stoffwechselstörungen aufgrund eines schweren Mangels an Insulin oder der Insulinwirksamkeit. Ähnlich wie Diabetes tritt DKA immer häufiger auf und tritt häufiger bei Kindern auf.

DKA tritt bei 20–40 % der Kinder mit neu aufgetretenem Diabetes und bei Kindern mit bekanntem Diabetes auf, die auf Insulindosen verzichten oder bei interkurrenten Erkrankungen nicht erfolgreich zurechtkommen. Obwohl die stationären Sterblichkeitsraten bei DKA im Allgemeinen sehr niedrig sind, ist DKA bei TIDM führend. DKA ist mit zahlreichen Säure-Base-, Hydratations- und Elektrolytstörungen verbunden. Bei Kindern mit DKA besteht bei Kindern mit DKA möglicherweise ein hohes Risiko für eine akute Nierenschädigung (AKI), begleitet von einem Volumenmangel und einer anschließenden massiven Flüssigkeitsrehydrierungsbehandlung. Jahrzehntelang wurden nicht einvernehmliche Definitionen von AKI verwendet, was eine genaue Auswertung epidemiologischer Studien erschwerte. Im letzten Jahrzehnt wurden drei Definitionen von AKI entwickelt, und es ist nun möglich, Patienten mit hohem AKI-Risiko zu identifizieren. Eine aktuelle Studie ergab, dass ein hoher Anteil der Kinder mit DKA ein AKI entwickelt. Allerdings wird über AKI bei Kindern mit DKA nach wie vor kaum berichtet. Daher zielte diese Studie darauf ab, die klinischen Merkmale und Risikofaktoren für AKI bei Kindern mit DKA zu untersuchen und die Risikofaktoren für AKI bei der Aufnahme zu ermitteln.

Die diabetische Nierenerkrankung (DKD) ist die häufigste Ursache für Nierenerkrankungen im Endstadium (ESKD) und Dialyse in der entwickelten Welt. DKD ist nicht nur durch eine glomeruläre Erkrankung, sondern auch durch eine tubulointerstitielle Schädigung mit tubulärer Basalmembranverdickung, tubulärer Hypertrophie, epithelial-mesenchymalem Übergang, Glykogenakkumulation und interstitieller Entzündung gekennzeichnet. Obwohl glomeruläre Veränderungen bei Diabetes große Aufmerksamkeit von Forschern und Klinikern erhalten haben, ist bekannt, dass tubulointerstitielle Verletzungen besser mit Nierenfunktionsstörungen einhergehen. Tatsächlich kann eine tubuläre Proteinurie einer Mikroalbuminurie bei Typ-1-Diabetes (T1D) vorausgehen, was darauf hindeutet, dass tubuläre Schäden ein frühes Verletzungsmuster von DKD sein könnten.4 Es wurde gezeigt, dass hohe Glukosezustände wie DKA sowohl bei Mäusen als auch bei Menschen eine proximale tubuläre Degeneration und interstitielle Fibrose auslösen .

Mehr als ein Drittel der T1D-Jugendlichen, die an der SEARCH for Diabetes in Youth-Studie teilnahmen, hatten zum Zeitpunkt der Diagnose eine diabetische Ketoazidose (DKA), und in einer anderen Studie in Colorado wurde bei etwa 55 % der Jugendlichen mit einer Neudiagnose von T1D eine DKA diagnostiziert, was häufiger vorkommt als bisher in internationalen Registern gemeldet. Obwohl eine akute Nierenschädigung (AKI) als Folge einer Dehydrierung eine bekannte Komplikation einer DKA ist, wird eine tubuläre Schädigung, die einer DKA zugeschrieben wird, nur unzureichend beschrieben.5 Man geht davon aus, dass die pathophysiologischen Signalwege im Frühstadium der DKD mit einer erhöhten Serumharnsäure (SUA) und Vasopressin zusammenhängen, die auch an der DKA beteiligt sind. Tatsächlich wurde gezeigt, dass erhöhte SUA- und Vasopressin-Konzentrationen eine tubulointerstitielle Schädigung hervorrufen.

Wenn DKA bei der Diagnose von T1D im Jugendalter mit einer Tubulopathie einhergeht, können Interventionen, die die tubuläre Gesundheit erhalten, Nierenschäden mildern. Gezielte frühe Interventionen sind besonders wichtig, da die Entwicklung einer tubulären Verletzung bei DKA und AKI ein erhöhtes Risiko für chronische Nierenerkrankungen (CKD) und ESKD mit sich bringen kann.

Dementsprechend zielte unsere Studie darauf ab, das Ausmaß der tubulären Verletzung bei DKA zu beurteilen, indem die Verläufe von Biomarkern für tubuläre Verletzungen über einen Zeitraum von drei Monaten bei Jugendlichen mit T1D, bei denen DKA diagnostiziert wurde, charakterisiert wurden, und um die Beziehung von Vasopressin und SUA bei der hypothetischen tubulären Verletzung zu untersuchen. Eine akute Nierenschädigung wird in der Regel durch serielle Messungen von Kreatinin, Cystatin C und der geschätzten glomerulären Filtrationsrate (eGFR) diagnostiziert. Da diese Parameter von iatrogenen Faktoren beeinflusst werden, die für die DKA-Versorgung relevant sind (z. B. intravenöse Flüssigkeitszufuhr und Insulin) und nicht spezifisch für tubulointerstitielle Verletzungen sind, haben wir auch Folgendes gemessen Marker für tubuläre Verletzungen: Neutrophilen-Gelatinase-assoziiertes Lipocalin (NGAL), Nierenverletzungsmolekül 1 (KIM-1), Chitinase 3-like 1 (YKL-40), Interleukin 18 (IL-18) und Monozyten-chemoattraktives Protein-1 (MCP-1).