嚢胞性線維症（CF）の小児における亜鉛恒常性と動態

明らかな亜鉛欠乏症は、下痢、皮膚炎、成長障害、および免疫機能の低下を含む腸障害性肢端皮膚炎 (AE) の特徴を示します。 AE は嚢胞性線維症の合併症として説明されており、最初に現れる特徴である可能性があります。 自己選択した食事を摂取している他の健康な被験者でAEが報告されたことはほとんどないため、これは、吸収または排泄のいずれかで、亜鉛代謝の深刻な障害がCFで発生する可能性があることを示唆しています.

CFの子供の亜鉛吸収を測定した研究はほとんどありません. 膵臓機能不全のCF対象者における亜鉛吸収の有意な減少を実証したものは、膵臓酵素置換による亜鉛吸収の有意な増加を示した. しかし、亜鉛代謝は、部分的な亜鉛吸収の変化と胃腸管への亜鉛損失 (内因性糞便亜鉛排泄) によって維持されます。 これらの 2 つのメカニズムのうち、内因性糞便亜鉛排泄の変化がより重要であると思われます。 今日まで、CF患者の内因性糞便亜鉛排泄を測定した研究は1つだけです. クレブス等。新たにCFと診断された、生後4か月未満の15人の乳児を研究しました。 彼らは、すべての乳児が負の亜鉛バランスにあり、内因性糞便亜鉛排泄が脂肪吸収不良の程度と有意に相関していることを発見しました. これらの結果は、研究された対照群がなく、この年齢の健康な乳児の亜鉛吸収に関する公表されたデータがほとんどなく、内因性の糞便亜鉛排泄に関するデータがないため、解釈が困難です.

明らかに、CFにおける亜鉛欠乏の重要性、および脂肪吸収不良と亜鉛バランスとの関係を完全に理解するには、亜鉛状態のより良い測定が必要です. 過去に、新しい安定同位体ベースのマルチコンパートメント モデルを使用して、健康状態および病状における亜鉛の状態を研究してきました。 これらは、血漿亜鉛が異常になる前であっても、亜鉛欠乏症の2つの実験パラダイムで亜鉛代謝の変化を検出できることが証明されています.

私たちは、次のように仮定します。

1. CFの子供は、年齢が一致した対照よりも亜鉛状態が悪く、亜鉛吸収率が低く、内因性糞便亜鉛排泄が増加し、亜鉛バランスが悪い.
2. CFの子供では、内因性糞便亜鉛排泄は有意に正の相関があり、亜鉛吸収と亜鉛バランスは糞便脂肪排泄と有意に負の相関があります.
3. 酢酸亜鉛として 20 mg/d の亜鉛を 2 か月間補給した後、CF の子供は、同年齢の対照と同様の亜鉛状態、部分的な亜鉛吸収、内因性糞便亜鉛排泄、および亜鉛バランスを示します。
4. 2 か月間の亜鉛補給は、鉄の状態 (ヘモグロビン、血清フェリチン、血清トランスフェリン受容体) または銅の状態 (血清銅、セルロプラスミン、銅/亜鉛スーパーオキシドジスムターゼ) に影響しません。

テキサス小児病院の嚢胞性線維症クリニックから、8 歳から 14 歳の CF の 24 人の子供が募集されます。 小児は、CF と診断され、体重が 25 kg を超え、膵酵素の補充が必要な膵臓機能不全の臨床診断を受けており、医学的治療を十分に順守してきた病歴がある場合に適格と見なされます。 被験者は、胃腸（GI）管手術を受けている場合、膵臓内分泌機能障害がある場合、または10 mg / dを超える亜鉛サプリメントを摂取している場合、不適格と見なされます。 研究は被験者とその保護者に説明されます。 書面によるインフォームド コンセントが両親から得られ、対象者から書面による同意または同意 (年齢に応じて) が得られます。

同意が得られた後、登録栄養士は食物頻度アンケートを使用して、子供の通常の亜鉛摂取量を評価します. 亜鉛やその他の必須ミネラルの推奨 1 日許容量 (RDA) を満たす、健康的でバランスの取れた食事を摂る方法についてのアドバイスが提供されます。 この食事アドバイスを除いて、他の食事介入は行われません。

8 歳から 14 歳の健康な 12 人の子供が、公募、地元の連絡先、口コミによって募集されます。 年齢、性別、民族性がCF被験者と類似している場合、彼らは研究の対象となります。 インフォームドコンセントと同意はCFの子供たちと同じ方法で得られ、同じ食事のアドバイスと指導が与えられます.

CF の子供は無作為に割り付けられ、酢酸亜鉛として 20 mg/d の亜鉛サプリメントを摂取するか、同一の外観のプラセボを摂取します。 無作為化は、性別および民族によって階層化されます。 無作為化表は、テキサス小児病院の調査薬局サービスによって維持されます。 同意が得られると、Investigation Pharmacy Service に連絡し、子供たちを無作為に割り付けて、見た目が同じ 2 つの溶液のうちの 1 つを受け取ります。 被験者、その両親、および研究者は、子供が無作為化された解決策について知らされません。

子供たちは、一晩絶食した後、総合臨床研究センターに入院します。 局所麻酔クリームを肘前窩の静脈に塗布します。 血液 10 ～ 15 mL は、全血球計算、肝機能検査、血漿亜鉛、血清フェリチン、血清トランスフェリン受容体濃度、血清銅、血清セルロプラスミン、および赤血球 cU/Zn-スーパーオキシドジスムターゼを含むベースライン検査室調査のために採取されます。 採血後、被験者には亜鉛溶液の最初のボトルまたはプラセボが提供されます。 彼らは、1 mL の溶液を 1 日 2 回、2 か月間服用するように指示されます。 亜鉛またはプラセボ溶液の新しい供給は、研究中に必要に応じて提供されます。 すべての使用済みまたは部分的に使用されたボトルは調査薬局サービスに返却され、使用量はボトルの重量の変化から計算されます。

プラセボまたは亜鉛溶液を2か月間摂取した後、CFの子供は一晩絶食した後、一般臨床研究センターに入院します. 被験者は膀胱を空にするように求められます。 静脈内ヘパリンロックカテーテルを前肘窩または手の背の静脈に挿入し、血清化学のためにベースライン血液サンプルを採取します。

被験者には、18 ～ 24 時間前に 2 mg の亜鉛-67 が添加された 120 mL のオレンジ ジュースを含む、約 3 mg の亜鉛を含む朝食が与えられます。 朝食の直後に、0.5 mg の亜鉛-70 をもう一方の腕の静脈穿刺で 30 ～ 60 秒間注入し、バタフライ注入セットを 5 mL の生理食塩水で洗い流します。

静脈内亜鉛同位体を投与してから２、４、６、８、１０、１５、２０、３０、６０、１２０および１８０分後に血液サンプルをヘパリンロックカテーテルから採取する。 静脈内アイソトープが投与されてから24、72、および120時間後に、さらに血液サンプルが静脈穿刺によって採取されます。 これらの血液サンプルは、認定された無亜鉛アンモニウム ヘパリン チューブ (Monvette 9ml AH、Sarstedt Inc.、ノースカロライナ州ニュートン) で抗凝固処理されます。 血漿は遠心分離によって分離され、分析まで-80℃で保存されます。 代謝研究中に完全な尿と糞便の収集が行われます。 尿サンプルは 8 時間のアリコートで収集され、通過したすべての便は個別に収集されます。 尿と糞便のサンプルは、分析まで-20°Cで保存されます。

コントロールの子供は、ベースラインの採血から約 2 か月後、まったく同じ方法で研究されます。

主な仮説は、CFの子供は、年齢が一致した対照よりも亜鉛吸収率が低く、内因性糞便亜鉛排泄が増加し、亜鉛バランスが悪く、亜鉛状態が悪いというものです. これは、ANOVA を使用して評価されます。 これが重要な「グループ」効果を示唆している場合は、Tukey-Kramer 検定を使用して事後検定が実施されます。 亜鉛の状態を評価するために使用される速度論的パラメーターは、以前の研究で亜鉛欠乏に応じて最大の変化を示したため、k(2,1) になります。 この分析では、仮説 1 と 3 の両方をテストします (上記を参照)。 グループ間で年齢、体重などに有意差が存在する場合、これは ANCOVA を使用して統計的に修正されます。 データは、研究集団全体、および膵臓機能不全のCFの子供のみについて分析されます。 この研究は、膵臓の不十分な CF の子供だけの 2 つのグループ間で k(2,1) の変化を 80% の検出力で検出できるように設計されています。

糞便脂肪と内因性糞便亜鉛排泄の関係、および亜鉛バランス (仮説 2) は、単純および重回帰分析を使用して評価されます。 鉄と銅の状態に対する亜鉛補給の効果は、亜鉛補給を受けたCFの子供たちと亜鉛補給を受けなかった子供たちを比較して、2サンプルのt検定を使用して調べられます.