낭포성 섬유증(CF) 어린이의 아연 항상성과 동역학

명백한 아연 결핍은 설사, 피부염, 성장 장애 및 약한 면역 기능을 포함하는 장병성 선단피부염(AE)의 특징을 나타냅니다. AE는 낭포성 섬유증의 합병증으로 설명되었으며 초기 제시 특징일 수 있습니다. AE는 스스로 선택한 식이를 섭취하는 건강한 피험자에게서 거의 기술된 적이 없기 때문에 이는 흡수 또는 배설에서 아연 대사의 심각한 장애가 CF에서 발생할 수 있음을 시사합니다.

CF 아동의 아연 흡수를 측정한 연구는 거의 없습니다. 췌장 효소 대체로 아연 흡수가 크게 증가한 췌장 기능 부전이 있는 CF 피험자에서 아연 흡수의 상당한 감소를 입증한 사람들. 그러나 아연 대사는 아연 흡수의 변화와 위장관으로의 아연 손실(내인성 분변 아연 배설)에 의해 유지됩니다. 이 두 가지 메커니즘 중에서 내인성 분변 아연 배설의 변화가 더 중요한 것으로 보입니다. 지금까지 CF 환자의 내인성 분변 아연 배설을 측정한 연구는 단 한 건뿐이었습니다. Krebset al. CF로 새로 진단받은 생후 4개월 미만의 영아 15명을 연구했습니다. 그들은 모든 유아가 아연 균형이 음수이고 내인성 분변 아연 배설이 지방 흡수 장애의 정도와 유의미한 상관관계가 있음을 발견했습니다. 이러한 결과는 연구된 대조군이 없었기 때문에 해석하기 어렵고, 이 연령대의 건강한 영아의 아연 흡수에 대한 발표된 데이터가 거의 없으며 내인성 분변 아연 배설에 대한 데이터도 없습니다.

분명히, CF에서 아연 결핍의 중요성과 지방 흡수 장애와 아연 균형 사이의 관계를 완전히 이해하려면 아연 상태에 대한 더 나은 측정이 필요합니다. 과거에 우리는 건강한 상태와 질병 상태에서 아연 상태를 연구하기 위해 새로운 안정 동위 원소 기반 다중 구획 모델을 사용했습니다. 이들은 혈장 아연이 비정상이 되기 전에도 아연 결핍의 두 가지 실험적 패러다임에서 아연 대사의 변화를 감지할 수 있음이 입증되었습니다.

우리는 다음과 같이 가정합니다.

1. CF가 있는 어린이는 연령에 맞는 대조군보다 아연 상태가 더 나 빠지고, 아연 흡수율이 더 낮고, 내인성 분변 아연 배설이 증가하고, 아연 균형이 더 나쁩니다.
2. CF 소아에서 내인성 분변 아연 배설은 양의 상관관계가 있고 아연 흡수 및 아연 균형은 분변 지방 배설과 음의 상관관계가 있습니다.
3. 2개월 동안 아연 아세테이트로서 아연 20mg/d로 아연을 보충한 후, CF가 있는 어린이는 유사한 아연 상태, 부분적인 아연 흡수, 내인성 분변 아연 배설 및 아연 균형을 연령에 맞는 대조군과 유사하게 보일 것입니다.
4. 2개월의 아연 보충은 철 상태(헤모글로빈, 혈청 페리틴, 혈청 트랜스페린 수용체) 또는 구리 상태(혈청 구리, 세룰로플라스민, 구리/아연 슈퍼옥사이드 디스뮤타제)에 영향을 미치지 않습니다.

텍사스 어린이 병원의 낭포성 섬유증 클리닉에서 8-14세의 CF가 있는 24명의 어린이를 모집합니다. 소아는 CF 진단을 받았고 체중이 25kg 이상이며 췌장 효소 교체가 필요한 췌장 기능 부전의 임상 진단이 있고 의료 요법을 잘 준수한 이력이 있는 경우 자격이 있는 것으로 간주됩니다. 피험자는 위장관(GI) 수술을 받았거나 췌장 내분비 기능 장애가 있거나 10mg/d 이상의 아연 보충제를 복용하는 경우 자격이 없는 것으로 간주됩니다. 이 연구는 피험자와 그 부모에게 설명될 것입니다. 정보에 입각한 서면 동의는 부모로부터, 피험자로부터 서면 동의 또는 승인(적절한 연령에 따라)을 얻습니다.

동의를 얻은 후 등록된 영양사는 어린이의 일반적인 아연 섭취량을 평가하기 위해 식품 빈도 설문지를 사용합니다. 아연 및 기타 필수 미네랄에 대한 권장 일일 허용량(RDA)을 충족해야 하는 건강하고 균형 잡힌 식단을 먹는 방법에 대한 조언이 제공됩니다. 이 식이 조언을 제외하고 다른 식이 개입은 수행되지 않습니다.

8~14세의 건강한 어린이 12명을 공개 광고, 현지 연락처 및 입소문을 통해 모집합니다. CF 피험자와 연령, 성별 및 민족이 비슷한 경우 연구에 참여할 수 있습니다. 정보에 입각한 동의 및 승인은 CF 아동과 동일한 방식으로 획득되며 동일한 식이 조언 및 지침이 제공됩니다.

CF가 있는 어린이는 무작위로 아연 아세테이트로 20mg/d의 아연 보충제 또는 동일한 위약을 받도록 배정됩니다. 무작위 배정은 성별과 민족별로 계층화됩니다. 무작위배정표는 Texas Children's Hospital의 Investigation Pharmacy Service에서 관리합니다. 동의를 얻으면 Investigation Pharmacy Service에 연락하여 두 가지 동일한 솔루션 중 하나를 어린이에게 무작위로 배정합니다. 하나는 아연 아세테이트로 10mg/mL 원소 아연을 함유하고 다른 하나는 위약입니다. 피험자, 그들의 부모 및 조사자는 아동이 무작위로 어떤 솔루션을 받도록 되었는지에 대해 눈이 멀게 됩니다.

어린이는 하룻밤 금식 후 일반 임상 연구 센터에 입원합니다. 전주와(antecubital fossa)의 정맥에 국소 마취 크림을 도포합니다. 전체 혈구 수, 간 기능 검사, 혈장 아연, 혈청 페리틴, 혈청 트랜스페린 수용체 농도, 혈청 구리, 혈청 세룰로플라스민 및 적혈구 cU/Zn-슈퍼옥사이드 디스뮤타제를 포함한 기본 실험실 조사를 위해 혈액 10-15mL를 채취합니다. 혈액을 채취한 후 대상자는 첫 번째 아연 용액 또는 위약을 제공받습니다. 그들은 2개월 동안 하루에 두 번 1mL의 용액을 섭취하도록 지시받을 것입니다. 아연 또는 위약 용액의 새로운 공급은 연구 동안 필요에 따라 제공될 것입니다. 사용되었거나 부분적으로 사용된 모든 병은 Investigation Pharmacy Service로 반환되고 병의 무게 변화에서 계산된 양을 가져옵니다.

2개월 동안 위약 또는 아연 용액을 섭취한 후, CF가 있는 어린이는 하룻밤 금식 후 일반 임상 연구 센터에 입원하게 됩니다. 피험자는 방광을 비우도록 요청받을 것입니다. 정맥 헤파린 잠금 카테터를 전주와 또는 손등의 정맥에 삽입하고 혈청 화학 검사를 위해 기준 혈액 샘플을 채취합니다.

대상자는 18-24시간 전에 2mg의 아연-67이 첨가된 오렌지 주스 120mL를 포함하여 약 3mg의 아연이 포함된 아침 식사를 제공받습니다. 아침 식사 직후 0.5mg 아연-70을 30-60초에 걸쳐 다른 쪽 팔의 정맥 천자에 의해 주입하고 나비 주입 세트를 5mL 생리 식염수로 플러싱합니다.

정맥 내 아연 동위원소를 투여한 후 2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 30, 60, 120 및 180분 후에 헤파린 잠금 카테터에서 혈액 샘플을 채취합니다. 추가 혈액 샘플은 정맥 동위원소를 투여한 후 24, 72 및 120시간에 정맥 천자에 의해 채취됩니다. 이 혈액 샘플은 인증된 무아연 암모늄 헤파린 튜브(Monvette 9ml AH, Sarstedt Inc., Newton, NC)에서 항응고됩니다. 혈장은 원심분리에 의해 분리되어 분석을 위해 -80°C에 보관됩니다. 완전한 소변 및 배설물 수집은 대사 연구 중에 이루어집니다. 소변 샘플은 8시간 분취량으로 수집되고 통과된 모든 대변은 개별적으로 수집됩니다. 소변 및 대변 샘플은 분석을 위해 -20°C에 보관됩니다.

대조군 어린이는 베이스라인 채혈 후 약 2개월 후에 정확히 동일한 방식으로 연구될 것입니다.

1차 가설은 CF가 있는 어린이가 연령에 맞는 대조군보다 더 낮은 부분 아연 흡수, 내인성 분변 아연 배설 증가, 더 나쁜 아연 균형 및 더 나쁜 아연 상태를 가질 것이라는 것입니다. 이것은 ANOVA를 사용하여 평가됩니다. 이것이 의미 있는 "그룹" 효과를 암시하는 경우 사후 테스트는 Tukey-Kramer 테스트를 사용하여 수행됩니다. 아연 상태를 평가하는 데 사용되는 동역학 매개변수는 이전 연구에서 아연 결핍에 대한 반응에서 가장 큰 변화를 보여주었기 때문에 k(2,1)이 될 것입니다. 이 분석은 가설 1과 3을 모두 테스트합니다(위 참조). 그룹 간에 연령, 체중 등에 유의한 차이가 있는 경우 ANCOVA를 사용하여 통계적으로 수정됩니다. 데이터는 전체 연구 모집단 및 췌장 기능 부전이 있는 CF 아동에 대해 분석될 것입니다. 이 연구는 췌장이 부족한 CF 아동의 두 그룹 사이에서 k(2,1)의 변화를 감지하는 80% 검정력을 갖도록 설계되었습니다.

분변 지방과 내인성 분변 아연 배설 및 아연 균형(가설 2) 사이의 관계는 단순 및 다중 회귀 분석을 사용하여 평가됩니다. 아연 보충이 철과 구리 상태에 미치는 영향은 아연 보충을 받은 CF 어린이와 아연 보충을 받지 않은 어린이를 비교하는 2 표본 t-테스트를 ​​사용하여 조사합니다.