Endokrynologia Pediatryczna Pediatric Endocrinology

Transkrypt

1 Vol. 7/2008 Nr 3(24) Endokrynologia Pediatryczna Pediatric Endocrinology Zależności między TNF alfa a PAI-1, fibrynogenem i ciśnieniem tętniczym krwi u dzieci z nadwagą i otyłością prostą The Dependences between TNF Alpha and PAI-1, Fibrinogen and Arterial Blood Pressure in Overweight and Obese Children 1 Joanna Goral, 1 Barbara Garanty-Bogacka, 2 Wiesława Wieczorek, 1 Beata Krupa, 1 Małgorzata Syrenicz, 1 Aneta Gębala 1 Samodzielna Pracownia Propedeutyki Chorób Dzieci PAM w Szczecinie; kierownik: dr n. med. Barbara Garanty-Bogacka 2 Klinika Pediatrii, Endokrynologii, Diabetologii, Chorób Metabolicznych i Kardiologii Wieku Rozwojowego Adres do korespondencji: Dr Joanna Goral, Samodzielna Pracownia Propedeutyki Chorób Dzieci PAM, ul. Unii Lubelskiej 1, Szczecin; propedeutykal@wp.pl Słowa kluczowe: TNF alfa, otyłość, czynniki miażdżycorodne, dzieci Key words: TNF alpha, obesity, atherogenic factors, children STRESZCZENIE/ABSTRACT Wstęp. Czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF α) jest cytokiną, która przyczynia się do rozwoju miażdżycy. Celem pracy była ocena zależności między TNF α a ciśnieniem tętniczym krwi, fibrynogenem i inhibitorem aktywatora plazminogenu typu 1 (PAI-1). Materiał i metody. Badaniami objęto 160 dzieci w wieku 6-18,5 lat: 127 z nadwagą lub otyłością prostą (grupa badana) i 33 zdrowych dzieci z prawidłową masą ciała (grupa kontrolna). Dokonano pomiarów: antropometrycznych i ciśnienia tętniczego krwi, określono BMI, WHR i. W surowicy krwi oznaczono stężenia TNF α i fibrynogenu, a w grupie badanej stężenie PAI-1 w osoczu. Wyniki badań poddano analizie statystycznej. Wyniki. Stężenia TNF α w surowicy dzieci z grupy badanej i kontrolnej były porównywalne. W grupie badanej stwierdzono wyższe ciśnienie tętnicze krwi oraz wyższe stężenia fibrynogenu w surowicy. W II-III przy uwzględnieniu płci, BMI i WHR ujawniono dodatnie korelacje: znamienną między TNF α a ciśnieniem tętniczym skurczowym i rozkurczowym oraz na granicy istotności między TNF α a fibrynogenem. Stężenie PAI-1 w osoczu wzrastało znamiennie wraz ze wzrostem stężenia TNF α w surowicy jedynie u chłopców. Korelacja ta była istotna statystycznie tylko w I. Wnioski. U dzieci z nadwagą i otyłością prostą istnieje zwiększone ryzyko wczesnego rozwoju miażdżycy. Zagrożenie to dotyczy obu płci w II-III oraz chłopców, szczególnie w wieku przedpokwitaniowym. Konieczne jest zatem rozpoczęcie intensywnej profilaktyki p/miażdżycowej już u dzieci. Endokrynol. Ped., 7/2008; 3(24): Introduction. Tumor Necrosis Factor alpha (TNF α) is the cytokine which contributes to the development of atherosclerosis. The aim of the study was to analyse the relationships between TNF α and arterial blood pressure, 45

2 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 7/2008;3(24):45-56 fibrinogen and plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1). Material and methods. The study was performed in a group of 160 children aged 6-18,5 years: 127 overweight or obese children (the studied group) and 33 healthy lean children (the controls). The anthropometric measurements, BMI, WHR, Tanner pubertal stage and arterial blood pressure were determined. We determined serum concentrations of TNF α and fibrinogen and the plasma concentration of PAI-1 in the studied group. The statistic analysis was carried out. Results. The serum TNF α concentrations were comparable both in the studied and control group. In the studied group the blood pressure and serum concentration of fibrinogen were higher. In II-III pubertal stage the analysis after adjustment for gender, BMI and WHR revealed positive correlations: a significant one between TNF α and blood pressure (systolic and diastolic), and that of borderline significance between TNF α and fibrinogen. The plasma PAI-1 concentration was growing significantly together with a higher serum TNF α concentration in boys. This correlation was significant in I Tanner stage. Conclusions. There is an increased risk of early atherosclerosis in overweight and obese children. It concerns the II-III pubertal stage of both sexes as well as boys at their prepubertal age. Therefore, intensive antiatherogenic prophylaxis is necessary as early as in childhood. Pediatr. Endocrinol., 7/2008; 3(24): Wstęp Czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF α) jest cytokiną odgrywającą ważną rolę w procesach obronnych i metabolicznych organizmu. Początkowo nazywany kachektyną w związku z jego udziałem w wywoływaniu zespołu wyniszczenia, obserwowanego w wielu chorobach [1]. Aktualna nazwa pochodzi z 1985 roku, kiedy to Old zidentyfikował białko odpowiedzialne za krwotoczną martwicę nowotworów [1]. TNF α odgrywa kluczową rolę w patogenezie procesów zapalnych i wstrząsu septycznego [1], bierze też udział w stymulacji naprawczych procesów gojenia ran [2]. Wywiera hamujący wpływ na ośrodki łaknienia i sytości [2], jest odpowiedzialny za anoreksję i nasilony katabolizm [1]. Okazało się, że TNF α indukuje rozwój insulinooporności oraz nieprawidłowej tolerancji glukozy i cukrzycy typu 2, często towarzyszących nadwadze i otyłości u dorosłych i dzieci [1]. Powoduje szereg zaburzeń lipidowych, także charakterystycznych dla osób z nadmiarem masy ciała [3]. Ostatnio bierze się pod uwagę znaczenie TNF α w patogenezie miażdżycy [4, 5, 6, 7, 8], będącej przyczyną chorób serca, udaru mózgu oraz zmian w naczyniach obwodowych [9]. Do lat 60. XX wieku uważano, że zmiany miażdżycowe w naczyniach krwionośnych powstają jedynie u osób dorosłych. Jednak badania Mc Gilla wykazały obecność depozytów tłuszczowych już w pierwszym półroczu życia niemowląt [wg 10]. Mikroskopowe nacieczenia tłuszczowe opisywano w tętnicach wieńcowych ponad połowy dzieci w wieku lat zmarłych z różnych przyczyn [wg 11]. Również wieloośrodkowe badanie PDAY (Pathobiological Determinats of Atherosclerosis in Youth) potwierdziło powstawanie nacieczeń tłuszczowych w okresie dzieciństwa oraz zwiększanie ich ilości i rozległości, a także tworzenie blaszek włóknistych wraz z wiekiem [12]. Istnieje wiele czynników ryzyka rozwoju miażdżycy, jak zaburzenia lipidowe, upośledzona tolerancja glukozy, nadciśnienie tętnicze, otyłość, mała aktywność fizyczna, palenie papierosów, stresy czy predyspozycje genetyczne [10, 12, 13]. Wymienia się także nowe czynniki ryzyka, do których należą lipoproteina A Lp(a), apoproteiny apoa-1 i apob, homocysteina i fibrynogen [14]. Obecność większości tzw. tradycyjnych czynników ryzyka miażdżycy bezpośrednio lub pośrednio prowadzi do nadkrzepliwości [13]. Jest to wynikiem wzrostu stężenia i aktywności w osoczu inhibitora aktywatora plazminogenu typu 1 (PAI-1), produkowanego głównie przez komórki śródbłonka naczyniowego i adipocyty [4, 13]. Wzrost stężenia PAI-1 w osoczu upośledza proces fibrynolizy [13]. Wielu autorów jest zdania, że PAI-1 odgrywa ważną rolę w uszkadzaniu ścian naczyń krwionośnych oraz stanowi czynnik ryzyka chorób sercowo-naczyniowych i cukrzycy [15, 16, 17, 18, 19]. Cel pracy Celem pracy była ocena zależności między TNF α a ciśnieniem tętniczym, fibrynogenem i inhibitorem aktywatora plazminogenu typu 1 (PAI-1). Materiał i metody W badaniach uczestniczyło 160 dzieci w wieku od 6 do 18,5 lat. Grupę badaną stanowiło 127 dzieci (75 chłopców i 52 dziewczynki) z nadwagą lub otyłością prostą. Grupę kontrolną utworzyło 33 dzieci (19 chłopców i 14 dziewcząt) z prawidłową w stosunku do wysokości masą ciała i prawidłowymi 46

3 parametrami gospodarki węglowodanowo-lipidowej. Od rodziców oraz dzieci powyżej 13 roku życia uzyskiwano pisemną zgodę na przeprowadzane badania. (Zgoda Komisji Bioetycznej PAM w Szczecinie z dnia ; uchwała nr BN- 001/82/01). Do badań kwalifikowano dzieci, u których w wywiadzie, badaniu przedmiotowym i badaniach laboratoryjnych nie stwierdzano obecności ostrych i przewlekłych procesów zapalnych. Wysokość ciała dzieci mierzono używając stadiometru Harpendera, a masę ciała za pomocą wagi elektronicznej z dokładnością do 0,1 kg. Obliczano wskaźnik masy ciała BMI (Body Mass Index) wg wzoru: masa ciała/wysokość ciała 2 (kg/m 2 ). Za kryterium nadwagi przyjmowano BMI w przedziale centyl, a u dzieci z BMI powyżej 97 centyla w stosunku do wieku metrykalnego rozpoznawano otyłość. Posługiwano się siatkami centylowymi opracowanymi przez I. Palczewską i Z. Niedźwiecką [20]. Określano względną zawartość tłuszczu w organizmie (% FAT) i bezwzględną masę tkanki tłuszczowej posługując się analizatorem kompozycji ciała TANITA TBF-300/ TBF-310/TBF-410 (czterobiegunowa analiza impedancji bioelektrycznej, z pomiarem między stopami pacjenta). Dokonywano pomiarów obwodu pasa i bioder za pomocą taśmy centymetrowej wg ogólnie przyjętych zasad oraz obliczano wskaźnik WHR [waist to hip ratio - obwód pasa (cm)/obwód bioder (cm)]. Określano posługując się 5-stopniową skalą Tannera. Wszystkie dzieci podzielono na grupy wg : I, II-III, IV-V. Ciśnienie tętnicze krwi mierzono metodą Korotkowa, po 10 minutach odpoczynku, w pozycji siedzącej. Pomiarów dokonywano dwukrotnie za pomocą sfigmomanometru rtęciowego i obliczano średnią arytmetyczną. Oceny ciśnień skurczowego i rozkurczowego dokonywano przy pomocy tabel wartości ciśnienia tętniczego krwi w zależności od wieku, płci i wysokości ciała dzieci [21]. Do badań biochemicznych krew pobierano na czczo po ok godz. przerwie w jedzeniu, pomiędzy godziną 8.00 a rano. W surowicy krwi wszystkich dzieci oznaczano stężenia TNF α i fibrynogenu. Krew na TNF α pobierano do probówek na skrzep, odwirowywano przez 15 min. przy przyspieszeniu 1000 x g, a odciągniętą surowicę przechowywano w temperaturze ok. 70 o C. Oznaczeń TNF α w przechowywanych próbkach dokonano metodą immunoenzymatyczną ELISA (zestawy Quantikine HS R&D Systems). Fibrynogen oznaczano chronometryczną metodą Claussa. U dzieci z nadmiarem masy ciała określano całkowite stężenie antygenu inhibitora aktywatora plazminogenu typu 1 (PAI-1) na czczo. Oznaczeń tych dokonano u 83 dzieci metodą immunoenzymatyczną ELISA (zestawy Asserachrom PAI-1 Diagnostica Stago). Krew w ilości 4 ml po pobraniu wstrzykiwano do schłodzonych uprzednio probówek Diatube H firmy Diagnostica Stago, zawierających cytrynian sodu, kwas cytrynowy i inhibitory agregacji płytek. Po trzykrotnym delikatnym wymieszaniu zawartość probówek wirowano przy przyspieszeniu 3000 x g przez 15 minut, w temperaturze 4 o C. Po odwirowaniu odciągano ok. 0,5-0,7 ml osocza, które zamrażano i przechowywano w temperaturze ok. 70 o C do momentu oznaczenia. Analiza statystyczna Wszystkie zmienne ciągłe sprawdzano ze względu na normalność rozkładów testem Kołmogorowa-Smirnowa. W przypadkach, gdy normalność rozkładów nie była zachowana, zmienne opisywano przez mediany, wartości minimalne i maksymalne, a w pozostałych przypadkach średnie i odchylenia standardowe. Do sprawdzenia statystycznych zależności między zmienną ciągłą a równocześnie zmiennymi dyskretnymi i ciągłymi, zastosowano wieloczynnikową analizę kowariancji. Do sprawdzenia statystycznych zależności między zmienną ciągłą a równocześnie zmiennymi ciągłymi i dyskretnymi (nominalnymi lub porządkowymi, które zostały odpowiednio kodowane), zastosowano wielowymiarową analizę regresji. Wyniki przedstawiono przez podanie współczynnika korelacji cząstkowej, który opisuje wpływ danej zmiennej na zmienną zależną przy kontrolowaniu pozostałych oraz prawdopodobieństwa p. Zmienne nieciągłe opisano przez ilość i częstość występowania. Do badania statystycznych zależności pomiędzy zmiennymi nieciągłymi zastosowano test chi kwadrat. Do badania korelacji między zmiennymi stosowano korelację rang Spearman`a i korelację Pearson a. Wyniki przedstawiono przez podanie współczynnika korelacji r oraz prawdopodobieństwa p. Za istotne statystycznie różnice we wszystkich przeprowadzonych testach przyjęto te, dla których p<0,05. Natomiast, jeżeli p=>0,05 i p<0,10 uzna- 47

4 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 7/2008;3(24):45-56 Tabela I. Wartości stężeń TNF α w surowicy w grupie badanej i kontrolnej oraz wynik porównania (p) między obiema grupami przy uwzględnieniu płci i w analizie wariancji 3-czynnikowej Table I. The serum concentrations for TNF α in overweight/obese subjects and controls and the comparison score (p) between the groups after the adjustment for gender and pubertal stage in the analysis of variance Grupa N Średnia SD Minim. Maxim. Mediana Q25% Q75% p TNF α [pg/ml] Badana 127 3,43 2,2 1,4 13,8 2,8 2,3 3,5 Kontrolna 33 3,14 1,59 1,4 10,6 2,8 2,4 3,4 Grupa N Średnia SD Minim. Maxim. Mediana Q25% Q75% p RR skurczowe [mmhg] Badana ,5 13,1 90,0 160,0 120,0 110,0 130,0 Kontrolna ,5 12,6 90,0 140,0 115,0 107,0 125,0 RR rozkurczowe [mmhg] Badana ,4 9,8 50,0 112,0 80,0 70,0 85,0 Kontrolna 33 72,6 7,8 50,0 85,0 75,0 70,0 80,0 0,8592 Tabela II. Wartości ciśnienia tętniczego krwi (RR) skurczowego i rozkurczowego w grupie badanej i kontrolnej oraz wynik porównania (p) między obiema grupami przy uwzględnieniu płci i w analizie wariancji 3-czynnikowej Table II. The values of blood pressure (RR), systolic and diastolic, in the studied group and controls, and the comparison score (p) between the groups after the adjustment for gender and pubertal stage in the analysis of variance p=0,0004 p=0,0040 Tabela III. Ocena wartości ciśnienia tętniczego krwi skurczowego (RRs) w grupie badanej i kontrolnej wg tabel percentyli Table III. The estimation of the systolic blood pressure (RRs) in the studied group and controls depending on percentile ranges Percentyle ciśnienia tętniczego krwi skurczowego RRs Grupa < > 95 Razem badana ,03% 18,11% 33,86% kontrolna ,76% 9,09% 15,15% Razem Chi^2 Pearsona 8,11 df=2 p=0,0173 R rang Spearman -0,22 t=-2,808 p=0,0056 wano, że wyniki są na granicy istotności statystycznej (tzn. obrazują pojawiającą się w analizach statystycznych tendencję, która powinna być wzięta pod uwagę). Wyniki Średnie stężenia TNF α w surowicy w grupach badanej i kontrolnej, przy uwzględnieniu płci i stadium pokwitania, były porównywalne (Tab. I). U dzieci z nadmiarem masy ciała rejestrowano istotnie wyższe wartości ciśnienia tętniczego krwi zarówno skurczowego, jak i rozkurczowego (Tab. II). Nieprawidłowe wartości ciśnienia tętniczego krwi skurczowego (>95 percentyla dla płci, wieku i percentyla wysokości ciała) oraz tzw. ciśnienie graniczne (90-95 percentyl) stwierdzano znamiennie częściej w grupie badanej w porównaniu z grupą kontrolną (Tab. III). Również w grupie badanej istotnie częściej wykazywano nieprawidłowe wartości ciśnienia tętniczego krwi rozkurczowego (>95 percentyla dla płci, wieku i percentyla wysokości ciała). Rozkurczowe 48

5 Tabela IV. Ocena wartości ciśnienia tętniczego krwi rozkurczowego (RRr) w grupie badanej i kontrolnej wg tabel percentyli Table IV. The estimation of the diastolic blood pressure (RRr) in the studied group and controls depending on percentile ranges Percentyle ciśnienia tętniczego krwi rozkurczowego RRr Grupa < > 95 Razem badana ,88% 25,20% 29,92% kontrolna ,73% 24,24% 3,03% Razem w kol Chi^2 Pearsona 11,79 df=2 p=0,0027 R rang Spearman -0,26 t=-3,420 p=0,0008 Tabela V. Wartości stężeń fibrynogenu w surowicy krwi u dzieci z grupy badanej i kontrolnej oraz wynik porównania (p) między obiema grupami przy uwzględnieniu płci i w analizie wariancji 3-czynnikowej Table V. The serum fibrinogen concentrations in the studied group and controls, and the comparison score (p) between the groups after the adjustment for gender and pubertal stage in the analysis of variance Grupa N Średnia SD Minim. Maxim. Mediana Q25% Q75% p Fibrynogen [mmol/l] Badana 127 8,87 1,39 5,18 13,41 8,76 7,82 9,76 Kontrolna 32 7,41 1,21 5,53 9,53 7,21 6,44 8,47 0,0000 Tabela VI. Średnie i mediany stężeń PAI-1 w osoczu zależnie od płci i u dzieci z grupy badanej Table VI. The mean concentrations, SD and medians for PAI-1 in the plasma of the studied group, devided gender and the Tanner pubertal stages Płeć Stadium pokwitania PAI-1 w osoczu [ng/ml] N Średnia SD Minim. Maxim. Mediana Q25% Q75% Chłopcy I 19 29,18 21,27 2,80 68,00 21,00 10,00 48,00 II-III 21 31,59 19,57 11,00 85,00 26,00 18,50 37,50 IV-V 9 29,80 22,91 5,70 78,00 25,00 15,00 31,50 Dziewczynki I 10 19,92 17,75 1,80 61,00 17,40 6,50 29,00 II-III 8 31,76 17,94 5,10 58,00 37,50 15,50 42,50 IV-V 16 36,29 35,42 2,80 122,00 26,00 11,20 55,50 ciśnienie tętnicze graniczne (90-95 percentyl) dotyczyło porównywalnych procentowo ilości dzieci z grupy badanej i kontrolnej (Tab. IV). Stężenia fibrynogenu w surowicy krwi dzieci z grupy badanej były istotnie wyższe niż u dzieci z grupy kontrolnej (Tab. V). W grupie badanej oznaczano stężenie inhibitora aktywatora plazminogenu typu 1 (PAI-1) w osoczu. Oznaczeń dokonano u 83 dzieci (Tab. VI) Nie stwierdzono istotnej zależności PAI-1 od płci i. Badania wykazały istnienie słabych dodatnich korelacji między TNF α, a ciśnieniem tętniczym skurczowym i rozkurczowym (Tab. VII). W analizie przy uwzględnieniu płci, BMI i WHR stwierdzono, że w II-III u dzieci z grupy badanej stężenie TNF α wzrastało istotnie statystycznie wraz ze wzrostem ciśnie- 49

6 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 7/2008;3(24):45-56 Tabela VII. Korelacje między TNF α a ciśnieniem tętniczym krwi: skurczowym (RRs) i rozkurczowym (RRr) przy uwzględnieniu płci i Table VII. The correlations between TNF α and blood pressure: systolic (RRs) and diastolic (RRr) in the studied group after the adjustment for gender and pubertal stage Podsumowanie regresji zmiennej zależnej TNF α dla grupy badanej przy uwzględnieniu: płci i Regression analysis with TNF α as adependent variable in the studied group after the adjustment for gender and pubertal stage Korelacja cząstk. poziom p TNF α & RRs 0,08 0,3991 TNF α & RRr 0,13 0,1408 Tabela VIII. Korelacje między TNF α a ciśnieniem tętniczym krwi: skurczowym (RRs) i rozkurczowym (RRr) w grupie badanej w poszczególnych stadiach pokwitania przy uwzględnieniu płci, BMI i WHR Table VIII. The correlations between TNF α and blood pressure: systolic (RRs) and diastolic (RRr) in the studied group devided Tanner pubertal stage after the adjustment for gender, BMI and WHR TNF α I II-III IV-V Zmienna r p r p r p RRs -0,14 0,3694 0,36 0,0244 0,17 0,3246 RRr 0,03 0,8465 0,33 0,0379 0,16 0,3639 Tabela IX. Korelacje między TNF α a fibrynogenem w grupie badanej w poszczególnych stadiach pokwitania przy uwzględnieniu płci, BMI i WHR Table IX. The correlations between TNF α and fibrinogen in the studied group devided Tanner pubertal stage after the adjustment for gender, BMI and WHR TNF α I II-III IV-V Zmienna r p r p r p Fibrynogen -0,23 0,1521 0,31 0,0527-0,10 0,5690 nia tętniczego krwi skurczowego i rozkurczowego (Tab. VIII). Nie stwierdzono istotnej zależności między czynnikiem martwicy nowotworów alfa a stężeniem fibrynogenu w surowicy w grupie badanej. Natomiast w analizie przy uwzględnieniu płci, BMI i WHR w II-III stężenie TNF α w surowicy wykazywało tendencję wzrostową w zależności od wzrostu stężenia fibrynogenu w surowicy (korelacja na granicy istotności) (Tab. IX). Pomiędzy TNF α a PAI-1, przy uwzględnieniu płci i, stwierdzono obecność dodatniej korelacji na granicy istotności (Tab. X). Korelacja TNF α a PAI-1 była uzależniona od płci. Stwierdzono, że stężenia PAI-1 w osoczu chłopców wzrastają istotnie wraz ze wzrostem stężeń TNF α w surowicy. U dziewczynek zarejestro- wano odwrotną (ujemną), nieznamienną korelację. Korelacje TNF α a PAI-1 u obu płci uwidoczniono dodatkowo na rycinie (Ryc. 1). Korelacja TNF α a PAI-1 zależała również od (Tab. XI). Stężenia PAI-1 w osoczu wzrastały istotnie przy rosnących stężeniach TNF α w surowicy u chłopców w I. W II-III stadium omawiana zależność była także dodatnia, ale pozostawała na granicy istotności. Ponieważ PAI-1 wykazywał istotne zależności od wieku, BMI oraz bezwzględnej ilości tkanki tłuszczowej, oceniono zależność między TNF α a PAI-1 przy uwzględnieniu nie tylko płci i, ale też w/wym. zmiennych. Uzyskano wprawdzie dodatnią korelację, ale nieistotną statystycznie (r=0,18; p=0,12332). 50

7 Tabela X. Korelacja między TNF α a PAI-1 w grupie badanej przy uwzględnieniu płci i Table X. The correlation between TNF α and PAI-1 in the studied group after the adjustment for gender and pubertal stage Zestawienie efektów dla TNF α; Wyniki regresji, zmienna zależna: TNF α 1-Płeć, 2-Stadium pokwitania zmienna r t(76) p PAI-1 MANOVA PAI-1 0,20 1,82 0,0728 Efekt F p Test równoległości 1 2,31 0,1329 Efekt główny F p 2 1,97 0,1469 Płeć 8,13 0, ,04 0,3575 St.pokw. 2,68 0,0754 Korelacje wewnątrzgrupowe Zmienne TNF α PAI-1 r p Chłopcy 0,40 0,0047 Dziewczynki -0,22 0,2089 Ryc. 1. Proste regresji i korelacje między TNF α a PAI-1 u chłopców (m) i dziewczynek Ryc. 1. Regression functions and correlations between TNF α and PAI-1 in boys and girls from the studied group 51

8 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 7/2008;3(24):45-56 Tabela XI. Korelacje TNF α a PAI-1 u chłopców i dziewcząt w poszczególnych stadiach pokwitania Table XI. The correlations between TNF α and PAI-1 in boys and girls in different pubertal stages Korelacje wewnątrzgrupowe Zmienne TNF α PAI-1 r p Chłopcy st. pokwitania I 0,65 0,0027 Chłopcy st. pokwitania II-III 0,37 0,0958 Chłopcy st. pokwitania IV-V -0,10 0,7926 Dziewczynki st. pokwitania I -0,37 0,2867 Dziewczynki st. pokwitania II-III -0,13 0,7521 Dziewczynki st. pokwitania IV-V 0,00 0,9938 Dyskusja Za rozwój miażdżycy odpowiada kumulacja wielu tzw. czynników ryzyka. Nasze badania, w których uczestniczyły dzieci z nadwagą i otyłością prostą, dotyczyły powiązania pomiędzy niektórymi z nich: między TNF α a ciśnieniem tętniczym krwi, fibrynogenem i PAI-1. Wielu badaczy wykazuje zwiększone stężenia TNF α w surowicy [22] lub zwiększoną ekspresję TNF mrna w tkance tłuszczowej u osób z nadmiarem masy ciała [23]. Część naukowców prezentuje przeciwstawne poglądy [24]. W naszych badaniach stężenia TNF α w surowicy dzieci z nadwagą i otyłością prostą oraz w grupie kontrolnej były porównywalne. W grupie badanej rejestrowałyśmy istotnie wyższe wartości ciśnienia tętniczego krwi skurczowego i rozkurczowego. Również stężenie fibrynogenu w surowicy krwi dzieci z nadmiarem masy ciała okazało się znacząco wyższe w porównaniu do grupy kontrolnej. Stężenie inhibitora aktywatora plazminogenu typu 1 (PAI-1) w osoczu oceniałyśmy jedynie w grupie badanej. Liczne doniesienia informują o wyższych wartościach PAI-1 w osoczu osób z otyłością [17, 25]. Badania własne wykazały słabą dodatnią korelację między TNF α a ciśnieniem tętniczym krwi. W dokładniejszej analizie przy uwzględnieniu płci, BMI i WHR stwierdzono, że w II-III, związanym z naturalnym wzrostem insulinooporności [26], stężenie TNF α w surowicy rośnie istotnie statystycznie wraz ze wzrostem ciśnienia tętniczego skurczowego i rozkurczowego. Taka sama analiza dotycząca zależności między TNF α a fibrynogenem wykazała obecność dodatniej korelacji na granicy istotności także w II-III. Otyłość często wiąże się z występowaniem nadciśnienia tętniczego [27]. Uważa się, że długotrwałe podwyższenie ciśnienia tętniczego powoduje mechaniczne uszkodzenie śródbłonka, co prowadzi do wtórnej aktywacji procesu zapalnego, nasilającego aterogenezę [28]. Wspomniany proces zapalny wyraża się zwiększeniem stężenia białek ostrej fazy, w tym CRP i fibrynogenu oraz cytokin: TNF α i interleukin Il-4, Il-6, Il-10. W piśmiennictwie wielokrotnie stwierdzano w badaniach dodatnie korelacje między TNF α a ciśnieniem tętniczym krwi skurczowym i rozkurczowym [29, 30, 31]. Mechanizmy, w których TNF α może przyczyniać się do rozwoju nadciśnienia tętniczego, będącego czynnikiem ryzyka miażdżycy, mogą być bardzo różne. Jednym z nich jest indukcja insulinooporności i hiperinsulinemii, które to zjawiska są charakterystyczne dla otyłości [32]. Doniesień dotyczących powiązania TNF α z fibrynogenem nie jest wiele, ale potwierdzają one dodatnie korelacje między nimi [33, 34]. Poza opracowaniami dokumentującymi zależności między TNF α a fibrynogenem i ciśnieniem tętniczym krwi, piśmiennictwo dowodzi także powiązania TNF α z inhibitorem aktywatora plazminogenu typu 1 (PAI-1). Wykryto, że TNF α stymuluje produkcję PAI-1 [18, 19, 35], a neutralizacja TNF α prowadzi do znamiennego obniżenia w osoczu stężenia PAI-1 [36] lub jego aktywności [37]. Znaleziono też pozytywną korelację między TNF α a PAI-1 u otyłych dzieci [38]. Podobną zależność stwierdzano także w badaniach własnych była to korelacja na granicy istotności. Jedynie u chłopców stężenie PAI-1 w osoczu wzrastało znamiennie wraz ze wzrostem stężenia TNF α w surowicy. Korelacja pomiędzy stężeniami TNF α i PAI-1 była także uzależniona od. Okazało się, że tylko w sta- 52

9 dium przedpokwitaniowym u płci męskiej zależność między omawianymi parametrami była istotna statystycznie, a w II-III znajdowała się na granicy istotności. Z uwagi na istotny wpływ wieku kalendarzowego dzieci, BMI i bezwzględnej ilości tkanki tłuszczowej na wartości PAI-1 (dane nie umieszczone w pracy), uwzględniono wymienione czynniki wraz z płcią i w ocenie korelacji między TNF α a PAI-1. Uzyskano w ten sposób dodatnią, ale nieznamienną zależność między omawianymi parametrami. Z piśmiennictwa wynika, że stężenia PAI-1 w osoczu bywają przeważnie wyższe u osób otyłych płci męskiej w porównaniu do kobiet i dziewcząt [39, 40]. Uważa się, że może to być wynikiem ochronnego wpływu estrogenów [40]. Podobną rolę przypisuje się estrogenom w kwestii wydzielania TNF α [41]. Możliwe, że zjawiska te są odpowiedzialne za brak znamiennej korelacji TNF α a PAI-1 u dziewcząt, mimo, że w badaniach własnych nie stwierdzono istotnego wpływu płci na wartości PAI-1 i TNF α. Różnice zależności TNF α a PAI-1 u płci męskiej w różnych stadiach pokwitania może tłumaczyć fizjologicznie malejąca wraz z dojrzewaniem względna zawartość tkanki tłuszczowej u chłopców, w przeciwieństwie do dziewcząt [42], co także obserwowano w badaniach własnych, w których stężenie PAI-1 korelowało dodatnio z procentową zawartością tkanki tłuszczowej (dane nie zobrazowane). Nasze badania wykazały istnienie dodatnich zależności między czynnikami, które mają działanie miażdżycorodne. Niepokojący jest fakt występowania już u dzieci i młodzieży z nadwagą i otyłością, wielu cech zespołu metabolicznego, do którego należą: nadciśnienie tętnicze, hiperfibrynogenemia, zaburzenia lipidowe oraz insulinooporność prowadząca do rozwoju cukrzycy typu 2 w młodym wieku. Wymienione tu cechy zespołu metabolicznego wraz z otyłością typu wisceralnego są uznanymi czynnikami miażdżycorodnymi [10, 12, 43]. W badaniach własnych u dzieci z nadmiarem masy ciała stwierdzałyśmy zaburzenia lipidowe, szczególnie pod postacią hipertriglicerydemii [44] oraz hiperinsulinemię [45]. Niestety nie udało się nam wykazać istotnego powiązania między TNF α a insulinoopornością [45]. Kumulacja wielu cech zespołu metabolicznego u jednego osobnika wraz z obecnością wyższych wartości TNF α i PAI-1 stwarza większe zagrożenie wczesnym rozwojem miażdżycy. Wprawdzie w naszych badaniach stężenie TNF α w surowicy dzieci z nadmiarem masy ciała nie różniło się istotnie od stężenia w surowicy dzieci szczupłych, a PAI-1 oceniałyśmy tylko w grupie badanej, ale dodatnie zależności między TNF α a analizowanymi w pracy parametrami także sugerują obecność zwiększonego ryzyka miażdżycy u dzieci z nadwagą i otyłością. Wydaje się, że dotyczy to szczególnie chłopców, co potwierdza nie przedstawiona tutaj istotna dodatnia korelacja między stężeniem PAI-1 a stężeniem triglicerydów (TG). Warto także zwrócić uwagę na dzieci w II-III ze względu na naturalnie wzrastającą w tym okresie insulinooporność [26, 45], która sprzyja rozwojowi miażdżycy [43, 46, 47]. W niniejszej pracy dodatnie korelacje między TNF α a fibrynogenem i ciśnieniem tętniczym krwi dotyczyły właśnie II-III. W poprzedniej pracy udowodniłyśmy istnienie znamiennych zależności między TNF α a lipidami: dodatniej między TNF α a TG i LDL-cholesterolem oraz ujemnej między TNF α a HDL-cholesterolem także w II-III [44]. Wnioski 1. Wykazane w pracy dodatnie korelacje między TNF α a ciśnieniem tętniczym krwi, fibrynogenem i PAI-1 u dzieci z nadwagą i otyłością prostą sugerują zwiększone u nich ryzyko wczesnego rozwoju miażdżycy. Zagrożenie to dotyczy dzieci w II-III oraz chłopców, szczególnie w wieku przedpokwitaniowym. 2. Konieczne jest zatem rozpoczęcie intensywnej profilaktyki antymiażdżycowej już w okresie dzieciństwa. PIŚMIENNICTWO/REFERENCES [1] Argiles J.M., Lopez-Soriano J., Busquets S., Lopez-Soriano F.J.: Journey from cachexia to obesity by TNF. FASEB. J., 1997: -11 (10), [2] Modzelewski B., Wasiak J.: Własności biologiczne i rola kachektyny. Anest. Intens. Ter., 1994: 26 (3), [3] Popa C., Netea M.G., van Riel P.L. et al.: The role of TNF-alpha in chronic inflammatory conditions, intermediary metabolism, and cardiovascular risk. J. Lipid. Res., 2007: 48 (4),

10 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 7/2008;3(24):45-56 [4] Naya M., Tsukamoto T., Morita K. et al.: Plasma interleukin-6 and tumor necrosis factor-alpha can predict coronary endothelial dysfunction in hypertensive patients. Hypertens. Res., 2007: 30 (6), [5] Hamdy O., Porramatikul S., Al.-Ozairi E.: Metabolic obesity: the paradox between visceral and subcutaneous fat. Curr. Diabetes Rev., 2006: 2 (4), [6] Guzik T.J., Mangalat D., Korbut R.: Adipocytokines novel link between inflammation and vascular function. J. Physiol. Pharmacol., 2006: 57 (4), [7] Pi-Sunyer F.X.: The relation of adipose tissue to cardiometabolic risk. Clin. Cornerstone, 2006: 8, suppl. 4, S [8] Lyon C.J., Law R.E., Hsuch W.A.: Minireview: adiposity, inflammation, and atherogenesis. Endocrinology, 2003: 144, [9] Madej A., Okopień B., Kowalski J. et al.: Stężenia czynnika martwicy nowotworów w surowicy pacjentów z hiperlipoproteinemią II B przed i po podjęciu terapii fenofibratem mikronizowanym. Pol. Arch. Med. Wew., 1998: 99 (4), [10] Kłosiewicz-Latoszek L., Kosińska I.: Wykrywanie i zapobieganie miażdżycy u dzieci i młodzieży. Probl. Hig., 2000: 68, [11] Zajadacz B.: Morfometryczne i hormonalno-biochemiczne aspekty dzieci otyłych. Nowiny Lek., 1998: 67 (2), [12] McGill H.C., McMahan A., Zieske A. et al.: Association of coronary heart disease risk factors with microscopic qualities of coronary atherosclerosis in youth. Circulation, 2000: 102 (4), [13] Bielawiec M., Kłoczko J.: Układ hemostatyczny w miażdżycy. Post. Nauk. Med., 1993: 6, [14] Głowińska B., Urban M., Koput A. et al: Wybrane nowe czynniki ryzyka miażdżycy oraz markery układu fibrynolitycznego u dzieci i młodzieży z otyłością, nadciśnieniem i cukrzycą. Prz. Lek., 2003: 60 (1), [15] Allessi M.C., Peiretti F., Morange P. et al.: Production of plasminogen activator inhibitor-1 by human adipose tissue: possible link between visceral fat accumulation and vascular disease. Diabetes, 1997: 46, [16] Segarra A., Chacon P., Martinez-Eyarre C. et al.: Circulating levels of plasminogen activator inhibitor type-1, tissue plasminogen activator, and thrombomodulin in hemodialysis patients: biochemical correlations and role as independent predictors of coronary artery stenosis. J. Am. Soc. Nephrol., 2001: 12, [17] Kralisch S., Sommer G., Dechert C.M. et al.: Adipokines in diabetes and cardiovascular diseases. Minerva Endocrinol. 2007: 32 (3), [18] Lin H., Hu Y., Simpson R.W. et al: Glucagon-like peptide-1 attenuates tumor necrosis factor-alpha-mediated induction of plasminogen activator inhibitor-1 expression. J. Endocrinol., 2008: 196 (1), [19] Hamaguchi E., Takamura T., Shimizu A. et al.: Tumor necrosis factor-alpha and troglitazone regulate plasminogen activator inhibitor type 1 production through extracellular signal regulated kinase and nuclear factor kappab-dependent pathways in cultured human umbilical vein endothelial cells. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2003: 307 (3), [20] Palczewska I., Niedźwiecka Z.: Wskaźniki rozwoju somatycznego dzieci i młodzieży warszawskiej. Med. Wieku Rozw., 2001: 2, supl.1. [21] Wyszyńska T., Litwin M.: Tabela wartości ciśnienia tętniczego mieszczącego się między percentylem dla chłopców i dziewcząt w wieku 1-17 lat w zależności od wzrostu (wg percentylowej krzywej wzrostu). [w:] Nadciśnienie tętnicze u dzieci i młodzieży. Biblioteka Pediatry. PZWL W-wa 2002, [22] Katsuki A., Sumida Y., Murashima S. et al.: Serum levels of tumor necrosis factor α are increased in obese patients with noninsulin-dependent diabetes mellitus. J.Clin. Endocrinol. Metab., 1998: 83 (3), [23] Hotamisligil G.S., Shargill N.S., Spiegelman B.M.: Adipose expression of tumor necrosis factor-α: direct role in obesity-linked insulin resistance. Science, 1993: 259, [24] Chollet-Martin S., Fricker J., Apfelbaum M. et al.: Tumor necrosis factor and obesity. Ann. Intern. Med., 1989: 110 (8), [25] Głowińska B., Urban M., Koput A. et al.: Wybrane nowe czynniki ryzyka miażdżycy oraz markery układu fibrynolitycznego u dzieci i młodzieży z otyłością, nadciśnieniem i cukrzycą. Prz. Lek., 2003: 60 (1), [26] Moran A., Jacobs D.R., Steinberger J. et al.: Insulin resistance during puberty. Results from clamp studies in 357 children. Diabetes, 1999: 48, [27] Van Itallic T.: The problem of obesity: health implications of overweight and obesity in the United States. Ann. Intern. Med., 1995: 103, [28] Chae C., Lee R.T., Rifai N. et al.: Blood pressure and inflammation in apparently healthy men. Hypertension, 2001: 38 (3), [29] Bogdański P., Pupek-Musialik D., Szulińska M. et al.: Czy otyłość nasila proces zapalny u chorych z nadciśnieniem tętniczym? Nadciśn. Tętn., 2002: 6 (4), [30] Kim K., Lee J.H., Chang H.J. et al.: Association between blood pressure variability and inflammatory marker in hypertensive patients. Circ. J., 2008: 71 (2), [31] Bautista L.E., Vera L.M., Arenas I.A. et al.: Independent association between inflammatory markers (C-reactive protein, interleukin-6, and TNF-alpha) and essential hypertension. J. Hum. Hypertens., 2005: 19 (2), [32] Bogdański P., Pupek-Musialik D., Łuczak M. et al.: Znaczenie czynnika martwicy nowotworu (TNF-α) w patogenezie nadciśnienia tętniczego związanego z otyłością. Nadciśn. Tętn., 2002: 6 (2),

11 [33] Kendziorek A., Tomaszewska Z.: Rola cytokin w reakcjach zapalnych. Medycyna 2000, 1992: 3 (31/32), [34] Bernstein L.E., Berry J., Kim S. et al.: Effects of entanercept in patients with the metabolic syndrome. Arch. Intern. Med., 2006: 166 (8), [35] Świątkowska M., Szemraj J., Cierniewski C.S.: Induction of PAI-1 expression by tumor necrosis factor alpha in endothelial cells is mediated by its responsive element located in the 4G/5G site. FEBS J., 2005: 272 (22), [36] Samad F., Uysal T., Wiesbrock S. et al.: Tumor nrcrosis factor α is a key component in the obesity-linked elevation of plasminogen activator inhibitor 1. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 1999: 96, [37] Agirbasli M., Inanc N., Baykan O.A. et al.: The effects of TNF alpha inhibition on plasma fibrinolitic balance in patients with chronic inflammatory rheumatoidal disorders. Clin. Exp. Rheumatol., 2006: 24 (5), [38] Kinik S.T., Ozbek N., Yuce M. et al.: PAI-1 gene 4G/5G polymorphism, cytokine levels and their relations with metabolic parameters in obese children. Thromb. Haemost., 2008: 99 (2), [39] Van Harmelen V., Wahrenberg H., Eriksson P. et al.: Role of gender and genetic variance in plasminogen activator inhibitor-1 antigen secretion from human adipose tissue. Thromb. Haemost., 2000: 83, [40] Elhasade A.S., Perkowska-Francka A., Szmidt J. et al.: Physiology of fibrinolysis. Med. Sci. Monit., 1998: 4 (3), [41] Pacifi R., Brown C., Puscheck E. et al.: Effect of surgical menopause and estrogen replacement on cytokine release from human blood mononuclear cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 1991: 88, [42] Zajadacz B.: Morfometryczne i hormonalno-biochemiczne aspekty dzieci otyłych. Nowiny Lek., 1998: 67 (2), [43] Hsueh W.A., Law R.E.: Cardiovascular risk continuum: implications of insulin resistance and diabetes. Am. J. Med., 1998: 105 (1A), 4S-14S. [44] Goral J., Garanty-Bogacka B., Wieczorek W. et al..: TNF α a wybrane parametry gospodarki lipidowej u dzieci z nadwagą i otyłością prostą. Endokrynol. Ped., 2004: 1 (6), [45] Goral J., Garanty-Bogacka B., Wieczorek W. et al..: TNF α a wybrane parametry gospodarki węglowodanowej u dzieci z nadwagą i otyłością prostą. Endokrynol. Ped., 2008: 2 (23), [46] Misra A.: Risk factors for atherosclerosis in young individuals. J. Card. Risk., 2000: 7, [47] Kuczerowski R., Bernas M., Jagielińska-Kalinowska E.: Insulinooporność jako czynnik zagrożenia miażdżycą. Klinika, 1995: 10,