Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ЖЕЛЕЗА У ДЕТЕЙ С ОСТРЫМ ЛИМФОБЛАСТНЫМ ЛЕЙКОЗОМ

Тарасова Н.Е. 1 Теплякова Е.Д. 1 Шестопалов А.В. 1 Сависько А.А. 1 Асланян К.С. 1
1 Ростовский государственный медицинский университет
Проведен анализ показателей обмена железа, таких как содержание железа сыворотки крови, общая железосвязывающая способность сыворотки крови, ненасыщенная железосвязывающая способность сыворотки крови, коэффициент насыщения трансферина железом и содержание гепсидина у детей с острым лимфобластным лейкозом на этапах проведения полихимиотерапии. В проведенном исследовании выявлено повышение содержания железа и гепсидина на протяжении всей проводимой полихимиотерапии. При этом в каждый период наблюдения причины повышения гепсидина, по нашему мнению, различны. В начале заболевания в период разгара клинических проявлений основной причиной гиперпродукции гепсидина являются инфекционные осложнения и прогрессия опухолевого клона, вследствие чего происходит усугубление анемии. С другой стороны в дальнейшем после выхода пациентов в ремиссию, уменьшения инфекционных осложнений и вторичных воспалительных заболеваний, в условиях сохраняющейся гипоксии повышенный синтез гепсидина вероятнее всего обуславливает перегрузка железом, возникающая после многократных гемотрансфузий. Выявленные изменения обмена железа на различных этапах полихимиотерапии у детей с острым лимфобластным лейкозом подтверждают регуляторную роль гепсидина в метаболизме железа. Гепсидин может выступать в качестве высокоинформативного вспомогательного маркера, наряду с основными показателями обмена железа, которые целесообразно постоянно мониторировать у детей с острым лимфобластным лейкозом.
острый лимфобластный лейкоз
дети
обмен железа
гепсидин
1. Павлов А.Д., Морщакова Е.Ф., Румянцев А.Г. Эритропоэз, эритропоэтин, железо. -М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. - 304 с.
2. Сараева Н.О. Механизмы развития анемии при гемабластозах // Гематология и трансфузиология. - 2007. - Т. 52, № 1. - С. 31-37.
3. Теплякова Е.Д. Оценка диастолической функции миокарда и кислородтранспортной функции крови у детей с острыми лимфобластными лейкозами на этапах проведения полихимиотерапии / Е.Д.Теплякова Н.Е. Тарасова, С.П. Пармон и др. // Вестник Волгоградского медицинского университета. - 2011. - Т. 3, № 39. - С.66-68.
4. Braliou G.G. 2-Oxoglutarate-dependent oxygenases control hepcidin gene expression // J. Hepatol. - 2008.Vol. 48, № 5. - P. 801-810.
5. Lesbordes-Brion J.C. Targeted disruption of the hepcidin 1 gene results in severe hemochromatosis // Blood. - 2006. - Vol. 108, № 4. - P. 1402-1405.
6. Ludwigg H. The European Cancer Anaemia Survey (ECAS): a large, multinational, prospective survey defining the prevalence, incidence, and treatment of anaemia in cancer patients / H. Ludwigg, S. Van Belle, P. Barrett-Lee // Eur. J. Cancer. - 2004. - № 40. - P. 2293-2306.
7. Merle U. The iron regulatory peptide hepcidin is expressed in the heart and regulated by hypoxia and inflammation // Endocrinology. - 2007. -Vol. 148, № 6. - P. 2663-2668.
8. Peyssonnaux C., Role of the hypoxia inducible factors HIF in iron metabolism / C. Peyssonnaux, V. Nizet, R.S. Johnson // Cell Cycle. - 2008. - Vol. 7, № 1. - P. 28-32.
9. Pinto J.P.. Erythropoietin mediates hepcidin expression in hepatocytes through EPOR signaling and regulation of C/EBPalpha // Blood. - 2008. - Vol. 111, № 12. - P. 5727-5733.
Анемии у детей с острым лимфобластным лейкозом (ОЛЛ), получающих полихимиотерапию, не только снижает качество жизни больных, но также оказывает негативное влияние на результаты лечения, способствует частому развитию инфекционных и других осложнений [6]. Множественные трансфузии эритроцитарной массы, применяемые для коррекции анемии, также неблагоприятно влияют на результаты лечения, вызывают развитие перегрузки железом внутренних органов и оказывают иммунодепрессивное воздействие[2]. Однако метаболизм железа при анемии лейкоза в настоящее время изучен недостаточно, а данные об участии в этом процессе регулятора железа - гепсидина - практически отсутствуют.

Гепсидин является универсальным регулятором метаболизма железа, который влияет и на абсорбцию пищевого железа, его высвобождение из макрофагов при разрушении стареющих эритроцитов. Гепсидин - 25-аминокислотный пептид, вырабатываемый гепатоцитами. Также гепсидин может синтезироваться макрофагами [8], жировыми клетками и кардиомиоцитами [7].  Он циркулирует в плазме, фильтруется почками и аккумулируется в моче. К настоящему моменту установлено, что гепсидин является отрицательным регулятором метаболизма железа [7]. Изначально гепсидин был описан как мочевой антимикробный пептид, но его бактериальная и грибковая цитотоксическая  роль сомнительна. Однако ген гепсидина ответствен за воспаление, в связи с этим его можно рассматривать в качестве посредника примитивного иммунного пути, ограничивающего использование железа инвазивными  организмами. Повышение экспрессии гепсидина является характерным ответом на инфекцию.

В связи с вышеизложенным целью работы явилось исследование особенностей регуляции обмена железа у детей с ОЛЛ на этапах полихимиотерапии.

Материалы и методы. В исследование были включены 34 ребенка в возрасте от 2 до 16 лет, поступивших в детское отделение клиники Ростовского государственного медицинского университета и отделение онкологии и гематологии ГБУЗ  «Областная детская больница» (г. Ростова-на-Дону) с впервые диагностированным ОЛЛ стандартной (SRG) и промежуточной (MRG) группами риска. Все пациенты получали полихимиотерапию по протоколу ALL-MB-2002, ALL-MB-2008. Больных группы высокого риска (HRG) в данное исследование не включали в связи с существенными отличиями в схеме терапии и характере течения основного заболевания. При этом у всех детей с ОЛЛ был констатирован статус ремиссии по основному заболеванию на 15 день протокольного химиотерапевтического лечения и после окончания интенсивного курса полихимиотерапии. Обследование больных проводили в динамике: при поступлении в клинику до начала химиотерапии (1а группа), после проведения индукции ремиссии (1б группа) и после окончания интенсивной полихимиотерапии (1в группа). Всем пациентам на различных этапах полихимиотерапии проводилась трансфузионная терапия, в том числе переливание эритромассы. При этом основная трансфузионная нагрузка приходилась на следующие этапы терапии: до проведения  ПХТ и в период проведения  индукции ремиссии (таблица 1). Группу сравнения составили 32 ребенка I и II групп здоровья, сопоставимых по возрасту и полу.

Таблица 1 Объем проводимой трансфузионной терапии эритроцитарной массой у детей с ОЛЛ на этапах полихимиотерапии

Показатели

 

1а группа

n=34

1б группа

n=34

1в группа

n=34

Количество детей, получивших переливание эритроцитарной массы, чел. (%)

29 (85,24%)

34 (100,00%)

11 (32,35%)

Среднее количество гемотрансфузий на 1 человека в группе, M+m

1,03+0,07

4,28+0,36

0,52+0,11

Средний объем перелитой эритроцитарной массы на 1 человека в группе, мл, M+m

294,45+32,14

1224,90+146,51

150,91+41,93

Всем пациентам было проведено клинико-инструментальное обследование, включающее определение содержания эритроцитов, гемоглобина (Hb), железа в сыворотке крови, общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС) крови, ненасыщенной железосвязывающей способности сыворотки (НЖСС), коэффициент насыщения трансферина железом (КНТ железом), гепсидина сыворотки. Гепсидин определяли с помощью  иммуноферментного анализа (PeninsulaLaboratories, США).

Статистическая обработка результатов проведена с применением ПО MicrosoftOfficeExcel и Statistica, 6.0. Результаты представлены в виде средняя выборочная (M) ± ошибка средней величины (m). При нормальном распределении выборки для сравнения средних величин использовали критерий Стьюдента, а при отличии от нормального - критерий Манна - Уитни и Вилкоксона. Проверку на нормальность распределения проводили с помощью критерия Колмогорова - Смирнова. Различия принимали как статистически значимые при р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Степень выраженности анемического синдрома верифицировали по количеству эритроцитов и гемоглобина (Hb). Количество эритроцитов > 3,0x1012/л, уровень Hb> 90 г/л соответствовал I степени, количество эритроцитов 2,5-3,0x1012/л, уровень Hb 70-90 г/л - II степени, количество эритроцитов < 2,5x1012/л, уровень Hb< 70 г/л - III степени.

Анализ содержания эритроцитов и Hb у детей с острым лимфобластным лейкозом выявил достоверное снижение обоих показателей во всех группах по сравнению с контрольной группой (таблица 2).

Таблица 2 Степень выраженности анемии у детей с ОЛЛ на разных этапах полихимиотерапии

Показатели

1а группа

n=34

1б группа

n=34

1в группа

n=34

I степень

15 (44,12%)

16 (47,05%)

19 (55,88%)

II степень

11 (32,36%)*,**

6 (17,65%)*

3 (8,82%)**

III степень

6 (17,64%) *,**

0 (0%)*

1 (2,94%)**

Отсутствие анемии

2 (5,88%)*,**

12 (35,24%)*

11 (32,35%)**

Примечание:  * - статистически значимые различия при сравнении 1а и 1б групп (р<0,05);    ** - статистически значимые различия при сравнении 1а и 1в групп (р<0,05)

При анализе показателей 1а группы анемический синдром был выявлен у 32 детей с ОЛЛ (94,12 %) (таблица 2).

У этих больных в дебюте заболевания было отмечено достоверное (p<0,001) снижение уровня эритроцитов до 3,03+0,09х1012/л, Hb до 88,50+2,80 г/л по сравнению с контрольной группой при нормальном цветовом показателе. Выявленные изменения сопровождались достоверным повышением содержания железа в сыворотке крови (26,06+2,19 мкМ/л) и значительным (p<0,05) снижением ОЖСС и НЖСС до 42,22+1,16 мкМ/л и 15,71+2,36 мкМ/л  соответственно, по сравнению с контрольной группой (p<0,05). Наряду с этим было определено достоверное двухкратное увеличение КНТ железом(p<0,05) по отношению к контрольной группе (таблица 3). Выявленная в начале заболевания  картина свидетельствует о развитии анемии, которая не является железодефицитной. Напротив, уровень железа на данном этапе заболевания был повышенным. Это свидетельствует о снижении утилизации железа, что ведет к его накоплению в сыворотке крови, в результате чего повышается КНТ железом. Вместе с этим было установлено, что содержание гепсидина в сыворотке крови в данной группе превышает контрольные  показатели в 22,64 раза (p<0,05).

Таблица 3 Показатели обмена железа детей с острым лимфобластным лейкозом на этапах полихимиотерапии

Показатели

Fe, мкМ/л

M+m

n=34

ОЖСС, мкМ/л

M+m

n=34

НЖСС, мкМ/л

M+m

n=34

КНТ железом,%

M+m

n=34

Гепсидин, пг/мл

M+m

n=24

1а группа

26,06+2,19*

42,22+1,16*

15,71+2,36*

63,50+5,22*

232,30+42,12*

1б группа

17,68+1,26*

44,15+0,90*

26,47+1,44*

40,13+2,96*

140,70+38,36*

1в группа

19,39+0,95*

44,81+0,92*

25,19+1,49*

44,82+2,72*

105,29+19,39*

Контрольная

группа

14,82+0,82

51,52+0,85

35,69+1,18

31,36+1,61

10,26+1,93

Примечание:  * - статистически значимые различия по сравнению с контрольной группой (р<0,05), ** - статистически значимые различия по сравнению с 1а группой (р<0,05)                               

Учитывая, что гепсидин является отрицательным регулятором метаболизма железа, блокирующим всасывание и рециркуляцию железа, включая воздействие на энтероциты и макрофаги [5], увеличение количества железа в организме может привести к стимуляции синтеза гепсидина, что в свою очередь способствует снижению абсорбцию железа в кишечнике и уменьшает его транспорт в циркуляцию.

Гипоксия является одним из механизмов, регулирующим выработку гепсидина, и может подавлять экспрессию гепсидина в гепатоцитах напрямую, без посредников. Кроме этого,  гипоксия-индуцируемый фактор (HIF) является посредником ответной реакции гепсидина на гипоксию [1]. Однако при анемии ОЛЛу детей в дебюте заболевания не наблюдается подавления выработки гепсидина на фоне гемической гипоксии. Возможно, это связано с тем, что анемию у этих больных можно рассматривать как анемию воспалительных процессов, вследствие наличия опухолевой массы и различных инфекционных заболеваний в дебюте ОЛЛ. При этом доминирующим активатором экспрессии гепсидина является ИЛ-6 [1]. Анемия воспалительного процесса связана с ненормальной утилизацией железа, низким ответом эритропоэтина, сниженной выживаемостью эритроцитов.

После проведения индукции ремиссии в 1б группе было выявлено сохранение анемии у 22 детей (63,1 %). Достоверно выше процент детей в данной группе по сравнению с 1а группой с отсутствием анемического синдрома (таблица 2). Вероятно, это связано с проведенными заместительными гемотрансфузиями и восстановлением активности эритроидного ростка кроветворения.

У пациентов этой группы было отмечено сохранение нормохромной анемии, наблюдавшейся до начала полихимиотерапии, но меньшей степени выраженности. Об этом свидетельствует достоверно сниженный по сравнению с контрольной группой уровень эритроцитов и гемоглобина, составляющий 3,49+0,08х1012/л и 109,50+2,27 г/л соответственно (p<0,001). Вместе с тем у детей с ОЛЛ на данном этапе полихимиотерапии содержание железа сыворотки крови оставалось достоверно  повышенным (17,68+1,26мкМ/л) по сравнению с контрольной группой (p<0,05),  однако, в меньшей степени по сравнению с предыдущим сроком исследования. Одновременно с этим было установлено значимое  снижение ОЖСС и НЖСС до 44,15+0,90 мкМ/л и 26,47+1,44 мкМ/л  соответственно по сравнению с контрольной группой (p<0,05). У детей данной группы также был в  1,27 раз повышен КНТ железом по сравнению с контрольной группой (таблица 3). На фоне постепенного восстановления показателей красной крови у детей 1б группы регистрировалось умеренное снижение содержания железа сыворотки относительно 1а группы. Вероятно, умеренное снижение железа сыворотки крови у детей 1б группы, остающееся, тем не менее, более  высоким, чем в контрольной группе. Вышеизложенное может свидетельствовать о более эффективном, активном использовании железа в процессе эритропоэза. Одновременно с этим у данной группы больных регистрировалось достоверно повышенное содержание гепсидина сыворотки крови до 140,70+38,36 пг/мл (p<0,05) по отношению к контрольной группе, в то время как у детей 1а группы его концентрация достоверно  уменьшается (p<0,05) (таблица 3). Некоторое снижение гепсидина по сравнению с началом заболевания может быть объяснено, с одной стороны, отсутствием опухолевой массы, снижением инфекционно-воспалительных заболеваний в этот период, а с другой стороны, сохраняющейся гемической гипоксией. Кроме того, совсем недавно в экспериментальных условиях  было определено, что сигналы эритропоэтина снижают  экспрессию гепсидина через механизм, вовлекающий транскрипционный фактор C/EBPα, который  связывается со специфичными участками ДНК на промоторе гена гепсидина [9]. Эти и другие факторы, продуцируемые эритропоэтическими клетками в ответ на анемию или гипоксию, вносят непосредственный вклад в супрессию синтеза гепсидина в естественных условиях.

В тоже время содержание гепсидина не нормализуется, а превышает значения контрольной группы в 13,71 раз. Это может свидетельствовать о достаточно высоком содержании железа в организме, поскольку гепсидин является отрицательным регулятором обмена железа. Следовательно, высокий «лабильный» пул железа вызывает повышенную экспрессию гена гепсидина в печени, что приводит к повышению его концентрации в плазме.

После окончания интенсивного курса  полихимиотерапии в 1в группе сохранялись изменения, установленные в 1б группе. При этом анемический синдром был выявлен у 23 детей (67,65 %) данной группы. Количество детей с отсутствием анемического синдрома было достоверно выше по сравнению с 1а группой и не отличалось от 1б группы (таблица 2).

Со стороны показателей красной крови определялась нормохромная анемия, о чем свидетельствовало достоверное  снижение эритроцитов до 3,42+0,06х1012/л и гемоглобина до 108,30+2,07 г/л по сравнению с контрольной группой (p<0,001). Содержание железа сыворотки крови, также как и КНТ железом, оставалось достоверно повышенным и по сравнению с контрольной группой. При этом уровни ОЖСС и НЖЖЖ были достоверно снижены, как и в 1б группе (таблица 3). Вместе с тем было выявлено дальнейшее снижение содержания гепсидина сыворотки крови. В динамике терапии уровень гепсидина уменьшился в 2,2 раза в сравнении с 1а группой (таблица 3). Полученные данные свидетельствуют в пользу сохраняющейся гипоксии, несмотря на отсутствие опухолевой интоксикации и снижение интенсивности воспалительных и инфекционных процессов.

Однако по сравнению с группой контроля уровень гепсидина оставался еще повышенным. Данный факт можно объяснить тем, что при восстановленном кроветворении происходят качественные изменения собственных, а не полученных с гемотрансфузией, эритроцитов. Возможно, собственные эритроциты после достижения ремиссии заболевания способны более эффективно осуществлять кислородтранспортную функцию, что указывает на включение модуляционных механизмов, компенсирующих гемическую гипоксию [3,4]. Сохранение повышенного содержания гепсидина в сыворотке крови свидетельствует и о высоком содержании железа в организме, возникающем в результате проведенных гемотрансфузий.

Заключение

Таким образом, в проведенном исследовании выявлено повышение содержания железа и гепсидина сыворотки крови на протяжении всей проводимой полихимиотерапии у пациентов с ОЛЛ. При этом в каждый период проведения полихимиотерапии причины повышения гепсидина, по нашему мнению, были различны. По-видимому, в начале заболевания в период разгара клинических проявлений основной причиной гиперпродукции гепсидина являются инфекционные осложнения и прогрессия опухолевого клона, вследствие чего происходит усугубление анемии. С другой стороны, в дальнейшем после выхода пациентов в ремиссию, уменьшения инфекционных осложнений и вторичных воспалительных заболеваний, в условиях сохраняющейся гипоксии повышенный синтез гепсидина, вероятнее всего, обуславливает перегрузка железом, возникающая после многократных гемотрансфузий. Выявленные изменения обмена железа на различных этапах полихимиотерапии у детей с ОЛЛ могут свидетельствовать о регуляторной роли гепсидина в метаболизме железа. При этом гепсидин может выступать в качестве высокоинформативного вспомогательного маркера, наряду с основными показателями обмена железа, которые целесообразно постоянно мониторировать у детей с ОЛЛ, а при необходимости проводить хелаторную терапию.

Рецензенты:

  • Никогосова О.В.,  д.м.н., зав. центром реабилитации ГБУ РО «Областная детская больница», г. Ростов-на-Дону.
  • Чепурная М.М., д.м.н., профессор, заведующая отделением пульмонологии ГБУ РО «Областная детская больница», г. Ростов-на-Дону.

Библиографическая ссылка

Тарасова Н.Е., Теплякова Е.Д., Шестопалов А.В., Сависько А.А., Асланян К.С. ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ЖЕЛЕЗА У ДЕТЕЙ С ОСТРЫМ ЛИМФОБЛАСТНЫМ ЛЕЙКОЗОМ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=5394 (дата обращения: 13.05.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074