Zależność między surowiczym stężeniem adipocytokin a zawartością lipidów w wątrobie ocenianą w spektroskopii protonowej rezonansu magnetycznego u dzieci i młodzieży z niealkoholową chorobą stłuszczeniową wątroby – doniesienie wstępne

Wstęp
Jedną z przyczyn stłuszczenia wątroby zarówno u dzieci, jak i dorosłych jest niealkoholowa choroba stłuszczeniowa wątroby (ang. nonalcoholic fatty liver disease – NAFLD), należąca do grupy schorzeń tego narządu najczęściej współistniejących z otyłością, dyslipidemią i insulinoopornością [1, 2]. Zmiany w wątrobie mogą mieć charakter stłuszczenia izolowanego lub wykazywać progresję do stłuszczeniowego zapalenia wątroby (ang. non alcoholic steatohepatitis – NASH), a nawet marskości, niewydolności tego narządu i nowotworu wątroby [2–4]. Mimo że biopsję wątroby uważa się za złoty standard w rozpoznawaniu NAFLD, w praktyce klinicznej schorzenie rozpoznaje się na podstawie stwierdzenia stłuszczenia narządu w badaniach obrazowych (najczęściej w ultrasonografii) i/lub podwyższonej aktywności aminotransferaz w surowicy krwi. Diagnoza wymaga również wykluczenia innych schorzeń doprowadzających do przewlekłej patologii wątroby, takich jak przewlekłe zakażenia wirusami zapalenia wątroby typu B i C, choroby metaboliczne (np. choroba Wilsona, niedobór a1-antytrypsyny, mukowiscydoza), autoimmunologiczne zapalenie wątroby czy toksyczne uszkodzenia narządu [5]. Nowoczesną nieinwazyjną metodą diagnostyczną stwarzającą możliwość ilościowej oceny związków lipidowych w wątrobie jest spektroskopia protonowa rezonansu magnetycznego (1H MRS). Przydatność tej metody w ocenie zawartości lipidów (triglicerydów) w wątrobie potwierdzono w badaniach eksperymentalnych [6] oraz klinicznych u osób dorosłych [7–13] i w populacji wieku rozwojowego [14, 15]. Ostatnio istotne znaczenie w patogenezie otyłości, insulinooporności oraz związanej z nimi NAFLD przypisuje się adipocytokinom (adipokinom) – hormonom peptydowym uwalnianym z adipocytów [16].
Cel pracy
Celem pracy była ocena nasilenia stłuszczenia wątroby w badaniu ultrasonograficznym i ilości związków lipidowych w 1H MRS u dzieci i młodzieży z NAFLD, a także ustalenie związku między stężeniem adipocytokin (adiponektyny, leptyny i rezystyny) w surowicy a zawartością lipidów w wątrobie ocenioną w 1H MRS.
Materiał i metody
Badaniem prospektywnym objęto 14 chorych (9 chłopców i 5 dziewcząt) w wieku 9–17 lat (średnia 12±2,2 roku) z otyłością prostą (BMI >97. percentyla) i rozpoznaną NAFLD. Rozpoznanie ustalono na podstawie badania ultrasonograficznego wątroby. U wszystkich badanych wykluczono inne przyczyny stłuszczenia narządu, takie jak wirusowe [zakażenia wirusem zapalenia wątroby typu B (HBV) i C (HCV)], autoimmunologiczne zapalenie wątroby, schorzenia metaboliczne (choroba Wilsona, niedobór a1-antytrypsyny) czy toksyczne uszkodzenia wątroby. U wszystkich badanych oznaczono aktywność aminotransferaz – alaninowej (AlAT) i asparaginianowej (AspAT) – oraz g-glutamylotranspeptydazy (GGTP), parametry profilu lipidowego (całkowite stężenie cholesterolu, frakcji HDL-cholesterolu, LDL-cholesterolu, triglicerydów), insulinooporności (stężenie glukozy, insuliny z wyliczeniem wskaźnika insulinooporności – HOMA-IR). Stężenie adipocytokin (adiponektyny, leptyny, rezystyny) oznaczano na czczo w surowicy krwi metodą immunoenzymatyczną, używając komercyjnych zestawów firmy R&D Systems, Inc., USA. Grupę porównawczą do oznaczeń adipocytokin stanowiło 24 dzieci bez patologii organicznych narządowych w analogicznym wieku i prawidłową wartością wskaźnika masy ciała – BMI. Badanie ultrasonograficzne jamy brzusznej (USG) wykonano aparatem General Electric LOGIQ 500, sondą convex 3-5 MHz. Oceniono stopień stłuszczenia wątroby w 4-stopniowej skali wg Saverymuttu i wsp. [17]. Badanie 1H MRS wykonywano za pomocą systemu rezonansu magnetycznego o natężeniu pola 1,5 T przy zastosowaniu sekwencji PRESS 35 (ang. point-resol-ved single voxel localized spectroscopy), przy parametrach akwizycji, takich jak: TE (ang. time echo – czas echa) 35 ms, TR (ang. repetition time – czas powtórzeń) 1500 ms, liczba powtórzeń 192, szerokość widma 2 kHz. Voxele wielkości 3 × 3 × 3 cm (27 cm³) lokalizowane były w prawym płacie wątroby w taki sposób, by nie obejmowały dużych naczyń i dróg żółciowych. Otrzymane widma opracowywano za pomocą oprogramowania Via 2.0 C firmy Picker z zastosowaniem tablicy przesunięć chemicznych, określonej na podstawie danych z piśmiennictwa [18, 19], a następnie poddane obróbce ręcznej obejmującej korekcję fazy, linii podstawowej i ostateczne dopasowanie krzywych. W ocenie widm uwzględniono sygnały grup funkcyjnych związków lipidowych, takich jak: metylowych (lipidy 1), metylenowych (lipidy 2), a-metylenowych do wiązania podwójnego (lipidy 3) oraz fosfoestrów. Zawartość związków oceniono w jednostkach względnych w odniesieniu do sygnału nietłumionej wody wg wzoru: M = pole powierzchni związku × 1000/pole powierzchni nietłumionej wody. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej, w której dla cech mierzalnych wyliczono średnią arytmetyczną i odchylenie standardowe. W porównaniach między grupą badaną a porównawczą stosowano test U Manna-Whitneya. Zależności między badanymi cechami określono współczynnikiem Spearmana i Pearsona. W obliczeniach przyjęto poziom istotności p<0,05 jako znamienny statystycznie. Protokół badania został zaakceptowany przez Komisję Bioetyczną Akademii Medycznej w Białymstoku.
Wyniki
Charakterystykę badanej grupy przedstawiono w tab. I. Stężenie leptyny w surowicy krwi pacjentów z NAFLD było znamiennie wyższe (p=0,000002), a adiponektyny niższe (p=0,00007) w porównaniu z grupą porównawczą. Obie grupy nie różniły się stężeniem rezystyny, jednak było ono wyższe w podgrupie z rozpoznanym NAFLD (tab. II). Stwierdzono ujemną korelację między stopniem stłuszczenia wątroby w badaniu ultrasonograficznym a stężeniem adiponektyny (r=–0,7, p=0,0054) oraz dodatnią z aktywnością AlAT (r=0,62, p=0,0180 i GGTP (r=0,685, p=0,0067). Ponadto wykazano korelację ultrasonograficznego stopnia stłuszczenia narządu z metabolitami oznaczanymi w 1H MRS: z lipidami 2 (r=0,73, p=0,003) i całkowitym stężeniem lipidów (r=0,68, p=0,0007). Zaobserowano również, że całkowita zawartość lipidów oznaczona w badaniu 1H MRS wiązała się z aktywnością aminotransferaz – AlAT (r=0,75, p=0,002), AspAT (r=0,62, p=0,018), stężeniem triglicerydów (r=0,67, p=0,009) i ujemnie ze stężeniem adiponektyny (r=–0,48, p=0,05) i frakcji HDL-cholesterolu (r=–0,57, p=0,035).
Zanotowano ponadto korelacje całkowitego stężenia lipidów z innymi metabolitami oznaczanymi w tej metodzie diagnostycznej, tj. z lipidami 1 (r=0,68, p=0,007), 2 (r=0,94, p=0,0001) i 3 (r=0,65, p=0,012). Nie potwierdzono natomiast zależności pozostałych badanych adipocytokin z zawartością związków lipidowych oznaczanych w 1H MRS czy badanymi parametrami profilu lipidowego i insulinooporności.
Omówienie
Niewiele jest prac w piśmiennictwie dotyczących oceny stężenia powyższych adipocytokin w surowicy krwi dzieci i młodzieży z rozpoznanym NAFLD. Uzyskane wyniki dotyczące stężeń adiponektyny u pacjentów w wieku rozwojowym z NAFLD są zgodne z danymi z piśmiennictwa [20–22]. Odmienne spostrzeżenia dotyczące stężenia leptyny poczynili natomiast Mandato i wsp. [23], nie wykazując różnic w jej stężeniu u dzieci z NAFLD i w grupie kontrolnej. Interpretację tych wyników należy jednak odnieść do ilości tkanki tłuszczowej i masy ciała mierzonej wartością BMI w grupach badanych. W analizie grupę porównawczą stanowiły dzieci i młodzież z prawidłową wartością obecnego BMI, natomiast pacjenci z rozpoznanym NAFLD byli otyli. W analizie [23] obie badane grupy nie różniły się wartością BMI, która wynosiła ok. 27. W wielu publikacjach wykazano, że stężenie leptyny w sposób istotny wiąże się z wartością BMI [23, 24], a więc dobór pacjentów warunkował zależności statystyczne. Podobnie jak w obecnej analizie Zou i wsp. [22] nie stwierdzili różnic w stężeniu rezystyny w surowicy krwi pacjentów w wieku rozwojowym z NAFLD w porównaniu z grupą kontrolną. W badanej grupie chorych oceniono związek 3 adipocytokin z nasileniem stłuszczenia wątroby mierzonym w badaniu ultrasonograficznym i ilością lipidów w 1H MRS. W dostępnym piśmiennictwie pediatrycznym brak jest tego typu opracowań. Ta statyczna ocena zjawiska jest niezmiernie ważna do ustalenia rzeczywistej zależności badania krwi (adipocytokina) i zaawansowania procesu chorobowego w wątrobie (stłuszczenie narządu). Wykazano znamienną ujemną korelację między stopniem stłuszczenia wątroby (ocenianym zarówno w badaniu USG, jak i 1H MRS) a stężeniem adiponektyny w surowicy krwi oraz dodatnią korelację aktywności AlAT i GGTP, i ilością lipidów ocenionych w 1H MRS. Baranova i wsp. [25], Musso i wsp. [26] oraz Wong i wsp. [27] wykazali, że małe stężenie adiponektyny predysponuje do rozwoju NAFLD i jej progresji do NASH u dorosłych. Podkreślając rolę adiponektyny w patogenezie NAFLD u dzieci, Louthan i wsp. [21] sugerowali, że obniżenie stężenia tego białka w surowicy krwi poprzedza rozwój tej choroby, a wyższe stężenia tej adipocytokiny wykazują działanie protekcyjne i chronią przed rozwojem tego schorzenia. Inne analizy przeprowadzone w populacji wieku rozwojowego potwierdziły związek hipoadiponektynemii ze zwiększoną zawartością lipidów w wątrobie, mierzonych na podstawie badań MR z zastosowaniem metody Dixona [28, 29]. Wykazanie korelacji nasilenia stłuszczenia narządu z aktywnością aminotransferaz i GGTP sugeruje możliwość progresji NAFLD z izolowanego stłuszczenia do NASH. Wprawdzie jedynie badanie bioptyczne wątroby może różnicować oba stany chorobowe, jednak pacjenci z ultrasonograficznie stwierdzanym stłuszczeniem narządu i jednocześnie podwyższoną aktywnością enzymów wątrobowych mogą być uważani za grupę ryzyka progresji do NASH. Potwierdzenie tej teorii mogą stanowić badania Schwimmera i wsp. [30], którzy zaobserwowali związek aktywności enzymów wątrobowych (AlAT, AspAT i GGTP) z zapaleniem i włóknieniem okołozatokowym oraz wrotnym w badaniu bioptycznym wątroby dzieci z NAFLD. Nie potwierdzono natomiast zależności pozostałych badanych adipocytokin z ilością lipidów ocenianych w 1H MRS. Przeprowadzone badania należy traktować jednak jako wstępne, a więc niewielka liczba badanych może być odpowiedzialna za brak znamiennych zależności statystycznych. Dalsze prospektywne badania przeprowadzone w jednorodnej populacji wieku rozwojowego są niezbędne do wykazania właściwych relacji między stężeniami adipocytokin a nasileniem stłuszczenia wątroby w badaniach obrazowych.
Wniosek
Wykazana zależność surowiczego stężenia adiponektyny ze stopniem stłuszczenia wątroby w badaniu ultrasonograficznym i zawartością lipidów w 1H MRS sugeruje istotną rolę tej adipocytokiny w patogenezie NAFLD u dzieci i młodzieży.


Piśmiennictwo
1. Angulo P. Nonalcoholic fatty liver disease. N Eng J Med 2002; 346: 1221-31. 2. Patton HM, Sirlin C, Behling C i wsp. Pediatric nonalcoholic fatty liver disease: a critical appraisal of current data and implications for future research. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2006; 43: 413-27. 3. Adams LA, Lymp JF, St Sauver JS i wsp. The natural history of nonalcoholic fatty liver disease: a population-based cohort study. Gastroenterology 2005; 129: 113-21. 4. Suzuki D, Hashimoto E, Kaneda K i wsp. Liver failure caused by non-alcoholic steatohepatitis in an obese young male. J Gastroenterol Hepatol 2005; 20: 327-9. 5. Marion AW, Baker AJ, Dhawan A. Fatty liver disease in children. Arch Dis Child 2004; 89: 648-52. 6. Szczepaniak LS, Babcock EE, Schick F i wsp. Measurement of intracellular triglyceride stores by H spectroscopy: validation in vivo. Am J Physiol 1999; 276: 977-89. 7. Machann J, Thamer C, Schnoedt B i wsp. Hepatic lipid accumulation in healthy subjects: a comparative study using spectral fat-selective MRI and volume-localized 1H MR spectroscopy. Magn Reson Med 2006; 55: 913-7. 8. Moreno-Torres A, Domingo P, Pujol J i wsp. Liver triglyceride content in HIV-1 infected patients on combination antiretroviral therapy studied with 1H MRS spectroscopy. Antivir Ther 2007; 12: 195-203. 9. Perseghin G, Lattuada G, De Cobelli F i wsp. Habitual physical activity is associated with intrahepatic fat content in humans. Diabetes Care 2007; 30: 683-8. 10. Tarasow E, Siergiejczyk L, Panasiuk A i wsp. MR proton spectroscopy in liver examinations of healthy individuals in vivo. Med Sci Monit 2002; 8: 36-40. 11. Thomas EL, Hamilton G, Patel N i wsp. Hepatic triglyceride content and its relation to body adiposity: a magnetic resonance imaging and proton magnetic spectroscopy study. Gut 2005; 54: 122-7. 12. Vega GL, Chandalia M, Szczepaniak LS, Grundy SM. Metabolic correlates of nonalcoholic fatty liver in women and men. Hepatology 2007; 46: 716-22. 13. Vuppalanchi R, Cummings OW, Saxena R i wsp. Relationship among histologic, radiologic, and biochemical assessments of hepatic steatosis: a study of human liver samples. J Clin Gastroenterol 2007; 41: 206-10. 14. Schwimmer JB, Middleton MS, Deutsch R, Lavine JE. A phase 2 clinical trial of metformin as a treatment for non-diabetic paediatric nonalcoholic steatohepatitis. Aliment Pharmacol Ther 2005; 21: 871-9. 15. Szczepanik LS, Nurenberg P, Leonard D i wsp. Magnetic resonance spectroscopy to measure hepatic triglyceride content: prevalence of hepatic steatosis in the general population. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005; 288: 462-8. 16. Kershaw EE, Flier JS. Adipose tissue as an endocrine organ. J Clin Endocrinol Metab 2004; 89: 2548-56. 17. Saverymuttu SH, Joseph AE, Maxwell JD. Ultrasound scanning in the detection of hepatic fibrosis and steatosis. Br Med J 1986; 292: 13-5. 18. Pollesello P, Eriksson O, Hockerstedt K. Analysis of total lipid extracts from human liver by 13C and 1H nuclear magnetic resonance spectroscopy. Anal Biochem 1996; 236: 41-8. 19. Pollesello P, Masutti F, Croce LS i wsp. 1H NMR spectroscopic studies of lipid extracts from human fatty liver. Biochem Biophys Res Commun 1993; 192: 1217-22. 20. Asayama K, Hayashibe H, Dobashi K i wsp. Decrease in serum adiponectin level due to obesity and visceral fat accumulation in children. Obes Res 2003; 11: 1072-9. 21. Louthan MV, Barve S, McClain CJ i wsp. Decreased serum adiponectin: an early event in pediatric nonalcoholic fatty liver disease. J Pediatr 2005; 147: 835-8. 22. Zou CC, Liang L, Hong F i wsp. Serum adiponectin, resistin level and non-alcoholic fatty liver disease in obese children. Endocr J 2005; 52: 519-24. 23. Mandato C, Lucariello S, Licenziati MR i wsp. Metabolic, hormonal, oxidative and inflamatory factors in pediatric obesity-related liver disease. J Pediatr 2005; 147: 62-6. 24. Chalasani N, Crabb DW, Cummings OW i wsp. Does leptin play a role in the pathogenesis of human nonalcoholic steatohepatitis? Am J Gastroenterol 2003; 98: 2771-6. 25. Baranova A, Gowder SJ, Schlauch K i wsp. Gene expression of leptin, resistin, and adiponectin in the white adipose tissue of obese patients with non-alcoholic fatty liver disease and insulin resistance. Obes Surg 2006; 16: 1118-25. 26. Musso G, Gambino R, Durazzo M i wsp. Adipokines in NASH: postprandial lipid metabolism as a link between adiponectin and liver disease. Hepatology 2005; 17: 1175-83. 27. Wong VW, Hui AY, Tsang SW i wsp. Metabolic and adipokine profile of Chinese patients with nonalcoholic fatty liver disease. Clin Gastroenterol Hepatol 2006; 4: 1154-61. 28. Burget TS, Taksali SE, Dziura J i wsp. Alanine aminotransferase levels and fatty liver in childhood obesity: associations with insulin resistance, adiponectin and wisceral fat. J Clin Endocrin Metabol 2006; 91: 4287-94. 29. Fishbein MH, Mogren C, Gleason T, Stevens WR. Relationship of hepatic steatosis to adipose tissue distribution in pediatric nonalcoholic fatty liver disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2006; 42: 83-8. 30. Schwimmer JB, Deutsch R, Rauch JB i wsp. Obesity, insulin resistance and other clinicopathological correlates of pediatric nonalcoholic fatty liver disease. J Pediatr 2003; 143: 500-5.