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营养不良在终末期肾病(EndStageRenalDisease,ESRD)以及维持性血液透析和腹膜透析患者中十分常见,与患者的发病率和死亡率增高相关,是影响患者预后及生存质量的重要因素。在急、慢性肾功能衰竭患者中,约有20%-40%患者存在蛋白质/氨基酸代谢异常和营养不良。以往对ESRD患者的营养研究主要集中于蛋白质—能量营养不良以及透析本身对于整体营养的影响。而对ESRD患者血清游离氨基酸代谢以及对氨基酸代谢的相关影响因素的研究较少。影响ESRD患者营养状态的因素是多方面的,主要有饮食摄入减少、尿毒素、酸中毒、感染、炎症、内分泌紊乱和残存肾功能等。有研究显示在进入透析之前,已有部分ESRD患者存在蛋白质/氨基酸代谢的异常。但ESRD患者血清氨基酸的水平变化如何以及影响血清氨基酸代谢的因素如酸中毒、肾功能、炎症与其关系如何?尚无定论。
常用的血清氨基酸分析方法主要是离子交换色谱法和反相高效液相色谱法,与高效毛细管电泳(High-performanceCapillaryElectrophoresis,HPCE)相比,方法复杂、分析费时、成本也较高。HPCE具有高效、快速、灵敏、进样少、成本低等优点。故此,本研究用高效毛细管电泳法分析正常人与ESRD患者血清游离氨基酸水平的变化,并探讨炎症因子、酸中毒及残存肾功能对氨基酸代谢影响及其与白蛋白、转铁蛋白的相互关系。
材料与方法
病例选择为经临床和实验室检查诊断为ESRD(内生肌酐清除率<15ml/min),尚未开始透析的患者共40例,除外活动性肝脏疾病、感染和肿瘤。健康对照者24例。于清晨空腹时分别取外周静脉无抗凝血4ml和EDTA抗凝血2ml。无抗凝血离心后取上清液500μl检测白蛋白、转铁蛋白和肌酐的水平,另取上清液500μl加乙腈混匀,离心后取上清液加2,4-二硝基氟苯进行衍生化反应,用毛细管电泳仪检测血清氨基酸水平;抗凝血离心后取上清液,用ELISA试剂盒检测血浆促炎症因子IL-6和TNF-α的水平。
计量资料以均数±标准差表示,根据方差齐性检验结果,组间比较采用单因素方差分析,相关性分析采用Pearson积矩相关分析。所有数据均用SPSS13.0统计学软件处理,P<0.05为差异具有统计学意义。
结果
1.经过毛细管条件优化选择,选择30kV,15℃条件下,0.03MpH9.8的硼砂缓冲液体系。用毛细管电泳可以在8分钟之内将血浆氨基酸分离出15个峰,其中有12种氨基酸可以达到完全分离。
2.与正常人相比,ESRD患者血清非必需氨基酸(NEAA)中除Tyr和Ser浓度降低外,其他氨基酸浓度均升高,其中Tyr、Cys、Pro和Gly浓度的变化有统计学意义,Ser/Gly比值下降有显著性差异。而血清必需氨基酸(EAA)浓度在ESRD患者中均降低,与正常人比较,Trp、Val、Thr浓度的变化具有统计学意义,Val/Gly比值下降有显著性差异。
3.按Hb水平分为>90g/L,60g/L≤Hb≤90g/L,<60g/L3组进行分层分析,3组之间氨基酸水平没有统计学差异。但是,Ser/Gly比值与Hb和Hct值呈显著性正相关。Gly与Hct呈显著性正相关,其他氨基酸与Hct均无显著性相关。
4.Cys、Val浓度和Val/Gly比值与ALB存在统计学意义的正相关关系。进一步将ALB按>30g/L,20g/L≤ALB≤30g/L,<20g/L分成3个亚组,分层分析结果显示3组间Val浓度存在显著性差异。另外,Tyr、Pro、Gly、Val与TF存在显著的正相关关系。
5.Tyr、His、Cys浓度与酸中毒存在显著负相关。Tyr、His、Asn、Trp浓度在CO2CP≤18.65mmol/L组患者显著低于CO2CP>18.65mmol/L组患者。6.ESRD患者血TNF-α、IL-6和CRP升高,与正常人比较,其差异具有统计学意义。ESRD患者炎症因子的变化与氨基酸水平的关系多为负相关,但无统计学意义。
7.Tyr、Cys、Gly、Val浓度与内生肌酐清除率存在显著正相关,Tyr和Val浓度与血尿素氮存在显著正相关。
结论
1.本研究成功建立高效毛细管电泳优化条件,并较好地分离人血清游离氨基酸;
2.ESRD患者血清游离氨基酸代谢与正常人存在差异;非必需氨基酸多数升高,以半胱氨酸、脯氨酸和甘氨酸显著增高为主,而必需氨基酸普遍下降,其中以色氨酸、缬氨酸、苏氨酸显著下降。
3.酸中毒、残存肾功能显著影响ESRD患者血清游离氨基酸水平。ESRD患者血清游离氨基酸水平与残余肾功能有不同程度的相关关系。
4.部分氨基酸代谢可能影响患者白蛋白、血红蛋白的水平。
5.ESRD患者血浆促炎症因子浓度较正常人显著升高,但未发现与氨基酸水平的变化存在相关关系。