Veränderungen der Stickstoffmonoxid-Kapazität bei pädiatrischen Patienten mit zystischer Fibrose mit Einschränkungen der Pankreasaktivität und verschlechtertem Ernährungsstatus

Fragestellung Zystische Fibrose (CF) ist eine autosomal rezessiv vererbte Erkrankung, bei welcher ein Chloridkanaldefekt vorliegt. Dies führt u.a. zu Lungenschäden, Pankreasinsuffizienz und Leberschädigung. Veränderungen des L-Arginin (Arg)/Stickstoffmonoxid (NO)-Metabolismus wurden bereits in der Lunge von CF Patienten beobachtet und zudem mit deren Ernährungsstatus in Verbindung gebracht. Ziel der Studie war es, Marker des Arg/NO-Metabolismus im Plasma und Urin von CF Patienten unter Berücksichtigung des Ernährungsstatus zu analysieren.

Methodik Die Hauptmetabolite im NO-Stoffwechsel, Nitrat, Nitrit und Arg sowie der Inhibitor der NO-Synthase, asymmetrisches Dimethylarginin (ADMA), wurden im Plasma und Urin von 70 pädiatrischen CF Patienten (Alter: 5,5–17,6 Jahre, ♀ 57,1 %) und 78 gleichaltrigen gesunden Kontrollen (HC, Alter: 5,0–16,8 Jahre, ♀ 50,0 %) untersucht. Die Untersuchungen fanden mittels HPLC, GC-MS und GC-MS/MS statt. Unterernährung wurde als Body-Mass-Index (BMI) Perzentile <  10 definiert, während eine BMI Perzentile ≥ 10 als normalernährt kategorisiert wurden. Gruppenunterschiede wurden mittels ANOVA (nicht-normalverteilte: Kruskal-Wallis-Test) oder t-Test (nicht-normalverteilte: Mann-Whitey-U-Test) analysiert.

Ergebnis Im Vergleich zu HC, waren die Konzentrationen von Arg (p <  0,001), ADMA (p = 0,03), Nitrat (p <  0,001) und Nitrit (p = 0,03) im Plasma sowie Dimethylamin (p <  0,001) und Nitrat (p = 0,001) im Urin der CF Patienten signifikant höher. Arg und ADMA waren nur bei CF-Patienten mit insuffizienter Pankreasfunktion erhöht (Arg: p <  0,001; ADMA: p = 0,01). Patienten mit suffizienter Pankreasfunktion zeigten den HC ähnliche Plasmakonzentrationen. Zudem wiesen unterernährte CF Patienten ein signifikant geringeres Arg/ADMA Verhältnis (NO-Synthese) im Plasma auf, als gut ernährte gleichaltrige CF Patienten (p = 0,01). Die ADMA-Urinkonzentration war bei unterernährten CF Patienten im Vergleich zu normalernährten signifikant erhöht (p = 0,01).

Schlussfolgerung Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die NO-Bildung bei Kindern mit CF verglichen mit HC gesteigert ist. Womöglich ist dies durch erhöhte Arg-Konzentrationen bedingt, welche durch eine vermehrte Citrullin oder Arg Aufnahme verursacht werden könnte. Der Ursprung dieser höheren Arg-Konzentrationen ist bisher unbekannt, und stellt daher eine Grundlage für weitere Studien dar. Ebenso benötigen die Veränderungen in unterernährten pädiatrischen CF Patienten weitere Studien.

Publication History

Article published online:
16 June 2020