Urine chromatography in skin diseases


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2021.8.99-103

N.O. Artemyeva (1), E.V. Svechnikova (1, 3), Yu.V. Maksimova (1), V.N. Maksimov (1, 2)

1) Novosibirsk State Medical University, Novosibirsk, Russia; 2) Research Institute of Internal and Preventive Medicine – Branch of the Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia; 3) Polyclinic № 1 of the Administrative Department of the President oftheRussian Federation, Moscow, Russia; 4) City Clinical Hospital № 1, Novosibirsk, Russia
Background. To assess excreted substances, the method of urine chromatography is used - a standard urine screening for hereditary metabolic diseases, which has been part of the arsenal of the medical genetic service since the end of the last century. The detected changes in the levels of excreted substances relative to the norm make it possible to modify the diet of patients with collagenopathies.
Objective. Evaluation of the changes in the content of excreted substances in patients aged 1 to 5 years with a diagnosis of undifferentiated connective tissue dysplasia (UCTD) using the urine chromatography.
Methods. The analysis of urine screening (excretion of amino acids) of 20 patients in the age range from 1 to 5 years with a diagnosis of UCTD was carried out. To detect excreted metabolites, the screening consisted of 15 qualitative and semi-quantitative tests, chromatography of 12 amino acids and 6 sugars, and electrophoresis of 4 glycosaminoglycans (GAGs).
Results. An increase in the urine GAG level was found in 7 examined children. In 5 cases, an increase in the content of glucuronic acid was noted. All 20 patients had hyperaminoaciduria. An additional examination for the blood content of vitamins D and B6 showed that 2 patients had vitamin B deficiency and all 20 patients – vitamin D deficiency. There were 9 cases of cystine hyperexcretion, of which 7 cases showed an increase in urine GAG excretion. 4 patients with histidine hyperexcretion were identified. The study noted 9 cases of lysine hyperexcretion, of which 4 were associated with an increase in histidine content. It was noted that 7 patients with high GAG levels and the presence of hydroxyproline in the urine had more pronounced clinical symptoms; in 5 patients with normal hydroxyproline levels and increased GAG, the symptoms were less pronounced. Furthermore,in addition to skin changes, three patients in this group had frequent infections.
Conclusion. Thus, using the method of urine chromatography, all 20 patients in the age range from 1 to 5 years with a diagnosis of UCTD were found to have changes in the content of excreted substances in the urine.

Введение

Все процессы, протекающие в организме человека, и их отклонения от физиологической нормы можно оценить как при осмотре, так и при оценке лабораторных и инструментальных данных. Кожа – это один из органов, который первый сигнализирует нам об особенностях метаболических процессов, протекающих в организме. Цвет, целостность, увлажненность, состояние придатков кожи (ногти волосы), запах – все это необходимо учитывать на этапах постановки диагноза.

Основным компонентом соединительной ткани является белок коллаген. Для поддержания коллагена и его оптимального функционирования в организме необходимо оценивать в крови уровень общего белка и экскрецию аминокислот с мочой (хроматография мочи), уровень витаминов группы В (В1, В2, В3, В6), витаминов С, D, Е, а также оценивать в организме содержание таких микро- и макроэлементов, как медь, цинк, селен, марганец, фтор, ванадий, кремний, бор, кальций, фосфор, магний [1–3].

Цель исследования: оценка изменений содержания экскретируемых веществ у пациентов в возрасте от 1 года до 5 лет с диагнозом «недифференцированная дисплазия соединительной ткани» (НДСТ) при помощи метода хроматографии мочи.

Методы

В исследовании проведен разбор скрининга мочи (экскреция аминокислот) 20 пациентов в возрастном диапазоне от 1 года до 5 лет с диагнозом НДСТ.

Для оценки экскретируемых веществ использовали метод хроматографии мочи – стандартный скрининг мочи на наследственные болезни обмена, входящий в арсенал медико-генетической службы еще с конца прошлого века (Приказ Минздрава России № 316 от 30.12.1993) [4]. Обнаруженные изменения экскретируемого вещества относительно нормы позволяют модифицировать рацион питания пациентов с коллагенопатиями.

Баланс веществ, поступающих в организм человека, обусловлен процессами пищеварения, которые включают переваривание и всасывание нутриентов, их переработку и включение в обменные процессы, а также процессами экскреции из организма. Для обнаружения экскретируемых метаболитов в исследовании использовали скрининг, состоящий из 15 качественных и полуколичественных тестов, хроматографии 12 аминокислот и 6 сахаров, а также электрофорез 4 гликозаминогликанов (ГАГ).

Исследовалась случайная порция мочи (не менее 100 мл).

После поступления в лабораторию мочу замораживали и выдерживали в течение 3 часов. После размораживания мочи исследование проводили в два этапа. На первом проводили качественные и полуколичественные тесты, представленные в табл. 1, позволившие выявить отклонения в основных циклах обмена веществ, которые делятся на органические, неорганические вещества и кофакторы.

100-1.png (97 KB)

Органические вещества, входящие в состав человеческого организма, представлены в табл. 2.

100-2.png (39 KB)

При анализе соотношения аминокислот и углеводов, выявленных с помощью хроматографии мочи, можно скорректировать диету пациента.

После проведения качественных и полуколичественных тестов проводили второй этап скрининга методом хроматографии мочи на содержание в ней аминокислот и сахаров, указанных в табл. 3.

101-1.png (70 KB)

Для пациентов с выявленными изменениями содержания сахаров как в качественных и полуколичественных тестах, так и при хроматографии для исключения сахарного диабета рекомендовано дополнительно определять уровень глюкозы натощак, а для оценки длительности изменения уровня сахара в крови – уровень гликированного гемоглобина.

После проведения хроматографии мочи на содержание в ней аминокислот проводили взвешивание выделенных методом электрофореза ГАГ, представленных в табл. 4.

102-1.png (308 KB)

ГАГ, содержащиеся в составе протеогликанов, входят в состав межклеточного вещества соединительной ткани, содержатся в костях, синовиальной жидкости, стекловидном теле и роговице глаза. К представителям ГАГ относятся гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат, дерматансульфат, кератансульфат и гепарансульфат. Вместе с волокнами коллагена и эластина протеогликаны образуют соединительнотканный матрикс (основное вещество). При подборе рациона нужно учитывать уровень ГАГ, т.к. их повышение может свидетельствовать о ферментативной недостаточности у детей при употреблении продуктов, состоящих из чужеродных животных белков. Так, у 7 обследуемых детей было выявлено повышение уровня ГАГ в моче. Из их анамнеза было выявлено, что их рацион составляли преимущественно мясные продукты с минимальным количеством клетчатки [5]. После подбора низкобелкового питания с ограничением количества продуктов, содержащих белок (курица, рыба, мясо, яйцо), отмечено улучшение по данным хроматографии мочи через 4 недели от момента коррекции питания. Для пациентов, из чьего рациона была исключена рыба, дополнительно были назначены Омега-3 жирные кислоты под контролем переносимости.

Глюкуроновая кислота является метаболитом ГАГ, входящих в состав углеводно-белковых комплексов (состав межклеточного вещества). Образуется при окислении D-глюкозы и является одним из ключевых компонентов пигментного обмена в печени. Повышение уровня глюкуроновой кислоты говорит о распаде ГАГ. Динамика снижения концентрации глюкуроновой кислоты может свидетельствовать о стихании воспалительного процесса при органосохраняющих операциях [6, 7]. Витамин С принимает участие в образовании мукополисахаридов соединительной ткани (гиалуроновая и хондроитинсерная кислоты). В пяти случаях отмечено повышение содержания данной кислоты среди выборки пациентов.

Результаты теста с ЦТАБ повышены при мукополисахаридозах (группа заболеваний, поражающих соединительную ткань, сосуды и суставы), заболеваниях почек с протеинурией, выраженном разрушении соединительной ткани (особенно при рахите, синдроме мальабсорбции с остеомаляцией, злокачественных новообразованиях с обширными метастазами, при синдроме Марфана и т.д.). В данном исследовании пациентов с положительным тестом выявлено не было.

Гипераминоацидурия может свидетельствовать о снижении уровня витаминов D и В6 в организме. В исследуемой группе у всех 20 пациентов обнаружена гипераминоацидурия. Дополнительное обследование на содержание в крови витаминов D и В6 показало, что 2 пациента были дефицитными по витамину В и все 20 – по витамину D. Пациентам назначены корректирующие дозировки витаминов. Отмечено улучшение состояния кожи в первые 3 недели от момента применения. Следует отметить, что у пациентов на фоне длительных элиминационных диет часто возникают дефициты витаминов, а также микро- и макроэлементов.

Экскреция цистина повышается при избыточном употреблении белка и соли, поэтому при обнаружении цистина в моче потребление белка и соли нужно снижать до 5 г/сут. и убирать из рациона продукты с высоким ее содержанием [8]. В исследованиии были выявлены 9 пацентов с гиперэкскрецией цистина, также у 7 из них было отмечено повышение экскреции ГАГ в моче. Таким детям рекомендовано придерживаться рациона питания с низким содержанием белка (т.к. цистин образуется при метаболизме метионина) и натрия. При цистинурии рекомендовано снизить количество животного белка в день, ограничить употребление продуктов, богатых белком (яйца, мясо, курица, субпродукты, сыры, сливки). Рацион пациентов, в моче которых обнаружено повышенное содержание цистина, должен содержать овощи, зелень, фрукты и злаки.

Гистидин – гетероциклическая аминокислота; незаменимая аминокислота для растущего организма. Входит в состав гемоглобина, необходим для производства клеток крови. Гистидин в терапевтической дозе улучшает состояние кожного барьера. Является предшественником гистамина. В данном исследовании выявлены 4 пациента с гиперэкскрецией гистидина.

Лизин находится в составе практически всех животных белков. Недостаток лизина приводит к задержке роста, расстройствам кровообращения, снижению содержания гемоглобина в крови. Лизин в сочетании с витамином С и пролином снижает уровень липопротеидов низкой плотности. В исследовании отмечено 9 случаев гиперэкскреции лизина, из которых 4 ассоциированы с повышением содержания гистидина.

При появлении пролина в моче учитывается, что это гетероциклическая аминокислота, участвующая в синтезе коллагена и способствующая поддержанию нормального состояния соединительной ткани. Оксипролин – основная аминокислота коллагена, позволяет оценить катаболизм белка; увеличение свободного оксипролина говорит о нарушении синтеза коллагена. Отмечено, что у 7 пациентов с высоким уровнем ГАГ и наличием оксипролина в моче наблюдалась более яркая клиническая симптоматика, при нормальном содержании оксипролина и повышенном ГАГ у 5 человек симптомы были менее выражены. Кроме того, помимо кожных изменений у 3 пациентов данной группы отмечены частые инфекции.

При оценке состояния функции почек не было обнаружено изменений уровней креатинина, мочевины, мочевой кислоты в крови всех пациентов в исследуемой группе. Пациентам был скорректирован рацион питания (при гиперэкскреции аминокислот выше нормы элиминируют продукт с ее повышенным содержанием) (табл. 5).

Результаты

Так, у 7 обследуемых детей выявлено повышение уровня ГАГ в моче. В 5 случаях отмечено повышение содержания глюкуроновой кислоты.

В исследуемой группе у всех 20 пациентов обнаружена гипераминоацидурия. Дополнительное обследование на содержание в крови витаминов D и В6 показало, что 2 пациента были дефицитными по витамину В и все 20 – по витамину D. Пациентам были назначены корректирующие дозировки витаминов. Отмечено улучшение состояния кожи в первые 3 недели от момента применения. У 9 пациентов обнаружена гиперэкскреция цистина, у 7 из них отмечено повышение экскреции ГАГ в моче. Выявлены 4 пациента с гиперэкскрецией гистидина. В исследовании отмечено 9 случаев гиперэкскреции лизина, из которых 4 ассоциированы с повышением содержания гистидина. Отмечено, что у 7 пациентов с высоким уровнем ГАГ и наличием оксипролина в моче наблюдалась более яркая клиническая симптоматика, у 5 при нормальном содержании оксипролина и повышенном ГАГ симптомы были менее выражены. Кроме того, помимо кожных изменений у трех пациентов в данной группе отмечены частые инфекции.

Обсуждение

Исходя из обнаруженных изменений уровней экскретируемых веществ относительно нормы у пациентов в возрасте от 1 года до 5 лет с диагнозом «недифференцированная дисплазия соединительной ткани» (НДСТ), метод хроматографии мочи в перспективе возможно использовать с целью модификации рациона питания пациентов с коллагенопатиями.

Заключение

Таким образом, при помощи метода хроматографии мочи (экскреция аминокислот) у всех 20 пациентов в возрастном диапазоне от 1 года до 5 лет с диагнозом НДСТ были обнаружены изменения содержания экскретируемых веществ в моче.


About the Autors


Corresponding author: Natalya O. Artemyeva, Assistant of the Department of Medical Genetics and Biology, Novosibirsk State Medical University, Novosibirsk, Russia; natalya.artemeva.89@mail.ru 
Address: 52 Krasny Prospekt, Novosibirsk 630091, Russian Federation


Similar Articles


Бионика Медиа