Оценка масс-спектрометрических показателей обмена органических кислот у детей с саркопенией на фоне белково-энергетической недостаточности. Пилотное исследование

Обоснование. Гериатрическая проблема саркопении актуальна как для терапевтов, так и для педиатров. Вторичная саркопения диагностируется в любом возрасте при тяжелых заболеваниях, а также утрате мышц и их силы вследствие белково-энергетической недостаточности (БЭН) или при морбидном ожирении. Критерии диагностики разработаны для взрослой категории и не утверждены для детей. Для мобильных пациентов доступны скрининговые тестовые упражнения, что невозможно выполнить для маломобильных. Необходим поиск неинвазивных маркеров саркопении.

Цель. Разработать способ лабораторной диагностики саркопении на основе оценки масс-спектрометрических показателей обмена органических кислот у детей с саркопенией на фоне белково-энергетической недостаточности.

Материалы и методы. Проведено одномоментное когортное одноцентрово еисследованиеу 18 пациентов(от 9 до 18 лет, средний возраст 11 ± 2,11 лет) с БЭН на фоне детского церебрального паралича. Всем проведена антропометрия, биоимпедансометрия (Диамант Аист), лабораторная диагностика и определение органических кислот в моче методом газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрическим детектированием, пламенно-ионизационным детектированием. Саркопения диагностирована методом биоимпеданса у 10 детей, группу сравнения составили 8 пациентов. StatTech v. 3.1.8. использовали для анализа данных.

Результаты и обсуждение. При саркопении отмечаются более низкие уровни гомогентизиновой, пировиноградной (пируват), 3-Гидроксимасляной кислот и соотношения ТМА / ТМАО в моче, чем только при БЭН, что объясняется выраженным клеточным энергодефицитом. Выявлена корреляционная зависимость между процентом жировой массы в компонентном составе тела и уровнями гомогентизиновой, пировиноградной (пируват), 3-Гидроксимасляной кислот, соотношением ТМА / ТМАО в моче а также между процентом активной клеточной массы в компонентном составе тела и уровнями гомогентизиновой, пировиноградной (пируват), 3-Гидроксимасляной кислот, соотношением ТМА / ТМАО в моче. В результате РОК–анализа можно диагностировать саркопению при БЭН при уровне пирувата менее 30,5255 ммоль в моче и 3-Гидроксимасляной кислоты менее 3,0715 ммоль.

Выводы. Масс-спектрометрия перспективна для дифференциальной диагностики БЭН и саркопении при БЭН, а также контроля нутритивной поддержки.

1. Завьялова А.Н., Новикова В.П., Яковлева М.Н. Саркопения у детей: лекция. Медицинский совет. 2024; (1): 245–253. doi: 10.21518/ms2023-470

2. Завьялова А.Н., Хавкин А.И., Новикова В.П. Причины и варианты профилактики саркопении у детей. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2022; 67(2): 34-42. doi: 10.21508/1027-40652022-67-2-34-42

3. Mager DR, Hager A, Gilmore S. Challenges and physiological consequences of sarcopenia in children and youth in the context of health and disease. Current opinion on clinical nutrition and metabolic care. 2023; 26(6): 528-533. doi: 10.1097/MCO.0000000000000969

4. Cruz-Jentoft AJ, Bahat G, Bauer J, Boirie Y, Bruyère O, Cederholm T, et al. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Writing Group for the European Working Group on Sarcopenia in Older People 2 (EWGSOP2), and the Extended Group for EWGSOP2. Age Ageing. 2019; 48(1): 16-31. doi: 10.1093/ageing/afy169

5. Ooi PH, Thompson-Hodgetts S, Pritchard-Wiart L, Gilmour SM, Mager DR. Pediatric Sarcopenia: A Paradigm in the Overall Definition of Malnutrition in Children? JPEN J Parenter Enteral Nutr. 2020; 44(3): 407-418. doi: 10.1002/jpen.1681

6. Gilligan LA, Towbin AJ, Dillman JR, Somasundaram E, Trout AT. Quantification of skeletal muscle mass: sarcopenia as a marker of overall health in children and adults. Pediatr Radiol. 2020; 50(4): 455-464. doi: 10.1007/s00247019-04562-7

7. Завьялова А.Н., Новикова В.П., Кликунова К.А., Гавщук М.В., Лисовский О.В. Способ диагностики саркопении. Евразийский патент на изобретение № 044862 № 202290643; Заявлено 28.02.2022. Опубликовано 06.10.2023. URL: https://old.eapo.org/ru/patents/reestr/patent.php?id=44862. [date of access: July 7, 2024].

8. Tosato M, Marzetti E, Cesari M, Savera G, Miller RR, Bernabei R, et al. Measurement of muscle mass in sarcopenia: from imaging to biochemical markers. Aging Clin Exp Res. 2017; 29(1): 19-27. doi: 10.1007/s40520-016-0717-0

9. Завьялова А.Н., Яковлева М.Н., Новикова В.П., Прудникова М.Д., Лисица И.А., Кузнецова Ю.В. и др. Лабораторные маркеры саркопении у детей с ДЦП. Профилактическая и клиническая медицина. 2024; 2(91): 30–37. doi: 10.47843/20749120_2024_2_30

10. Woo J. Sarcopenia. Clin Geriatr Med. 2017; 33(3): 305-314. doi: 10.1016/j.cger.2017.02.003

11. Li CW, Yu K, Shyh-Chang N, Jiang Z, Liu T, Ma S, et al. Pathogenesis of sarcopenia and the relationship with fat mass: descriptive review. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2022; 13(2): 781-794. doi: 10.1002/jcsm.12901

12. Мамедов И.С., Сухоруков В.С., Золкина И.В., Савина М.И., Николаева Е.А. Оценка масс-спектрометрических показателей для дифференциальной диагностики наследственных нарушений обмена органических кислот у детей. Рос вестн перинатологии и педиатрии. 2019, 64(1): 61–67. . doi: 10.21508/1027-4065-2019-64-1-61-67

13. Pawar C, Rao P, Lewis L, Moorkoth S. Development of a GC-MS bio-analytical method to detect organic academia in neonatal/paediatric urine sample. Int J Pharmacy Technol. 2016; (2): 13110–13124.

14. Ровда Ю.И., Миняйлова Н.Н., Строева В.П., Никитина Е.Д. Белково-энергетическая недостаточность (БЭН) у детей (лекция). Мать и Дитя в Кузбассе. 2021; 85(2): 40-51. doi: 10.24411/2686-7338-2021-10021

15. Иванов Д.О., Гречаный С.В., Гузева В.И., Гузева О.В., Гузева В.В. Детский церебральный паралич. Руководство по педиатрии. В 11 томах. Санкт-Петербург, 2021; 14-20.

16. Иванов Д.О., Строкова Т.В., Камалова А.А., Александрович Ю.С., Таран Н.Н., Завьялова А.Н. и др. Диагностика и коррекция нутритивного статуса у детей с детским церебральным параличом. Санкт-Петербург. Сер. Библиотека педиатрического университета; 2020; 100.

17. Gatarek P, Kaluzna-Czaplinska J. Trimethylamine N-oxide (TMAO) in human health. EXCLI J. 2021; 20: 301319. doi: 10.17179/excli2020-3239

18. Кочетков А.И., Клепикова М.В., Остроумова О.Д. Триметиламиноксид и его возможная роль в развитии и прогрессировании сердечно-сосудистых заболеваний. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2021; 20(6): 3014. doi: 10.15829/1728-8800-2021-301

19. Vonaesch P, Morien E, Andrianonimiadana L, Sanke H, Mbecko JR, Huus KE, et al. Afribiota Investigators. Stunted childhood growth is associated with decompartmentalization of the gastrointestinal tract and overgrowth of oropharyngeal taxa. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018; 115(36): E8489-E8498. doi: 10.1073/pnas.1806573115

20. Iddrisu I, Monteagudo-Mera A, Poveda C, Pyle S, Shahzad M, Andrews S, et al. Malnutrition and Gut Microbiota in Children. Nutrients. 2021; 13(8): 2727. doi: 10.3390/nu13082727

21. Нельсон Д, Кокс М. Основы биохимии Ленинджера. Биоэнергетика и метаболизм. Бином. Лаборатория знаний. М., 2014. [

22. Колотьева НА, Гильмиярова ФН. Роль малых молекул в регуляции обмена веществ (обзор литературы). Клиническая лабораторная диагностика. 2019; 64(12): 716-722. doi: 10.18821/0869-2084-2019-64-12-716722

23. Горбачева И.В., Кузнецова О.Ю., Гильмиярова Ф.Н., Печкуров Д.В. Оценка степени тяжести белково-энергетической недостаточности у детей: пируват как биохимический индикатор дефицита мышечной массы. Вопросы практической педиатрии. 2023; 18(4): 20-26. doi: 10.20953/1817-7646-2023-4-20-26

24. Горбачева И.В., Кузнецова О.Ю., Гильмиярова Ф.Н., Печкуров Д.В., Виноградова Л.Н. Характеристика метаболического статуса детей первого года жизни с белково-энергетической недостаточностью в зависимости от гестационного возраста при рождении. Клиническая лабораторная диагностика. 2020; 65(7): 405-410. doi: 10.18821/0869-2084-2020-65-7-405-410

25. Newman JC, Verdin E. β-Hydroxybutyrate: A Signaling Metabolite. Annu Rev Nutr. 2017; 37: 51-76. doi: 10.1146/annurev-nutr-071816-064916

26. Li J, Cao YF, Sun XY, Han L, Li SN, Gu WQ, et al. Plasma tyrosine and its interaction with low high-density lipoprotein cholesterol and the risk of type 2 diabetes mellitus in Chinese. J Diabetes Investig. 2019; 10(2): 491-498. doi: 10.1111/jdi.12898

27. Norman BP, Davison AS, Hughes JH, Sutherland H, Wilson PJ, Berry NG, et al. Metabolomic studies in the inborn error of metabolism alkaptonuria reveal new biotransformations in tyrosine metabolism. Genes Dis. 2021; 9(4): 11291142. doi: 10.1016/j.gendis.2021.02.007

28. Раденска-Лоповок С.Г., Тимакова А.А., Кузин А.В., Мурылев В.Ю. Алкаптонурия — морфологические изменения тканей суставов. Обзор литературы и собственные наблюдения. Архив патологии. 2020; 82(4): 41-46. doi: 10.17116/patol20208204141

29. Peter J, Wilson M, Sutherland H, Judd Sh, Hughes AT, Milan AM, et al. Dietary restriction of tyrosine and phenylalanine lowers tyrosinemia associated with nitisinone therapy of alkaptonuria. J Inherit Metab Dis. 2020; 43(2): 259–268. doi: 10.1002/jimd.12172