Stężenie selenu w osoczu matek, noworodków zdrowych i noworodków z żółtaczką o różnej etiologii. Część II: Selen u noworodków

Selenem w pediatrii, zwłaszcza u noworodków, zajmowało się do tej pory niewielu autorów.

W rejonach endemicznych o krytycznie niskiej zawartości selenu w glebie zaobserwowano, że na związaną z hiposelenozą kardiomiopatię (choroba Keshan) chorują przede wszystkim dzieci (58). Dzieje się tak prawdopodobnie dlatego, że stężenie selenu u dzieci jest znacznie niższe niż u dorosłych w badanej populacji. Noworodek ma poziom selenu około 50-60% wartości ludzi dorosłych. Stężenie to obniża się jeszcze do 2-4 miesiąca życia, a następnie stopniowo wzrastając osiąga stałą wartość około 15 roku życia.

Nie opisywano do tej pory jawnych, klinicznych objawów niedoboru selenu u noworodków. Obserwacje dotyczące zachorowania na endemiczną kardiomiopatię oraz kliniczne objawy u dzieci żywionych pozajelitowo dotyczą najwcześniej kilkumiesięcznych niemowląt (48, 58). Wynika to prawdopodobnie z wyczerpania zapasów selenu w wątrobie i innych narządach (nerki, mięśnie), co w warunkach przewlekłego niedoboru prowadzi do manifestacji klinicznej.

Nie wyjaśniono do tej pory, czy niskie stężenie selenu u noworodków może przyczyniać się do powstania w tym okresie życia tzw. chorób wolnych rodników tlenowych. Częstą przyczyną zgonu wcześniaków jest RDS (Respiratory Distress Syndrome). Tkanka płucna i inne narządy wcześniaków są niedojrzałe i tym samym bardziej podatne na rozwinięcie RDS. Często wcześniaki otrzymują również tlen. Dysponując niskim zapasem selenu, który jak wiadomo wchodzi w skład bariery antyoksydacyjnej, wcześniaki są bardziej, niż inne grupy, narażone na rozwinięcie się u nich chorób związanych z toksycznym działaniem metabolitów przemiany tlenu (1).

Obniżony poziom selenu w surowicy stwierdza się również u wcześniaków z przewlekłymi chorobami układu oddechowego, w tym z dysplazją oskrzelowo-płucną, przez dłuższy czas leczonych tlenem. Nie wiadomo dotychczas, czy niski poziom selenu jest przyczyną, czy następstwem choroby (7).

Zaobserwowano również związek pomiędzy śmiertelnością niemowląt z powodu SIDS (Sudden Infant Death Syndrome), a stężeniem selenu w osoczu osób dorosłych (53). Dane te pochodzą z Nowej Zelandii, kraju uważanego za najuboższy w zawartość selenu w glebie: w latach kiedy stężenie selenu w osoczu osób dorosłych było stosunkowo niskie, śmiertelność z powodu SIDS wzrosła czterokrotnie. Możliwy udział niedoboru selenu w patogenezie SIDS tłumaczony jest spowodowaną tym immunosupresją (39, 40).

Uszkodzeniu przez toksyczne metabolity przemiany tlenu mogą ulec również krwinki czerwone. Ponieważ wykazano (54, 55), że selen chroni erytrocyty przed uszkodzeniem przez wolne rodniki tlenowe, zainteresowanie wzbudził ewentualny wpływ niedoboru selenu na hiperbilirubinemię u noworodków (52).

Celem pracy było ustalenie czy niskie stężenie selenu w osoczu noworodków może mieć znaczenie dla rozwoju u nich patologicznej hiperbilirubinemii, wyrażającej się żółtaczką w tym okresie życia.

Badania wykonywano od października 1997 roku do lutego 2001 roku. Badane noworodki pochodziły z Oddziału Noworodkowego Szpitala Klinicznego przy ul. Karowej 2. Analizowano wszystkie noworodki urodzone w tym czasie dokumentując dla nich: wiek matki, grupę krwi matki, przebieg ciąży i porodu, czas trwania ciąży, masę urodzeniową, ocenę w skali Apgar, grupę krwi, wynik BTA, stężenie bilirubiny całkowitej i związanej, wskaźniki zapalenia, wyniki posiewów oraz w przypadku wystąpienia żółtaczki analizowano jej przyczynę. Do badań wybrano noworodki, które spełniały następujące kryteria: pochodziły z ciąży niepowikłanej (matka nie chorowała podczas ciąży i nie przyjmowała leków), urodziły się o czasie (ukończone 37 Hbd, do końca 42 Hbd), w stanie ogólnym dobrym (8-10 pkt Apgar), były karmione wyłącznie piersią.

Następnie, w celu wyodrębnienia grupy noworodków zdrowych oraz noworodków z żółtaczką patologiczną, analizowano stężenie bilirubiny całkowitej w surowicy krwi. Za zdrowe, zgodnie z międzynarodowymi normami, uznano noworodki, u których maksymalne stężenie bilirubiny całkowitej nie przekraczało 13 mg/dl. Wyższe wartości wskazywały na wystąpienie żółtaczki patologicznej. W ustaleniu przyczyny żółtaczki patologicznej brano pod uwagę: grupę krwi noworodków i ich matek, wynik BTA, obecność przeciwciał przeciw antygenom grup krwi i czynnikowi Rh u matki i noworodka, możliwość występowania zakażenia (wskaźniki zapalenia, wyniki posiewów), obecność wylewów podskórnych i krwiaków podokostnowych w badaniu przedmiotowym, wyniki badań w kierunku TORCH i testów na galaktozemię.

Do badań zakwalifikowano 102 noworodki – 52 chłopców (51%) i 50 dziewczynek (49%). W zależności od maksymalnego stężenia bilirubiny i przyczyny żółtaczki podzielono je na trzy grupy:

1. zdrowe – grupa kontrolna,

2. z żółtaczką o nieustalonej etiologii,

3. z żółtaczką pokarmową wczesną.

Badaną grupę stanowiły 43 noworodki zdrowe – 19 chłopców (44,2%), 24 dziewczynki (55,8%). Maksymalne stężenie bilirubiny całkowitej w surowicy zawierało się od 4,0 mg/dl do 13,0 mg/dl (średnio 9,3 mg/dl). Maksymalne stężenie bilirubiny związanej wynosiło od 0,3 mg/dl do 2,1 mg/dl (średnio 0,9 mg/dl). Średnia masa urodzeniowa 3372,3 g. Pozostałe dane dotyczące noworodków zestawiono w tabelach 1a i 1b.

Do grupy tej zakwalifikowano 41 noworodków – 21 chłopców (51,2%), 20 dziewczynek (48,8%). Wykluczono następujące przyczyny żółtaczki: konflikt w układzie grup głównych i Rh, zakażenia bakteryjne, infekcje TORCH, galaktozemię, krwiaki podokostnowe i wylewy podskórne.

Wartość maksymalnego stężenia bilirubiny całkowitej zawierała się od 14,0 mg/dl (związanej 0,3 mg/dl) do 20,0 mg/dl (związanej 2,8 mg/dl), średnio 15,3 mg/dl (związanej 1,3 mg/dl). Średnia masa urodzeniowa wynosiła 3518,3 g. Pozostałe dane zestawiono w tabelach 1a i 1b.

W leczeniu zastosowano: fototerapię, ewentualnie wit. E, luminal, albuminy i płyny dożylne po pobraniu krwi na badanie.

Do grupy tej zakwalifikowano 18 noworodków – 12 chłopców (66,7%), 6 dziewczynek (33,3%). Wykluczono takie przyczyny żółtaczki jak konflikt w układzie grup głównych i Rh, zakażenia bakteryjne, infekcje TORCH, galaktozemię, krwiaki podokostnowe i wylewy podskórne. Za kryterium rozpoznania żółtaczki pokarmowej wczesnej przyjęto obniżenie się maksymalnego stężenia bilirubiny o co najmniej 2 mg/dl w ciągu 12 godzin po odstawieniu noworodka od piersi, które nie powróciło do wyjściowych wartości po wznowieniu karmienia naturalnego. Maksymalna zwyżka bilirubiny wystąpiła pomiędzy 3-6 dobą życia. W niektórych przypadkach jako leczenie dodatkowe stosowano fototerapię, wlewy albumin i płynów dożylnych.

Maksymalne stężenie bilirubiny całkowitej zawierało się pomiędzy 15,5 mg/dl (związana 0,6 mg/dl), a 23,1 mg/dl (związana 1,7 mg/dl), średnio 17,9 mg/dl (zw. 1,2 mg/dl).

Średnia masa urodzeniowa wynosiła 3424,4 g. Pozostałe dane w tabelach 1a i 1b.

Stężenie selenu w osoczu noworodków oznaczano metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej (AAS) (opis metody w części I) w Zakładzie Analizy Leków Wydziału Farmacji Akademii Medycznej w Warszawie. Do badań pobierano krew żylną w 3 dobie życia.

Wyniki stężenia selenu z badań przeprowadzonych u noworodków poddano analizie statystycznej w każdej z grup w zestawieniu z maksymalnym stężeniem bilirubiny całkowitej w surowicy, płcią, wiekiem matek, kolejnością ciąży, miejscem zamieszkania.

Stężenie bilirubiny w surowicy krwi oznaczano w laboratorium Szpitala Klinicznego przy ul. Karowej 2. Pomiary wykonywano metodą Maloya-Evelina.

Do analizy statystycznej uzyskanych wyników zastosowano test Wilcoxona przy porównaniu zmiennych ilościowych. Analizę korelacji oparto na współczynniku Pearsona. Wykorzystano dokładny test Fishera przy badaniu niezależności cech jakościowych. Zastosowano model regresji logistycznej do estymacji ryzyk względnych oraz do znalezienia wartości selenu, dla której uzyskujemy największy procent poprawnej klasyfikacji.

Stwierdzono istotną statystycznie, ale słabą ujemną, korelację pomiędzy stężeniem selenu w osoczu u noworodków w trzeciej dobie po porodzie, a maksymalnym stężeniem bilirubiny całkowitej w surowicy (r = -0,23) (ryc. 1). Również średnie stężenie selenu było istotnie niższe u noworodków z hiperbilirubinemią o nieustalonej etiologii w porównaniu do noworodków zdrowych (p <0,03), natomiast nie wykazano istotnej różnicy pomiędzy średnim stężeniem selenu u noworodków z żółtaczką pokarmową wczesną, a noworodków zdrowych (tab. 3).

Stwierdzono natomiast znamienną statystycznie, silniej wyrażoną korelację, pomiędzy stężeniem selenu w osoczu u chłopców, a maksymalnym stężeniem bilirubiny całkowitej w surowicy krwi (r = -0,46). Wraz z wyższymi wartościami stężenia selenu w osoczu zaznaczył się wyraźny spadek maksymalnych wartości bilirubiny (ryc. 2). Także średnie stężenia selenu w osoczu u chłopców z żółtaczką o nieustalonej etiologii oraz u chłopców z żółtaczką pokarmową wczesną są znamiennie niższe (p <0,01) od średniego stężenia selenu w osoczu chłopców zdrowych (tab. 4 – str. 46).

Stwierdzono również, że średnie stężenie selenu w osoczu u chłopców jest znamiennie wyższe w porównaniu do dziewczynek w grupie zdrowych noworodków (p <0,01), czego nie obserwuje się pomiędzy chłopcami i dziewczynkami w grupach z hiperbilirubinemią (tab. 4).

Wykorzystując model regresji logistycznej do estymacji ryzyk względnych, przeprowadzono analizę wzrostu ryzyka wystąpienia żółtaczki patologicznej o nieustalonej etiologii u noworodka w zależności od stężenia selenu w jego osoczu. Wykazano, że ryzyko względne wynosi 1,5 przy różnicach w stężeniu selenu o 10 mg/l (95% przedział ufności, pomiędzy 1,022, a 2,209), a więc noworodek, u którego stężenie selenu w osoczu jest o 10 mg/l niższe w porównaniu do innych noworodków ma 1,5 razy większą szansę na rozwinięcie żółtaczki patologicznej.

Ryzyko względne wystąpienia żółtaczki patologicznej o nieustalonej etiologii u chłopców jest jeszcze większe i wynosi 4,5 przy różnicach w stężeniu selenu w osoczu o 10 mg/l (95% przedział ufności, pomiędzy 1,715, a 11,969).

Nie wydaje się możliwe zadowalające ustalenie wartości stężenia selenu w osoczu stanowiącej granicę pomiędzy stanem zdrowia, a patologią u noworodka. Ustalenie takiej granicy na poziomie 40 mg/l odznacza się tylko 68,3% czułością (prawidłowa klasyfikacja noworodków z żółtaczką patologiczną o nieustalonej etiologii) i 60,5% specyficznością (prawidłowa klasyfikacja noworodków zdrowych) (ryc. 3). Natomiast w odniesieniu do chłopców przyjęcie granicznej wartości stężenia selenu w osoczu na poziomie 40 mg/l daje zadowalającą 85,7% czułość i 84,2% specyficzność (ryc. 4). Przyjęcie tej granicy dla chłopców mogłoby służyć do wykrywania przypadków zagrożonych wystąpieniem żółtaczki o nieustalonej etiologii.

Podobnie do wyników uzyskanych w grupach kobiet (część I) stwierdzono ujemną korelację pomiędzy stężeniem selenu w osoczu noworodków, a wiekiem ich matek (r = -0,79). Korelacja ta pojawia się zarówno wśród chłopców (r = -0,73), jak i wśród dziewczynek (r = -0,86).

Nie stwierdzono natomiast różnic pomiędzy stężeniem selenu w osoczu noworodków, a kolejnością ciąży. Również średnie stężenia selenu w osoczu nie różnią się istotnie w zależności od kolejności ciąży w żadnej z grup noworodków.

Nie stwierdzono także różnic w średnich stężeniach selenu pomiędzy noworodkami pochodzącymi z Warszawy i spoza jej obszaru.

W wielu badaniach potwierdzono, że bariera antyoksydacyjna u noworodków nie jest dostatecznie ukształtowana i jest powszechnie znanym zjawiskiem, że niedobór wit. E powoduje u wcześniaków w warunkach stresu oksydacyjnego (np. spożycie dużych ilości tłuszczów) znaczne nasilenie hiperbilirubinemii (29, 30). Selen stanowiąc integralną część silnie antyoksydacyjnego enzymu – peroksydazy glutationowej (GSHPx) również wzbudził w ostatnim czasie zainteresowanie, jako pierwiastek, który może wpływać na powstawanie hiperbilirubinemii u noworodków. Zagadnienie znaczenia selenu dla zapobiegania hemolizie podejmowało wielu autorów. Rola selenu jako czynnika ochronnego dla krwinek czerwonych została udowodniona w badaniach in vitro. W 1986 roku Schamemberg (41) wykazał, że enzym peroksydazy glutationowa (GSHPx), zawierający selen w swoim centrum aktywnym, przeciwdziała oksydatywnej denaturacji hemoglobiny i hemolizie erytrocytów spowodowanych działaniem nadtlenku wodoru lub kwasu askorbinowego. Yang i Wo (55) w 1987 roku wykazali, że erytrocyty inkubowane w roztworze soli fizjologicznej przez 1-3 dni w temp. 37°C z dodatkiem Na₂SeO₃ nie ulegają zwyrodnieniu i hemolizie, podczas gdy inkubowane w takich samych warunkach bez dodatku selenu lub z dodatkiem związków siarki szybko ulegają obrzękowi i hemolizie. Autorzy udowodnili, że selen chroni przede wszystkim błonę komórkową erytrocytów hamując odłączenie się spektryny, a nawet sprzyjając jej ponownemu wiązaniu się z błoną komórkową po dysocjacji. Wykazali także, że w erytrocytach inkubowanych ze związkami selenu zachowana jest prawidłowa aktywność Na, K-ATP-azy oraz prawidłowa zawartość lipidów błon komórkowych. W świetle współczesnych badań wiadomo, że za ochronę lipidów błon komórkowych odpowiada przede wszystkim peroksydaza glutationowa wodoronadtlenku fosfolipidowego (PHGSH Px) o szczególnym powinowactwie do wodoronadtlenkowych pochodnych fosfolipidów, których inne peroksydazy, również selenozależne, nie są w stanie wykorzystywać jako substratów (2).

Nie udowodniono ostatecznie wpływu selenu na zapobieganie hemolizie w badaniach in vivo. W doświadczeniach na zwierzętach wykazano (41), że niedobór selenu może prowadzić do ostrej martwicy wątroby, której towarzyszy m.in. wzmożona hemoliza erytrocytów i żółtaczka. W niedoborze selenu u dzieci opisywano makrocytozę erytrocytów (48) oraz wzrost poziomu transaminaz. Podczas suplementacji selenu wielkość erytrocytów normalizowała się, a wartości transaminaz obniżały się do prawidłowych.

Z wyników uzyskanych w badaniach kobiet (patrz część I) można wnioskować, że obszar Warszawy i okolic należy do ubogoselenowych, dlatego noworodki pochodzące z tego rejonu należy traktować jako zagrożone niedoborem selenu. Nie ustalono do tej pory referencyjnych wartości stężenia selenu dla noworodków. Uzyskane w tej pracy wyniki są porównywalne z wartościami stężenia selenu u noworodków, stwierdzanymi na innych obszarach, także ubogoselenowych w Polsce (49, 51) i na świecie (5, 6, 8).

Zaobserwowana w tej pracy ujemna, chociaż niska (r = -0,23), korelacja pomiędzy stężeniem selenu, a bilirubiny może wskazywać na znaczenie selenu w powstawaniu hiperbilirubinemii u noworodków, ale nie upoważnia do stwierdzenia, że niskie stężenie selenu u przebadanych noworodków jest jedyną przyczyną wystąpienia żółtaczki. Być może niedobór selenu jest jednym z wielu czynników, które wpływają na wystąpienie hiperbilirubinemii u noworodków.

Również inni autorzy (33, 52, 58) podnosząc temat znaczenia selenu dla dziecka w pierwszych miesiącach życia uważają, że niski poziom selenu, który obserwuje się w tym okresie, jest szczególnie niekorzystny przede wszystkim ze względu na większą wrażliwość i podatność erytrocytów noworodka i niemowlęcia na uszkadzające działanie metabolitów przemiany tlenu, a tym samym na hemolizę, co może prowadzić do wystąpienia lub nasilenia żółtaczki.

Dotychczas nie udowodniono znaczenia selenu dla żółtaczek noworodkowych. Jedyne doniesienie na ten temat pochodzi z Turcji, gdzie przeprowadzono badanie na nielicznej grupie pacjentów, nie obserwując różnic w poziomie selenu u dzieci chorych i zdrowych (57).

Dość silna korelacja pomiędzy stężeniem selenu, a bilirubiny u noworodków płci męskiej nie jest możliwa do wyjaśnienia przy pomocy wykonanych w tej pracy badań.

W dostępnym piśmiennictwie brak jest danych dotyczących zarówno noworodków, jak i dorosłych, które przekonywująco wyjaśniałyby znaczenie płci dla stężenia selenu. Podkreślane u dorosłych wyższe stężenie selenu u mężczyzn w porównaniu z kobietami (60) wynika prawdopodobnie z większej masy ciała. Takiego wyjaśnienia nie można przyjąć dla przebadanych noworodków, gdyż średnia masa urodzeniowa przebadanych chłopców i dziewczynek nie różniła się znamiennie w żadnej z grup. Pojedyncze prace podejmujące to zagadnienie u noworodków donoszą o większej aktywności peroksydazy glutationowej u chłopców, pomimo braku jakichkolwiek różnic pomiędzy grupami (8).

Zaobserwowana w tej pracy istotna statystycznie różnica pomiędzy średnim stężeniem selenu u zdrowych chłopców i zdrowych dziewczynek być może wynika ze znamiennie wyższego wieku matek badanych dziewczynek w porównaniu do innych podgrup (tab. 2).

W wynikach uzyskanych od noworodków obserwuje się podobnie jak u kobiet (patrz część I) korelację pomiędzy stężeniem selenu w osoczu noworodków, a wiekiem ich matek, co wymaga wyjaśnienia przez przeprowadzenie dalszych badań na większej grupie pacjentów.

Obserwacja częstszego występowania żółtaczki u chłopców (tab. 2), silniejsza w tej grupie korelacja selenu z poziomem bilirubiny oraz zależność pomiędzy stężeniem selenu u noworodka, a wiekiem matki, kierują uwagę przede wszystkim na kobiety ciężarne po 30-35 roku życia, zwłaszcza noszące płód płci męskiej. W ostatnich latach sygnalizuje się zwiększenie tak zwanego późnego macierzyństwa. Z wielu różnych powodów ciąże po 35 roku życia traktowane są jako zagrożenie dla płodu i objęte specjalną opieką i badaniami prenatalnymi. Być może niedobór selenu mógłby być do tych badań włączony. W świetle uzyskanych wyników można sądzić, że dodatek selenu kobietom ciężarnym na obszarach ubogoselenowych może być wskazany jako czynnik wpływający pozytywnie na ogólnie niższe stężenie selenu u noworodka, zalecany szczególnie matkom starszym lub noszącym płód płci męskiej. Obserwacje te powinny w przyszłości zostać wyjaśnione przez podjęcie ukierunkowanych badań na dużej grupie pacjentów.

1. U wszystkich noworodków im niższe było stężenie selenu, tym wyższe bilirubiny. Zależność ta jest słaba, ale istotna statystycznie (r = -0,23). Może to wskazywać na znaczenie selenu w powstawaniu żółtaczek noworodkowych, lecz nie upoważnia do stwierdzenia, że jest jedyną przyczyną wystąpienia hiperbilirubinemii w tym okresie życia.

2. Dodatkowy, nieoczekiwany wniosek to istnienie silniejszej statystycznej zależności (r = -0,46) między stężeniem selenu i bilirubiny u noworodków płci męskiej. Interpretacja tego ostatniego spostrzeżenia, aby była wiarygodna, powinna być poparta dalszymi planowanymi badaniami.

1. Szczególnie wnikliwie na zawartość selenu obserwować kobiety po 35 roku życia, noszące płód męski i pochodzące z obszarów niskoselenowych.