Отделение за ветеринарни клинични науки, Колеж по ветеринарна медицина, Университет в Минесота, Сейнт Пол, Минесота, Съединени американски щати

метали

Отделение за ветеринарна медицина на популацията, Колеж по ветеринарна медицина, Университет в Минесота, Сейнт Пол, Минесота, Съединени американски щати

Отделение за ветеринарни клинични науки, Колеж по ветеринарна медицина, Университет в Минесота, Сейнт Пол, Минесота, Съединени американски щати

  • Ева Фроу,
  • Моли Е. МакКю,
  • Джоди П. Лулих

Фигури

Резюме

Цитат: Furrow E, McCue ME, Lulich JP (2017) Метали в урината в спонтанен кучешки модел на уролитиаза на калциев оксалат. PLoS ONE 12 (5): e0176595. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0176595

Редактор: Джонатан Х. Фрийдман, Медицински факултет на Университета в Луисвил, САЩ

Получено: 9 ноември 2016 г .; Прието: 13 април 2017 г .; Публикувано: 3 май 2017 г.

Наличност на данни: Всички релевантни данни се намират в хартията и нейните поддържащи информационни файлове.

Финансиране: Това изследване беше подкрепено от Nestle Purina Veterinary Resident Research Grant (771371) и грант на Morris Animal Foundation (D12CA-031). Частично финансиране за E.F. бе осигурено от Кабинета на директора, Национални здравни институти (NIH) под номер на награда K01OD019912.

Конкуриращи се интереси: Авторите са декларирали, че не съществуват конкуриращи се интереси.

Въведение

Уролитиазата е значителен здравословен проблем, с доживотна честота 12% при мъжете и 6% при жените [1, 2]. Превантивното лечение като увеличаване на приема на вода и тиазидни диуретици може значително да намали риска [3], но общата честота на рецидиви на камъни е висока при 50% за 5 години [4]. Приблизително 75% от камъните в бъбреците са съставени от калциев оксалат (CaOx) [5,6], а идиопатичната хиперкалциурия (високо съдържание на калций в урината) е най-честата метаболитна аномалия при пациенти с камъни [7]. Разпространението на CaOx уролитиаза се увеличава; обаче специфичните експозиции на околната среда и диетите са трудни за идентифициране [8]. Необходими са нови изследователски подходи за разкриване на етиопатологични фактори в развитието на камъни.

Докато повечето лабораторни животни изглеждат относително устойчиви на образуване на CaOx камъни, кучетата ги развиват естествено. Както при хората, кучешките CaOx камъни са често срещани, повтарящи се и свързани с хиперкалциурия [9,10]. Преобладаването на CaOx уролитиаза също нараства при кучетата и се предполага, че отговорни са споделените рискови фактори за околната среда [11]. Кучетата са едни от най-добрите контролни животни за откриване на токсини в околната среда [12] и по този начин предлагат модел за изучаване на ролята на експозицията на околната среда в развитието на камъни.

Няколко метала са замесени в литогенезата при хора и лабораторни животни, но връзките между отделните метали и риска от камъни не са добре разбрани [13]. Цинкът, стронцийът и желязото са най-разпространените метали в камъните в бъбреците, като общата стойност е близо 1% от състава на камъните, и тези метали се откриват в по-големи количества в камъните, съдържащи калций, отколкото други видове камъни [14]. Неотдавнашно проучване установи, че съдържанието на метали в кучешките CaOx камъни отразява плътно това на човешките CaOx камъни с относително високо съдържание на цинк, стронций и желязо [15].

Освен това металите, които често не се откриват в уролитите, все още могат да играят важна роля в заболяването. Класически пример е кадмият. Това е токсин от околната среда, който причинява бъбречно увреждане и променя калциевата хомеостаза. Излагането на Cd на ниско ниво при хората е свързано с риск от остеопороза, хиперкалциурия и нефролитиаза, без други явни признаци на токсичност [16, 17]. Концентрациите на кадмий в кучешка кръв могат да открият замърсяване с кадмий в околната среда [18].

Целта на това проучване е да се оцени връзката между метали в урината, калций в урината и уролитиаза на CaOx при голяма популация кучета от различни породни групи. Ние предположихме, че концентрациите на метали в урината ще се различават при кучета със и без CaOx уролитиаза. Констатациите от това проучване успоредни данни от човешки камъни и подчертават необходимостта от по-нататъшно изследване на ролята на металите в литогенезата както при хората, така и при домашните животни.

Материали и методи

Декларация за етика

Получено е писмено информирано съгласие от собственици на участници в проучването и протоколът за изследването е одобрен от Институционалния комитет за грижа и употреба на животните в Университета на Минесота (протокол № 1509-33019A).

Животни

Изследването се проведе във Ветеринарния медицински център, Университета на Минесота (VMC UMN). Кучетата бяха наети от февруари 2011 г. до март 2014 г. Това беше проучване на напречното сечение и данните бяха събрани в един момент за всяко куче. Случаите са кучета с анамнеза за уролити, съставени от CaOx (≥70% от централната сърцевина), както е определено чрез стандартен анализ на камъни в Уролитския център в Минесота (поляризираща светлинна микроскопия и инфрачервена спектроскопия). По-голямата част от случаите са наети при представяне за процедури за отстраняване на камъни (активна каменна болест), но подгрупа от случаи е била наета в променливи моменти от време след историческото отстраняване на камъни. Контролите са били ≥ 8 години и не са имали анамнеза за CaOx уролити, няма доказателства за настоящи рентгеноконтрастни уролити при скрининг на коремни рентгенографии и няма CaOx кристалурия при анализ на урината. Приблизително две трети от изследваната популация съставлява кохорта, съвпадаща с порода и пол, която също е включена в друго проучване за калций в урината при три породи с най-голям риск от уролитиаза на CaOx (Bichons Frize, Miniature Schnauzers и Shih Tzus) [10]. За останалите вербувани кучета не бяха поставени ограничения за породата.

Кучетата бяха изключени от проучването, ако през последната седмица са получавали глюкокортикоиди или друго лекарство с известни ефекти върху отделянето на калций в урината (т.е. фуроземид, тиазидни диуретици, левотироксин, теофилин, калиев цитрат) през последните 24 часа. Кучетата също бяха изключени, ако имаха клинична диагноза на заболяване, което променя екскрецията на калций в урината (т.е. хиперпаратиреоидизъм, хиперкалциемия на злокачествените заболявания, хиперадренокортицизъм, захарен диабет, остеолитична болест, грануломатозна болест). Текущата диета е записана за всяко куче и е класифицирана в една от трите групи: терапевтична диета за предотвратяване на камъни Hill's Diet Diet u/d Canine (Hill's Pet Nutrition Inc.), терапевтична диета за предотвратяване на камъни Royal Canin Veterinary Diet canine пикочна SO (Waltham Center for Pet Nutrition), или други (диети, които не са формулирани за профилактика на каменна болест; тази група включва голямо разнообразие от диети).

Измервания на урина

Собствениците бяха инструктирани да задържат храна, но не и вода, за 12-18 часа преди събирането на пробите. Кучетата уринират поне веднъж преди вземането на проба, така че изследваната проба от урина никога не е била първата микция за деня. Урината се събира чрез безплатен улов, цистоцентеза или катетеризация. Нефилтрираните 1-3 ml аликвотни части на урината бяха незабавно анализирани за калций (спектроскопия и чувствителното към калций багрило Arsenazo II) и креатинин (модифицирана процедура на Jaffe) [19,20]. Аликвотна част от 4 ml урина се филтрира през 0,22 μm полиетерсулфонова мембрана (MJ Research, Inc.), съхранява се при -80 ° С и се анализира за метали в рамките на 18 месеца. Анализът на метали в урината беше извършен с помощта на индуктивно свързана плазмена масова спектрометрия [21]. В анализа бяха включени 12 метала: барий (Ba), кадмий (Cd), кобалт (Co), хром (Cr), мед (Cu), желязо (Fe), манган (Mn), никел (Ni), рубидий ( Rb), стронций (Sr), ванадий (V) и цинк (Zn). Точковите съотношения на уринарния елемент към креатинина (напр. Ca/Cre, Ba/Cre, Cd/Cre) са изчислени за всяко куче и се отчитат в mg/g за Ca/Cre в урината и μg/g за останалите метали.

Статистически анализ

Случаите са кучета с потвърдена CaOx уролитиаза и контролите са без камъни, както е определено чрез коремна рентгенография. Възрастта по време на вземане на проби от урина се отчита като средна стойност ± стандартно отклонение, а теглото се отчита като медиана (диапазон).

Метали в урината и състояние на камъни CaOx

Стойностите се отчитат в mg/g за Ca/Cre в урината и μg/g за другите съотношения на уринарния елемент към креатинин.

За променливи с 1 степен на свобода състоянието, съответстващо на оценката, е в скоби.

Кутиите представляват интерквартилния диапазон (25-ти - 75-ти персентил), хоризонталната линия в кутиите представлява средната стойност, а лентите на мустаците се простират до 1,5 пъти интерквартилния диапазон. Показани са сурови и трансформирани в дневника данни.

Корелации между пикочните метали

Коефициентите на корелация са изчислени за пикочните метали и са представени в таблица 4. Ca/Cre в урината има силно положителна корелация (r = 0,7) със Sr/Cre, умерено положителни корелации (r = 0,3) с Cr/Cre, Ni/Cre и Zn/Cre и слаби положителни корелации с други метали.

Тематични области

За повече информация относно предметните области на PLOS кликнете тук.

Искаме вашите отзиви. Имат ли смисъл тези предметни области за тази статия? Щракнете върху целта до неправилната тема и ни уведомете. Благодаря за вашата помощ!

Е тематичната област "Кучета" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Диета" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Урина" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Домашни любимци и домашни животни" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Желязо" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Кадмий" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Камъни в бъбреците" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Стронций" приложим за тази статия? да не