Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
JCR Impact Factor (IF) – 2.1
5-Year Impact Factor – 2.2
Scopus CiteScore – 3.4 (CiteScore Tracker 3.4)
Index Copernicus  – 161.11; MEiN – 140 pts

ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (PL)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2006, vol. 15, nr 1, January-February, p. 59–66

Publication type: original article

Language: Polish

Aktywność leukocytarnej elastazy w osoczu krwi i w moczu u chorych na cukrzycę typu 2 z powikłaniami naczyniowymi

Activity of Leukocyte Elastase in Plasma and Urine in Type 2 Diabetes with Vascular Complications

Agnieszka Piwowar1,, Maria Knapik−Kordecka2,, Izabela Fus−Leśniewska1,, Maria Warwas1,

1 Katedra i Zakład Biochemii Farmaceutycznej AM we Wrocławiu

2 Katedra i Klinika Angiologii, Nadciśnienia Tętniczego i Diabetologii AM we Wrocławiu

Streszczenie

Wprowadzenie. Istotną rolę w powstawaniu i rozwoju angiopatii cukrzycowej odgrywa leukocytarna elastaza (LE), uwalniana z granulocytów obojętnochłonnych (GO), a oznaczana w osoczu/surowicy krwi najczęściej w postaci kompleksów (LE−αl−IP). Niewiele jest doniesień, w których badano aktywność enzymatyczną LE.
Cel pracy. Sprawdzano, czy zmiany aktywności enzymatycznej leukocytarnej elastazy, mierzonej w osoczu i moczu chorych na cukrzycę typu 2, są związane z towarzyszącymi chorobie powikłaniami naczyniowymi. Analizowano również zależność między aktywnością LE w osoczu i moczu tych samych chorych oraz ze stopniem albuminurii.
Materiał i metody. Zbadano 108 chorych na cukrzycę typu 2 oraz 28 osób zdrowych. Aktywność LE oznaczono w osoczu oraz w pierwszej porannej porcji moczu spektrofluorymetrycznie z zastosowaniem syntetycznego substratu. Chorych podzielono na grupy ze względu na rodzaj powikłań naczyniowych (mikroangiopatię, makroangiopatię, współistniejącą mikroi makroangiopatię) oraz stopień zaburzenia czynności nerek określony wielkością indeksu stężenia albuminy/kreatyniny w moczu (normoalbuminuria, mikroalbuminuria, makroalbuminuria).
Wyniki. U chorych na cukrzycę typu aktywności LE zarówno w osoczu, jak i moczu były istotnie wyższe w porównaniu z osobami zdrowymi. W grupach z powikłaniami naczyniowymi aktywność w osoczu stopniowo wzrastała wraz z postępem tych zmian, w moczu natomiast nie zmieniała się. W grupach o różnym stopniu niewydolności nerek, aktywność LE w obydwu materiałach zwiększała się wraz z nasileniem się albuminurii, ale tylko w moczu istotnie statystycznie. Nie stwierdzono istotnych korelacji między aktywnością enzymu w osoczu i moczu tych samych badanych. Korelację taką wykazano między aktywnością LE w moczu a stopniem albuminurii.
Wnioski. Oznaczanie aktywności enzymatycznej LE w osoczu krwi chorych na cukrzycę z użyciem fluorymetrycznego syntetycznego substratu może być przydatne w monitorowaniu rozwoju powikłań naczyniowych towarzyszących chorobie, zaś w moczu może służyć do oceny zaburzenia czynności nerek w rozwoju nefropatii.

Abstract

Background. Leukocyte elastase (LE), released from polymorphonuclear leukocytes (PMNs), plays a fundamental role in formation and development of diabetic angiopathy. LE is measured usually in plasma/serum as concentration of complex with αl−proteinase inhibitor (LE−αl−PI) by ELISA test. There is little information about enzymatic activitiy of LE.
Objectives. Enzymatic activity of LE, in plasma and urine of patients with diabetes mellitus type 2, as associated with development of vascular complications, was verified. Relationship between activity of LE in plasma and urine in the same patients and albuminuria was analysed.
Material and Methods. Blood and urine from 108 type 2 diabetic patients and 28 healthy controls, were studied. Enzymatic activity of LE (fluorymetric assay with synthetic substrate) in plasma and first spot morning urine were determined. Patients were divided in groups: 1) according to diabetic complications (microangiopathy, macroangiopathy, both types of complications); 2) different stages of renal diseases as described by albumin/creatinine ratio (normalbuminuria, microalbuminuria, macroalbuminuria).
Results. Diabetic patients had significantly higher LE activity in plasma and urine than the controls. There was no correlation between activity of LE in plasma and in urine. Plasma (but not urine) activity of LE increased progressively along to development of diabetic vascular complications. LE activity in urine (but not plasma) of patients raised from normoalbuminuria to macroalbuminuria and these differences were statistically significant. Activity of LE in urine was correlated with albuminuria.
Conclusion. Measurement of enzymatic activity of LE in plasma can be considered as the useful marker in development of diabetic vascular complications, while in urine as an indicator of diabetic nephropathy, respectively.

Słowa kluczowe

aktywność leukocytarnej elastazy, cukrzyca typu 2, powikłania naczyniowe

Key words

leukocyte elastase activity, diabetes type 2, vascular complications

References (21)

  1. Aleksandrovski YA: Molecular mechanisms of diabetic complications. Biochemistry (Mosc) 1998, 63, 1249–1257.
  2. Mastej K, Adamiec R: Zaangażowanie granulocytów obojętnochłonnych w proces aterogenezy u pacjentów z nefropatią cukrzycową. Pol Arch Med Wew 2003, 109, 651–656.
  3. Delamaire M, Maugendre D, Moreno M, Le Goff M−C, Allannic H, Genetet B: Impaired leucocyte functions in diabetic patients. Diabetic Med 1997, 14, 29–34.
  4. Owen CA, Campbell EJ: The cell biology of leukocyte−mediated proteolysis. J Leuk Biol 1999, 65, 137–149.
  5. Lee WL, Downey GP: Leukocyte elastase. Physiological functions and role in acute lung injury. Am J Respir Crit Care Med 2001, 164, 896–904.
  6. Mania−Pramanik J, Potdar SS, Vadigoppula A, Sawant S: Elastase: a predictive marker of inflammation and/or infection. J Clin Lab Anal 2004, 18, 153–158.
  7. Piwowar A, Knapik−Kordecka M, Warwas M: Concentration of leukocyte elastase in plasma and polymorphonuclear neutrophil extracts in type 2 diabetes. Clin Chem Lab Med 2000, 38, 1257–1261.
  8. Schosinsky KH, Vargas M, Esquivel AL, Chavarria A: Simple spectrophotometric determination of urinary albumin by dye−binding with use of bromphenol blue. Clin Chem 1987, 33, 223–226.
  9. Barrett AJ: Leukocyte elastase. In: Methods in enzymology, Academic Press, New York and London 1981, 80, 581–588.
  10. Borysiuk MV: Changes in the activity of elastase and its inhibitors in the aorta tissue and blood serum of rats with streptozocin−induced diabetes. Fiziol Zh 2002, 48, 47–52.
  11. Alpagot T, Silverman S, Lundergan W, Bell C, Chambers DW: Crevicular fluid elastase levels in relation to periodontitis and metabolic control of diabetes. J Periodont Res 2001, 36, 169–174.
  12. Fretzayas A, Moustaki M, Gourgiotis D, Bossios A, Koukoutsakis P, Stavrinadis C: Polymorphonuclear elastase as a diagnostic marker of acute pyelonephritis in children. Pediatrics 2000, 105, URL: http://www.pediatrics.org/cgi/content/full/105/2/e28.
  13. Shurtz−Swirski R, Sela S, Herskovits AT, Shasha SM, Shapiro G, Nasser L, Kristal B: Involvement of peripheral polymorphonuclear leukocytes in oxidative stress and inflammation in type 2 diabetic patients. Diabetes Care 2001, 24, 104–110.
  14. Schmidt MI, Duncan BB, Sharrett AR, Lindberg G, Savage PJ, Offenbacher S, Azambuja MI, Tracy RP, Heiss G: Markers of inflammation and prediction of diabetes mellitus in adults (Atherosclerosis Risk in Communities study): a cohort study. Lancet 1999, 353, 1649–1653.
  15. Dotsenko VL, Neshkova EA, Rugnes E, Johansen H, Blokhina TB, Iarovaia GA: The effect of leukocyte elastase on high molecular weight kininogen from human plasma in the presence of alpha−1 protease inhibitor. Analysis of proteolytic degradation. Vopr Med Khim 2001, 47, 55–71.
  16. Caramori ML, Fioretto P, Mauer M: Perspectives in diabetes. The need for early predictors of diabetic nephropathy risk. Is albumin excretion rate sufficient? Diabetes 2000, 49, 1399–1408.
  17. Thongboonkerd V, Barati MT, McLeish KR, Benarafa C, Remold−O’Donell E, Zheng S, Rovin BH, Pierce WM, Epstein PN, Klein JB: Alteration in the renal elastin−elastase system in type 1 diabetic nephropathy identified by proteomic analysis. J Am Soc Nephrol 2004, 15, 650–662.
  18. Stehouwer CD, Gall MA, Twisk JW, Knudsen E, Emeis JJ, Parving HH: Increased urinary albumin excretion, endothelial dysfunction, and chronic low−grade inflammation in type 2 diabetes: progressive, interrelated, and independently associated with risk of death. Diabetes 2002, 51, 1157–1165.
  19. Donovan KL, Davies M, Coles GA, Williams JD: Relative roles of elastase and reactive oxygen species in the degradation of human glomerular basement membrane by intact human neutrophils. Kidney Int 1994, 45, 1555–1561.
  20. Senatorski G, Pączek L, Gradowska L: Rola enzymów proteolitycznych w patogenezie pierwotnych kłębuszkowych zapaleń nerek. Post Hig Med Dośw 1997, 51, 139–148.
  21. Horl WH, Schaefer RM, Wanner C, Bahlmann J, Reitunger J, Schollmeyer P, Heidland A: Enhanced plasma and intracellular levels of main granulocyte components in diabetics on dialysis. Blood Purif 1989, 7, 314–323.
© Wroclaw Medical University