Model for Assessment of Effectiveness of Ferrokinetics in Children with Iron Deficiency
Authors: Климкович Н.Н. , Красько О.В. , Зубрицкая Г.П. , Венская Е.И. , Кутько А.Г. , Скоробогатова А.С. , Лукьяненко Л.М. , Хазанова Л.А. , Козарезова Т.И. , Слобожанина Е.И. 
Published: April 2022

Введение. Целью терапии железодефицитной анемии (ЖДА) является не только устранение клинически значимого дефицита железа, но и восстановление его депо в организме. Однако использование препаратов железа имеет ряд недостатков и ограничений, связанных как с проявлением токсичности, так и с недостаточным терапевтическим эффектом. На сегодняшний день актуальной задачей является и точная оценка феррокинетики для установления эффективности и достаточности терапии, что не всегда может быть обеспечено применяющимися в настоящее время лабораторными методами оценки дефицита железа. Изучение и анализ участия регуляторных белков в процессах феррокинетики на фоне приема препаратов железа может быть актуальным для создания дифференцированного подхода к оценке эффективности терапии и обеспеченности организма железом.Цель. Изучение метаболизма железа на фоне специфической терапии для оценки эффектив ной транспортной концентрации и обеспеченности организма железом.Материалы и методы. Проведен анализ клинико-лабораторных данных 30 пациентов с ЖДА в возрасте от 7 до 16 лет (медиана возраста 14,5 года) и 30 практически здоровых детей (медиана возраста 11,6 года) контрольной группы. Содержание ферритина в сыворотке крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием стандартизированных наборов Orgentec Diagnostika GmbH (Германия), трансферрина в сыворотке крови –иммунотурбодиметрическим методом с помощью коммерческих наборов BioSystems (Испания) на автоматическом анализаторе Dialab Autolyzer (Австрия). Концентрацию эндогенного лактоферрина (ЛФ) в сыворотке крови определяли методом иммуноферментного анализа с помощью коммерческих тест-систем для количественного определения ЛФ человека в биологических жидкостях (Elabscience) на универсальном анализаторе VICTOR2TM (Perkin Elmer, США). Статистические расчеты проводились в статистическом пакете R, версия 3.4.Результаты и обсуждение. При дефиците железа повышается концентрация в сыворотке крови трансферрина (ТФ) и ЛФ как промежуточного звена передачи железа в клетки, что объ ясняется высокой потребностью в данном биоэлементе и готовностью организма его принимать. На фоне ферротерапии уровень ТФ в сыворотке крови снижается по мере повышения концентрации Hb и слабо связан с приростом ферритина (СФ). В то же время установлена статистически значимая связь повышения СФ в процессе ферротерапии и уровня эндогенного ЛФ. Для анализа связи уровня эндогенного ЛФ как эффективной транспортной концентрации железа со степенью увеличения депонированного железа применен индекс FeR (соотношение концентрации Hb и уровня СФ) и показано его значительное отличие у пациентов с ЖДА от группы контроля. Закономерность изменения индекса FeR на фоне ферротерапии связана в первую очередь со скоростью прироста СФ, что указывает на возможность использования показателя FeR с целью оценки резервного фонда железа в организме. Определено распределение индекса FeR в группе контроля и проведено изучение связи индекса FeR после трехнедельной ферротерапии с концентрацией гемоглобина и параметрами феррокинетики на момент постановки диагноза. В результате подтверждена сильная связь снижения индекса FeR с уровнем эндогенного ЛФ. На основании многофакторного анализа с использованием линейной регрессионной модели предложена модель прогнозирования ферротерапии с применением индекса FeR.Заключение. Высокий уровень эндогенного ЛФ у пациентов с ЖДА обеспечивает активное поступление железа в клетку и может служить показателем эффективной транспортной формы железа. Разработана формула расчета индекса FeR и предложена модель прогнозирования ферротерапии на основании оценки эффективной транспортной формы железа и обеспеченности организма железом.
Introduction. The goal of the therapy of IDA is not only the elimination of clinically significant iron deficiency, but also the restoration of its depot in the body. However, the use of iron drugs has a number of disadvantages and limitations associated with both the manifestation of toxicity and insufficient therapeutic effect. Today, there is an urgent task to accurately assess ferrokinetics to reveal the effectiveness and sufficiency of therapy, which cannot always be provided by currently used laboratory methods for assessment of iron deficiency. The study and analysis of the participation of regulatory protein in the processes of ferrokinetics while taking iron drugs may be relevant to create a differentiated approach to assessing the effectiveness of therapy and iron supply to the body.The purpose of this work is to study iron metabolism during specific therapy to assess the effective transport concentration and supply of iron to the body.Materials and methods. The analysis of clinical and laboratory data of 30 patients with IDA at the age from 7 to 16 years (median of age – 14.5 years) and 30 healthy children (median of age – 11.6 years) of the control group was carried out. The Ferritin concentrations were determined on the DIALAB AUTOLYZER automatic analyzer (Austria) with the help of enzyme-linked immunosorbent assay using standardized kits Orgentec Diagnostika GmbH (Germany). The Lactoferrin concentrationswere determined with the help of enzyme immunoassay using commercial test systems for the quantitative determination of human LF in biological fluids (Elabscience) on the universal VICTOR2TM analyzer (Perkin Elmer, USA). Statistical calculations were performed in statistical package R, version 3.4.Results and discussion. The level of transferrin and lactoferrin in the blood serum increases with iron deficiency being an intermediate link of iron transfer into the cell. This takes place due to the high need for iron and willingness of the body to take it. On the background of treatment with iron drugs, the level of transferrin in the blood serum decreases as hemoglobin increases, and it is weakly associated with the growth of ferritin. At the same time, there is a statistically significant relationship between the increase of ferritin during treatment and the level of endogenous lactoferrin. To analyze the relationship between the level of lactoferrin as an effective transport concentration of iron with the degree of increase in deposited iron, the FeR index (the ratio of hemoglobin to ferritin level) was used, and its significant difference in patients with IDA from the control group was shown. The pattern of changes of the FeR index during treatment with iron drugs is associated, first of all, with the rate of growth of ferritin, which indicates the possibility of using the FeR index to assess the iron depot in the body. We determined the distribution of the FeR index in the control group and studied the relationship of the FeR index after a three-week treatment with iron drugs with hemoglobin concentration and ferrokinetic parameters at the time of diagnosis. As a result, a strong relationship between the decrease of the FeR index and the level of lactoferrin in blood serum was confirmed. On the base of multivariate analysis using a linear regression model, the model for predicting ferrotherapy using the FeR index was proposed.Conclusion. The high level of lactoferrin in the blood serum in patients with IDA provides an active supply of iron to the cells and can be the indicator of the effective transport form of iron. We developed a formula for calculating the FeR index and proposed the model for predicting ferrotherapy based on the assessment of the effective transport form of iron and the iron supply to the body.