청소년기의 식이 아연 및 칼슘 신장 결석
Feb 26, 2022
Gregory E. Tasian, MD, MSc, MSCE,1,2,3,4미셸 E. 로스 박사,4,5외
추상적인
목적식이 아연 섭취와 칼슘 섭취 사이의 연관성을 확인하기 위해신장돌청소년의 식이 아연 섭취와 소변 아연 배설 사이의 관계를 조사합니다.
재료 및 방법이 연구는 대규모 소아과 의료 시스템 내에서 수행된 중첩 사례 대조 연구였습니다. 30명의 12-18세 참가자에 대해 3시간 24-시간의 식이 회상 및 단백뇨 화학 반응을 얻었습니다. 첫 번째 특발성 칼슘 기반신장결석및 연령, 성별, 인종 및 등록 월과 일치하는 30개의 건강한 대조군. 조건부 로지스틱 회귀 모델을 사용하여 일일 아연 섭취량과 칼슘 섭취량 간의 승산비(OR)를 추정했습니다.신장돌, 조정다이어트피테이트, 단백질, 칼슘, 나트륨 및 옥살산염. 다변수 선형 회귀를 사용하여 식이와 요 아연 사이의 연관성을 추정하고 요 크레아티닌과 식이 phytate 및 칼슘을 조정했습니다.
결과증례는 대조군(10mg, p{3}}.029)보다 일일 아연 섭취량(8.1mg)이 낮았습니다.
칼슘과 함께 소년과 소녀의 일일 아연 섭취돌의학회에서 권장하는 아연의 1일 섭취량보다 각각 2mg, 1.2mg 낮았다. 일일 아연 섭취량이 1mg 증가할 때마다 결석 발생 확률이 13% 낮아졌습니다(OR, 0.87; 95% CI, 0.75-0.99). 식이 아연이 1mg 증가할 때마다 소변 아연이 4.5µg/dL 증가한 것으로 추정되며(p{14}}.009), 대조군보다 사례에서 소변 아연 증가가 더 작다는 약한 증거가 있습니다(상호작용 p{16 }}.08).
결론낮은 식이 아연 섭취는 이 청소년 집단에서 발생하는 칼슘 신결석증과 독립적으로 연관되었습니다.
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소개
칼슘 기반신장돌은 미네랄 항상성의 근본적인 장애를 반영합니다. 칼슘과 같은 특정 미네랄의 식이 섭취와신장성인기의 결석 형성은 잘 확립되어 있습니다.1 그러나 아연과 같은 미량 미네랄의 역할은 불분명합니다.2 이 관계는 특히 소아에서 불확실하며, 이들 중 신석증의 수정 가능한 위험 인자를 식별하기 위한 연구가 거의 이루어지지 않았습니다. 소아 신결석증에서 식이 미네랄의 역할을 이해하는 것은 신장 결석 발병률의 급격한 증가와 어린 시절 관련 높은 재발률 때문에 특히 중요합니다.3, 4신장청소년의 결석 질환은 왜 신결석이 더 젊은 나이에 발생하는지에 대한 통찰력을 제공하고 신결석의 평생 위험을 줄이기 위한 전략으로 이어질 수 있습니다.
이전 실험에서는 필수 미량 미네랄인 아연이 칼슘 대사에 영향을 미치고신장결석을 형성하고 인산칼슘(CaP) 결정화를 억제합니다.{0}} 그러나 아연과 신결석에 대한 임상 연구는 일관되지 않은 결과를 낳았습니다. NHANES(National Health and Nutrition Examination Survey)를 사용한 연구에서 식이 아연 섭취량은 신장 결석이 있는 노인에서 더 높았지만 신장 결석이 있는 젊은 성인에서는 더 낮았습니다.9 신장 결석이 있는 성인과 없는 성인의 소변 아연 수치를 조사한 이전 연구에서도 다른 결과가 보고되었습니다. .10, 11 이러한 이전 연구는 횡단면적이었고 성인만을 포함했으며 장내 아연을 결합시키고 생체 이용률을 감소시키는 피테이트와 같은 측정되지 않은 식이 섭취로 인해 혼동되었을 가능성이 있습니다.12
간호사 건강 연구와 같이 성인에서 돌에 대한 식이 위험 요소를 식별하기 위해 광범위하게 활용되어 온 전향적 코호트 연구는 어린이에 대해 존재하지 않습니다. 따라서 우리는 식이 아연과 청소년의 칼슘 신장 결석증 사이의 연관성을 확인하기 위해 중첩 사례 대조 연구를 수행했습니다. 청소년의 발병률이 가장 높기 때문에 이 연령대를 선택했습니다.신장어린 시절의 돌. 우리의 2차 목표는 사례와 대조군 사이의 식이 아연 섭취량과 소변 아연 배설량의 차이를 조사하는 것이었습니다.
재료 및 방법
우리는 동부 펜실베니아와 뉴저지에 서비스를 제공하는 1차 및 전문 진료 클리닉을 포함하는 필라델피아 아동 병원(CHOP) 의료 시스템 내에 중첩된 사례 대조 연구를 수행했습니다. 참가자는 2014년 7월부터 2016년 3월까지 등록되었습니다. 이 연구는 CHOP 기관 검토 위원회의 승인을 받았습니다.
사례 정의
첫 번째 칼슘 기반의 자발적 통과 또는 외과적 제거가 있었던 12-18세 연속 환자신장결석은 진단 후 1개월 이내에 선별 및 등록되었습니다. 옥살산 염과 인산염에 대한 50%의 컷 포인트는 돌을 각각 옥살산 칼슘(CaOx) 또는 CaP로 분류하는 데 사용되었습니다. 환자에게 결석 재발 위험을 줄이기 위해 식단을 수정하도록 조언하기 전에 연구 절차({2}}시간 식이 회상 및 반점 소변 화학물질)가 완료되었습니다.
제어 정의
대조군은 CHOP Primary Care Network에 있는 2개의 클리닉에서 아동 건강 관리를 방문하는 12-18세 환자로부터 무작위로 샘플링되었습니다. 전자 의료 기록 필터는 진료 일정을 선별하고 잠재적으로 적격한 통제 참가자를 식별하는 데 사용되었습니다. 적격 대조군은 연령(+/{4}}세), 성별 및 인종별로 사례에 1:1로 일치시켰습니다. 대조군은 식이 및 소변 화학 물질의 계절적 변화를 최소화하기 위해 사례 2개월 이내에 등록되었습니다. 대조군은 신결석의 병력에 대해 질문받았지만 영상을 받지는 않았습니다.
제외
당뇨병, 악성종양, 염색체 이상, 신경발달장애, 고혈압, 부동, 염증성 장질환, 요관골반접합부 폐쇄, RTA, 부갑상선기능항진증이 있는 환자는 제외하였다. 시스틴뇨증, 원발성 고옥소산뇨증 및 덴트병의 개인 또는 가족력이 있는 환자도 제외되었습니다. 이뇨제, 시트르산, 토피라메이트, 칼시트리올, 알로퓨리놀, 스테로이드를 복용하는 환자는 제외하였다.
연구 절차
연구 영양사는 참가자에게 3시간 24-시간 회상을 실시했습니다. 식이 회상은 전화로 시행되었으며 연구 등록 직후 시작되었으며 주중 2일 및 주말 1일에 수행되었습니다. 리콜은 식이 섭취를 평가하고 음식과 음료의 영양소 및 미네랄 함량을 추정하기 위해 다중 통과 인터뷰를 사용하는 컴퓨터 기반 소프트웨어 애플리케이션13인 Nutrition Data System for Research를 사용하여 수집되었으며 청소년들 사이에서 검증되었습니다.14, 15
참가자는 등록 시 아연, pH, 칼슘, 옥살산염, 구연산염 및 크레아티닌이 측정된 소변 표본을 제공했습니다. 소변 화학은 ARUP 및 CHOP 핵심 실험실에서 분석되었습니다.
통계 분석
각 그룹에 15명의 참가자가 있는 30의 표본 크기는 연구 간에 식이 아연에서 0.78mg/일의 차이를 탐지하기 위해 80%의 검정력(양측 =5% 포함)을 제공합니다. groups.9 우리는 이전 연구에서 고려되지 않은 아연 생체 이용률에 대한 식이 피테이트의 영향을 설명하기 위해 계획된 등록을 60명의 참가자로 늘렸습니다.
데이터의 분포에 따라 그룹 간 연속변수를 비교하기 위해 paired t-test 또는 rank-sum test를 사용하였다. 일치된 설계를 설명하는 강력한 표준 오차가 있는 조건부 로지스틱 회귀 모델을 사용하여 일일 식이 아연 섭취량(mg)과 칼슘 결석 발생 간의 연관성을 추정했습니다. 피테이트, 나트륨, 총 단백질, 칼슘 및 옥살산 염의 일일 섭취량에 대해 모델을 조정했습니다. 우리는 또한 우리 연구 표본의 식이 섭취에 대한 사분위수 범위(IQR)의 단위 증가당 칼슘 결석 발생 확률의 변화를 추정했습니다. 선형 회귀를 사용하여 식이 아연과 요 아연 사이의 관계를 추정하고, 요 크레아티닌과 식이 파이테이트 및 칼슘을 조정했습니다. 아연 섭취와 요중 아연 배설 사이의 관계가 증례와 대조군 간에 다른지 여부를 결정하기 위해 식이 아연과 증례/대조군 상태 사이의 상호작용 용어가 포함되었습니다. 모든 식이 회상이 회귀 모델에 포함되었습니다. 분석은 R v3.2.2 및 SAS 9.4에서 수행되었습니다. 테스트는 양면이었고 p<0.05 was="" the="" threshold="" for="" statistical="">
민감도 분석
Matched pairs with solitary extreme dietary intake values were excluded to determine if non-representative meals influenced the results. Second, analyses were restricted to participants with stones containing >결과가 석재 구성에 민감한지 확인하기 위한 50% CaOx.
결과
식이 섭취 및 칼슘 기반 신장 결석 발생
각 그룹에 30명의 참가자가 등록되었습니다(그림, 표 1). 평균 일일 아연 섭취량은 대조군(10mg, p{4}}.03, 표 2)보다 사례(8.1mg)에서 더 낮았습니다. 평균 일일 phytate 섭취량은 대조군보다 사례에서 낮았습니다(p<0.001). sodium,="" protein,="" calcium,="" and="" fluid="" intake="" were="" similar.="" oxalate="" intake="" was="" similar="" except="" for="" one="" recall="" for="" a="" control="" participant="" who="" had="" an="" oxalate="" intake="" over="" three="" times="" the="" maximum="" observed="" for="" any="" other="" participant="" in="" either="" group.="" the="" main="" sources="" of="" zinc="" were="" red="" meat,="" zinc-fortified="" cereal,="" and="" pizza.="" most="" phytate="" intakes="" came="" from="" breakfast="" cereals,="" chips,="" seeds,="" and="" nuts.="" controls="" ate="" more="" cereal="" (source="" of="" zinc="" and="" phytate)="" and="" pizza="" (source="" of="" zinc)="" than="">
나트륨, 단백질 및 칼슘 섭취를 조정한 일일 아연, 파이테이트 및 옥살산염 섭취량과 칼슘 결석 발생 사이에는 통계적으로 유의한 연관성이 있었습니다(표 3a). 아연 섭취량을 1mg 늘리면 칼슘 결석이 발생할 확률이 13% 낮아집니다(OR, 0.87; 95% CI, 0.75-0.99). 아연 섭취량의 75번째 백분위수에서 환자의 칼슘 결석 발생 확률이 25번째 백분위수에 있는 환자에 비해 58% 더 낮았습니다(OR, 0.42; 95% CI, 0.{{ 16}}.97), 이는 우리 연구 샘플에서 6mg의 차이였습니다. 매일 423mg 더 높은 phytate 섭취량, 즉 우리 연구 샘플에서 phytate의 IQR은 결석의 확률을 51% 낮추는 것과 관련이 있었습니다(OR, 0.49; 95% CI, 0.{25 }}.95). 일일 옥살산염 섭취량이 73mg 증가할 때마다 우리 연구 샘플에서 옥살산염의 IQR이 30% 더 낮은 결석 확률과 관련이 있었습니다(OR, 0.70; 95% CI, 0.{{ 33}}.97). 다른 광물이나 영양소와 돌 사이에 통계적으로 유의한 연관성은 관찰되지 않았습니다.
소변 아연
소변 아연은 증례와 대조군에서 각각 32.5µg/dL 및 50µg/dL이었지만, 이 차이는 통계적으로 유의하지 않았습니다(p=0.28). 소변 크레아티닌과 식이 파이테이트 및 칼슘을 조정하면 식이 아연이 1mg 증가할 때마다 소변 아연이 4.5µg/dL 증가한 것으로 추정됩니다(p{8}}.009). 통계적 유의성에 근접한 상호작용 항에 대해 적당히 큰 계수 추정치에 의해 입증된 바와 같이 대조군보다 사례에서 소변 아연의 더 작은 증가에 대한 일부 증거가 있었습니다(표 4). 식이 아연과 소변 칼슘, 구연산염 또는 옥살산염 사이에는 통계적으로 유의한 연관성이 없었습니다.
민감도 분석
외부 옥살산염 관찰과 일치하는 쌍을 제외시킨 후 낮은식이 아연과 결석 사이의 연관성의 크기와 통계적 유의성이 증가했으며 옥살산염과 피테이트의 연관성은 더 이상 통계적으로 유의하지 않았습니다(표 3b). CaOx 결석을 가진 25명의 참가자와 그 쌍을 포함하는 것은 아연과 돌발성 결석 사이의 연관성을 변화시키지 않았습니다(OR, 0.36;
95% CI, 0.13-0.98).
논의
청소년들 사이에서 신장 결석증의 발병률이 증가하고 이러한 증가에 대한 식별 가능한 원인의 부족으로 인해 어린 시절에 신장 결석이 발병하는 위험 요소에 대한 더 나은 이해가 필요합니다. 아연이 칼슘 결정화를 억제한다는 것을 입증하는 많은 시험관 내 실험에도 불구하고, 이 연구는 우리가 아는 한 어린이나 성인에서 식이 아연 섭취와 칼슘 신장 결석 사이의 관계를 조사한 첫 번째 연구입니다. 우리는 청소년에서 더 많은 식이 아연과 칼슘 신장 결석이 발생할 확률이 낮음 사이에 강한 연관성을 관찰했습니다. 다중 민감도 분석에서 칼슘 결석의 확률은 25번째 백분위수에 비해 75번째 백분위수에서 일일 아연 섭취량을 가진 환자에서 일관되게 60% 낮았습니다.
아연의 일일 섭취는 세포 대사, 적절한 골밀도 및 어린 시절의 정상적인 성장을 유지하는 데 필요합니다. 14-18세 남아 및 여아의 일일 아연 권장 섭취량은 각각 11mg 및 9mg입니다.16 본 연구에서 결석이 있는 남아 및 여아의 일일 평균 아연 섭취량은 각각 이보다 2mg 및 1.2mg 낮았습니다. 요구 사항. 아연의 공급원은 그룹 간에 유사했는데, 이는 아연 함유 식품의 유형보다는 양이 아연과 결석 사이의 연관성을 설명한다는 것을 나타냅니다. 이러한 결과는 불충분한 아연 섭취가 어린 시절에 칼슘 결석을 발생시키는 위험 요인이 될 수 있음을 시사합니다.
식이 아연과 칼슘 결석 발생 사이의 역 연관성에 대한 가장 가능성 있는 설명은 CaP 결정화에 대한 아연의 억제 효과입니다. 아연은 더 잘 용해되는 CaP 상을 촉진하고 CaP 결정의 크기를 줄이며 브루사이트에서 수산화인회석으로의 변형을 억제합니다.8, 17 이러한 CaP 결정화 및 변형 억제는 CaP 및 CaOx 석재 형성에 중요합니다. 특발성 CaOx 결석은 Henle의 얇은 고리의 기저막에서 시작되는 수산화인회석의 퇴적물인 Randall's 플라크에 형성됩니다.18,19 우리가 관찰한 연관성에 대한 한 가설은 아연이 신장에서 초기 CaP 결정화를 억제하고 이 근위부가 억제는 CaP 결석의 성장과 Randall's 플라크의 초기 형성을 방지합니다. 칼슘 결석 형성의 초기 단계에 대한 아연의 영향을 결정하기 위해서는 더 많은 해부학적 및 실험적 연구가 필요합니다.
Prior studies demonstrated conflicting results about the direction of the association between zinc and nephrolithiasis. The rapid stone formation was reported in an adult woman with zinc toxicity.20 Additionally, an analysis of NHANES found that adults older than 30 years with zinc intake >15mg/day(성인 권장 섭취량을 훨씬 초과함)는 7mg/day 미만을 섭취한 사람들에 비해 신장 결석의 가능성이 70% 증가했습니다.9 그러나 아연 섭취량은 다음과 같은 18-29-세 돌이 없는 18-29-세보다 돌의 역사. 이러한 불일치 결과에 대한 한 가지 설명은 과잉 및 불충분한 아연이 모두 결석 형성을 촉진한다는 것입니다. 또한 청소년기의 적절한 아연 섭취의 중요성이 더 젊은 환자와 노인 환자 사이의 다른 결과를 설명할 수도 있습니다. 여러 선행 연구에서 아연 섭취가 많을수록 어린이와 젊은 성인의 골밀도 및 골밀도가 높아진다는 사실이 밝혀졌습니다.21, 22 이러한 미네랄 대사의 맥락에서 볼 때, 우리의 결과는 아연이 비정상적인 광물화의 중요한 조절자일 수 있다는 아이디어를 뒷받침합니다. 성장 기간 동안. 칼슘 결석 형성 및 비정상적인 뼈 항상성과의 잠재적 관계에 대한 식이 아연의 생물학적 효과를 설명하기 위해서는 더 많은 기계론적 연구가 필요합니다.23, 24
우리는 또한 높은 식이 파이테이트와 낮은 칼슘 신결석 발병 확률 사이의 연관성을 발견했는데, 이는 젊은 여성의 연구 결과와 일치합니다. 식물에서 인산염의 주요 저장 형태인 파이테이트는 장에서 아연과 강하게 결합하여 아연을 감소시킵니다. 생체 이용률. 또한, 파이테이트는 수산화인회석과 CaOx 결정화26를 억제하고 결석 형성에 독립적인 억제 효과를 가질 수 있습니다.27 그럼에도 불구하고 파이테이트와 칼슘 결석 사이의 연관성은 식이 옥살산염이 많은 참가자를 제외하고 통계적으로 유의하지 않았기 때문에 우리의 결과는 예비적인 것으로 간주되어야 합니다. 우리는 또한식이 옥살산 염과 칼슘 신장 결석 사이의 역 관계를 발견했습니다. 이 연관성은 매우 높은 옥살산 염 섭취를 가진 한 대조군에 의해 주도되었고 이 연관성에 대한 생물학적 가능성이 없기 때문에 거짓일 가능성이 높습니다. 나트륨 섭취량은 증례 및 대조군에서 3g/일 이상이었고 돌과 관련이 없었습니다. 이 결과는 남성과 나이든 여성의 결과와 유사하지만,1,28 젊은 여성의 높은 나트륨 섭취와 관련된 위험 증가와는 다릅니다.25 사례와 대조군 사이에 수분 섭취량에는 차이가 없었습니다. 높은 나트륨 섭취량과 낮은 수분 섭취량이 청소년에게 중요한 위험 요소가 아닐 수도 있지만, 결석 예방을 위한 이러한 일반적인 권장 사항이 쉽게 적용되기 때문에 새로 진단된 결석이 있는 참가자는식이 평가 전에 나트륨을 줄이고 수분 섭취량을 늘릴 가능성이 더 높습니다. 접근 가능.29
식이와 소변 아연 사이에는 강한 긍정적인 관계가 있었는데, 이는 성인 여성에 대한 이전 연구와 일치합니다.30 우리의 결과는 스팟 소변 아연 수치가 신장 결석이 있거나 없는 청소년의 식이 아연 섭취를 반영한다고 제안합니다. 그러나 식이 또는 소변 아연이 아연 농도와 결석 억제에 대한 활성으로 추정되는 부위인 신유두 수준에서의 활성을 반영하는지 여부는 아직 알려지지 않았습니다. 또한 칼슘 결석이 있는 청소년은 식이 아연 섭취가 증가할 때마다 소변으로 더 적은 아연을 배출한다는 약한 증거가 있습니다. 칼슘 신결석증이 있는 청소년의 요중 아연 배설 가능성은 더 많은 연구가 필요합니다.
사례-대조군 설계와 관련된 인과 추론에는 한계가 있습니다. 이상적인 연구는 결석 진단 전에 식이 섭취를 측정했을 것입니다. 그러나 식이 및 신장 결석을 측정하는 소아에 대한 전향적 코호트 연구는 존재하지 않습니다. 신장 결석은 또한 어린 시절에는 드물기 때문에 이러한 연관성을 조사하기 위한 사례 대조 연구가 필요했습니다. 이러한 제한에도 불구하고 결석 진단 후 고의 또는 부주의로 아연 섭취가 감소하는 경우는 거의 없습니다. 현재 결석이 있는 어린이에게 식이 아연을 수정하거나 단백질 섭취(아연의 주요 공급원)를 줄이는 것은 권장되지 않습니다. 또한, 식이 회상 및 소변 샘플은 신장 결석 재발을 방지하기 위해식이 요법을 수정하는 것에 대해 환자에게 상담하기 전에 수집되었습니다. 마지막으로, 사례를 연속적으로 선별하고 등록했으며, 이 연구는 선택 편향을 최소화하는 열거된 소스 모집단 내에서 수행되었습니다. 둘째, 대조군은 영상 촬영을 받지 않았으므로 무증상 신장 결석이 있었을 가능성이 있습니다. 이것은 고려할 가능성이 낮습니다<1% of="" people="" have="" nephrolithiasis="" by="" 18="" years.3="" third,="" we="" did="" not="" assess="" supplemental="" zinc="" intake.="" however,="" zinc="" supplementation="" is="" not="" prescribed="" routinely="" during="" childhood="" and="" is="" not="" related="" to="" kidney="" stone="" status.="" it="" is="" likely="" that="" any="" zinc="" supplement="" use,="" should="" it="" exist,="" would="" be="" similar="" between="" groups.="" fourth,="" we="" measured="" spot="" rather="" than="" 24-hour="" urine="" chemistries.="" future="" studies="" of="" dietary="" zinc="" should="" examine="" 24-hour="" zinc="" excretion.="" finally,="" although="" residual="" confounding="" is="" possible,="" it="" is="" unlikely="" that="" other="" dietary="" factors="" would="" negate="" the="" strong="" association="" between="" higher="" dietary="" zinc="" and="" reduced="" risk="" of="" stones="" among="">
결론적으로, 아연의 불충분한 식이 섭취는 이 청소년 집단에서 칼슘 신장 결석 질환 발병과 독립적으로 관련이 있었습니다.
1 필라델피아 아동병원 소아비뇨기과 외과
2 외과, 비뇨기과; 펜실베니아 대학의 Perelman 의과 대학, 필라델피아, 펜실베니아
3 소아 임상 효과 센터, 필라델피아 아동 병원, 필라델피아, 펜실베니아
4 펜실베니아대학교 Perelman 의과대학 임상역학 및 생물통계학 센터, 필라델피아, 펜실베니아
5 펜실베니아대학교 페럴만 의과대학 생물통계 및 역학부, 필라델피아, 펜실베니아
6 펜실베니아대학교 페렐만 의과대학 소아과학교실, 필라델피아, 펜실베니아
7 필라델피아 아동 병원 소아과 일반 소아과 과장
8 필라델피아 아동 병원, 필라델피아, PA
9필라델피아 소아병원 신장내과 소아과
10 University of California, San Francisco, San Francisco, CA 비뇨기과 11Center for Nutrition and Metabolism, Children's Hospital Oakland Research Institute, Oakland, CA
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