Serum and fecal zonulin as a biomarker of increased intestinal epithelial permeability in patients with renal insufficiency

封面

如何引用文章

全文:

详细

BACKGROUND: Determination of zonulin level in body fluids is one of the widely used clinical methods for diagnosing the leaky gut syndrome. Meanwhile, a decrease in the glomerular filtration rate can potentially affect the content of zonulin in patients with impaired renal function.

AIM: to evaluate the content of serum and fecal zonulin in subjects at different stages of chronic kidney disease.

MATERIALS AND METHODS: The cross-sectional study included 3 groups of patients: 1) 155 patients with end-stage renal disease receiving hemodialysis treatment; 2) 30 patients with chronic kidney disease C3a-5 (glomerular filtration rate <60 ml/min/1.73 m2); 3) 20 relatively healthy individuals with glomerular filtration rate >60 ml/min/1.73 m2. The groups were comparable in gender, age, body mass index, smoking status and etiological structure of chronic kidney disease. The concentration of zonulin in blood serum and feces was assessed by using commercially available ELISA kit.

RESULTS: There were no significant differences in serum zonulin between groups. There was a significant direct correlation of serum zonulin with age, creatinine, C-reactive protein and inverse with glomerular filtration rate in patients at predialysis stages of chronic kidney disease. At the same time, in hemodialysis patients serum zonulin did not depend on any of the defined clinical and demographic indicators.It was also found that the concentration of fecal zonulin significantly increased concurrently with an advance of renal insufficiency and reached maximum values in patients with end-stage renal disease. Meanwhile, the correlation analysis did not reveal association between fecal zonulin and kidney function parameters in individuals with mild and moderate chronic kidney disease. Only the hemodialysis group observed a significant direct correlation of fecal zonulin with C-reactive protein.

CONCLUSION: Evaluation of fecal, but not serum zonulin level is preferable to use as a biomarker of increased intestinal epithelial permeability in patients with impaired renal function, since its concentration in the blood is likely to be significantly affected by reduced glomerular filtration rate.

作者简介

Mikhail Pyatchenkov

Military Medical Academy

Email: pyatchenkovMD@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5893-3191
SPIN 代码: 5572-8891

M. D., Ph. D. (Medicine)

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Evgeniy Sherbakov

Military Medical Academy

Email: evgenvmeda@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3045-1721
SPIN 代码: 6337-6039

nephrologist at the Clinic of Nephrology and Efferent Therapy

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Alexandra Trandina

Military Medical Academy

Email: sasha-trandina@rambler.ru
SPIN 代码: 6089-3495

M.D., doctor of clinical laboratory diagnostics of Research Center

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Aleksandra Buntovskaia

Military Medical Academy

Email: buntovskayaa@mail.ru
SPIN 代码: 5092-1833

M.D., doctor of clinical laboratory diagnostics of Research Center

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Ruslan Glushakov

Military Medical Academy

编辑信件的主要联系方式.
Email: glushakoffruslan@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0161-5977
SPIN 代码: 6860-8990

M.D., D.Sc. (Medicine)

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Camilleri M. Leaky gut: mechanisms, measurement and clinical implications in humans. Gut. 2019;68(8):1516–1526. doi: 10.1136/gutjnl-2019-318427
  2. Pyatchenkov MO, Salikova SP, Shcherbakov EV, Vlasov AA. The state of the microbial-tissue complex of the intestine in patients with chronic kidney disease. Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2023;25(1):155–164. doi: 10.17816/brmma124822
  3. Tkachenko EI, Grinevich VB, Gubonina IV, et al. Diseases as a result of violations of the symbiotic relationship of the host organism with the microbiota and pathogens. Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2021;23(2):243–252. doi: 10.17816/brmma58117.1
  4. Fasano A. All disease begins in the (leaky) gut: role of zonulin-mediated gut permeability in the pathogenesis of some chronic inflammatory diseases. F1000Res. 2020;9: F1000 Faculty Rev-69. doi: 10.12688/f1000research.20510.1
  5. Pyatchenkov MO, Vlasov AA, Shcherbakov EV, et al. Features of assessing the permeability of the intestinal barrier in chronic kidney disease. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2022;(11):46–59. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-207-11-46-59
  6. Fasano A. Regulation of intercellular tight junctions by zonula occludens toxin and its eukaryotic analogue zonulin. Ann NY Acad Sci. 2000;915:214–222. doi: 10.1111/j.1749-6632.2000.tb05244.x
  7. Markov A, Aschenbach J, Amasheh S. The epithelial barrier and beyond: claudins as amplifiers of physiological organ functions. IUBMB Life. 2017;69(5):290–296. doi: 10.1002/iub.1622
  8. Fasano A. Zonulin and its regulation of intestinal barrier function: the biological door to inflammation, autoimmunity, and cancer. Physiol Rev. 2011;91(1):151–175. doi: 10.1152/physrev.00003.2008
  9. Yu J, Shen Y, Zhou N. Advances in the role and mechanism of zonulin pathway in kidney diseases. Int Urol Nephrol. 2021;53(10): 2081–2088. doi: 10.1007/s11255-020-02756-9
  10. El Asmar R, Panigrahi P, Bamford P, et al. Host-dependent zonulin secretion causes the impairment of the small intestine barrier function after bacterial exposure. Gastroenterology. 2002;123(5): 1607–1615. doi: 10.1053/gast.2002.36578
  11. Pyatchenkov MO, Markov AG, Rumyantsev ASh. Structural and functional disorders of the intestinal barrier and chronic kidney disease. Literature review. Part I. Nephrology. 2022;26(1):10–26. doi: 10.36485/1561-6274-2022-26-1-10-26
  12. Pyatchenkov MO, Rumyantsev ASh, Shcherbakov EV, Markov AG. Structural and functional disorders of the intestinal barrier and chronic kidney disease. Literature review. Part II. Nephrology. 2022;26(2):46–64. doi: 10.36485/1561-6274-2022-26-2-46-64
  13. Ficek J, Wyskida K, Ficek R, et al. Relationship between plasma levels of zonulin, bacterial lipopolysaccharides, D-lactate and markers of inflammation in haemodialysis patients. Int Urol Nephrol. 2017;49(4):717–725. doi: 10.1007/s11255-016-1495-5
  14. Carpes L, Nicoletto B, Canani L, et al. Could serum zonulin be an intestinal permeability marker in diabetes kidney disease? PLoS One. 2021;16(6):e0253501. doi: 10.1371/journal.pone.0253501
  15. Sirin F, Korkmaz H, Eroglu I, et al. Serum zonulin levels in type 2 diabetes patients with diabetic kidney disease. Endokrynol Pol. 2021;72(5):545–549. doi: 10.5603/EP.a2021.0056
  16. Hasslacher C, Kulozik F, Platten I, et al. Serum zonulin as parameter of intestinal permeability in longstanding type 2 diabetes: correlations with metabolism parameter and renal function. J Diabetes Metab Disord Control. 2018;5(2):58–62. doi: 10.15406/jdmdc.2018.05.00138
  17. Lukaszyk E, Lukaszyk M, Koc-Zorawska E, et al. Zonulin, inflammation and iron status in patients with early stages of chronic kidney disease. Int Urol Nephrol. 2018;50(1):121–125. doi: 10.1007/s11255-017-1741-5
  18. Dschietzig T, Boschann F, Ruppert J, et al. Plasma Zonulin and its Association with Kidney Function, Severity of Heart Failure, and Metabolic Inflammation. Clin Lab. 2016;62(12):2443–2447. doi: 10.7754/Clin.Lab.2016.160512
  19. Malyszko J, Koc-Zorawska E, Levin-Iaina N, Malyszko J. Zonulin, iron status, and anemia in kidney transplant recipients: are they related? Transplant Proc. 2014;46(8):2644–2646. doi: 10.1016/j.transproceed.2014.09.018
  20. Al-Obaide MAI, Singh R, Datta P, et al. Gut Microbiota-Dependent Trimethylamine-N-oxide and Serum Biomarkers in Patients with T2DM and Advanced CKD. J Clin Med. 2017;6(9):86. doi: 10.3390/jcm6090086
  21. Pereira NBF, Ramos CI, de Andrade LS, et al. Influence of bowel habits on gut-derived toxins in peritoneal dialysis patients. J Nephrol. 2020;33(5):1049–1057. doi: 10.1007/s40620-020-00819-9
  22. Li Q, Yuan X, Shi S, et al. Zonulin, as a marker of intestinal permeability, is elevated in IgA nephropathy and IgA vasculitis with nephritis. Clin Kidney J. 2022;16(1):184–191. doi: 10.1093/ckj/sfac214
  23. Zhou N, Shen Y, Fan L, et al. The Characteristics of Intestinal-Barrier Damage in Rats With IgA Nephropathy. Am J Med Sci. 2020;359(3):168–176. doi: 10.1016/j.amjms.2019.11.011
  24. Trachtman H, Gipson D, Lemley K, et al. Plasma Zonulin Levels in Childhood Nephrotic Syndrome. Front Pediatr. 2019;7:197. doi: 10.3389/fped.2019.00197
  25. Madhusudhan T, Wang H, Straub BK, et al. Cytoprotective signaling by activated protein C requires protease-activated receptor-3 in podocytes. Blood. 2012;119(3):874–883. doi: 10.1182/blood-2011-07-365973
  26. Scheffler L, Crane A, Heyne H, et al. Widely Used Commercial ELISA Does Not Detect Precursor of Haptoglobin2, but Recognizes Properdin as a Potential Second Member of the Zonulin Family. Front Endocrinol (Lausanne). 2018;9:22. doi: 10.3389/fendo.2018.00022
  27. Vojdani A, Vojdani E, Kharrazian D. Fluctuation of zonulin levels in blood vs stability of antibodies. World J Gastroenterol. 2017;23(31):5669–5679. doi: 10.3748/wjg.v23.i31.5669

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Comparison of serum zonulin concentration (Mann–Whitney cross-group comparison)

下载 (57KB)
3. Fig. 2. Comparison of fecal zonulin concentration (inter- group comparison using a posteriori criterion Games–Howell)

下载 (60KB)

版权所有 © Eco-Vector, 2023

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».