La métabolomique sérique de l'hyperbilirubinémie et de l'hyperuricémie sur le plateau tibétain présente des caractéristiques uniques

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12772 (2023) Citer cet article

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Peu d’études ont fourni des données sur les caractéristiques métabolomiques des maladies métaboliques telles que l’hyperuricémie et l’hyperbilirubinémie sur le plateau tibétain. Dans la présente étude, nous avons cherché à étudier les caractéristiques métabolomiques sériques de l'hyperbilirubinémie et de l'hyperuricémie sur le plateau tibétain, dans le but de fournir une base pour des recherches plus approfondies sur leur pathogenèse, leur prévention et leur traitement. Les participants à l'étude sont nés dans des zones de basse altitude inférieures à 1 000 m et n'avaient aucune expérience de vie dans une zone de haute altitude avant d'entrer à Golmud, au Tibet (altitude moyenne : 3 000 m) et à Yushu, Qinghai (altitude moyenne : 4 200 m). Trente-quatre participants souffrant d'hyperbilirubinémie (18 à Golmud et 16 à Yushu), 24 participants souffrant d'hyperuricémie et 22 témoins sains ont été inscrits. Les échantillons de sérum des sujets ont été séparés puis envoyés à un hôpital tertiaire local pour un examen biochimique. Une technologie largement ciblée sur le sérum, basée sur la plate-forme de spectrométrie de masse en tandem par chromatographie liquide ultra-performante (UPLC-MS/MS), a été utilisée pour détecter les métabolites sériques et les métabolites différentiels. Par rapport aux témoins sains, les patients hyperbilirubinémiques de Golmud présentaient 19 métabolites différentiels, les patients hyperbilirubinémiques de Yushu présentaient 12 métabolites différentiels et les patients hyperuricémiques de Yushu présentaient 23 métabolites différentiels. Comparés aux patients atteints d'hyperbilirubinémie de Golmud, à basse altitude, les groupes de Yushu présentaient 33 métabolites différents. Les métabolites différentiels sont principalement classés en acides aminés et leurs dérivés, nucléotides et leurs dérivés, acides organiques et leurs dérivés, et lipides/acides gras. Ceux-ci sont liés aux voies métaboliques telles que le métabolisme de la caféine, le métabolisme de l’acide arachidonique et le métabolisme de la tyrosine. L'hyperbilirubinémie et l'hyperuricémie du plateau tibétain présentent des caractéristiques métabolomiques sériques uniques. Les dérivés de la glycine, l'acide arachidonique et ses dérivés étaient associés à une hyperbilirubinémie de plateau, tandis que l'acide vanillique et l'acide pentadécafluorooctanoïque étaient associés à une hyperuricémie de plateau.

En médecine, un environnement de plateau fait référence à une zone située à 3 000 m ou plus au-dessus du niveau de la mer, qui présente les caractéristiques d'une faible pression partielle d'oxygène, d'un climat froid, d'une vitesse de vent élevée et de forts rayons ultraviolets1. De plus, lorsque les habitants des plaines pénètrent rapidement sur un plateau, le mal aigu des montagnes (AMS) est susceptible de survenir en raison de l'hypoxie. Une série de syndromes cliniques non spécifiques, tels que maux de tête, étourdissements, nausées, vomissements, insomnie et fatigue, peuvent survenir dans les cas bénins, tandis que dans les cas graves, le MAM causera des lésions au cœur, aux poumons, au cerveau et à d'autres organes importants2, 3,4,5. De plus, l’exposition à haute altitude pourrait diminuer la perfusion splanchnique6 et les niveaux d’oxygène dans le sang, conduisant à une hypoxie et à un stress oxydatif réducteur induit par l’hypoxie7.

La bilirubine est le principal métabolite des composés de porphyrine de fer ; L'hyperbilirubinémie fait référence à une situation dans laquelle le taux de bilirubine totale est supérieur à 20,5 mol/L, ce qui peut survenir en raison d'une mort excessive des globules rouges, de la capacité réduite des hépatocytes à convertir la bilirubine ou d'un blocage de l'excrétion de la bilirubine8 et peut causer des dommages irréversibles au système nerveux central. système nerveux9. La bilirubine est un antioxydant important qui peut éliminer les espèces réactives de l’oxygène (ROS) et réduire le niveau de stress oxydatif dans l’organisme10. Des études antérieures ont montré que le niveau d’hème oxygénase-1 (HO-1) dans le sang des grimpeurs était considérablement augmenté, ce qui peut catalyser la production de biliverdine, de fer et de CO à partir de l’hème11. Par la suite, la biliverdine est réduite en bilirubine, ce qui entraîne une augmentation des taux de bilirubine dans l’organisme. L'hyperuricémie fait référence à un taux d'acide urique dans le sang à jeun supérieur à 420 μmol/L chez l'homme et à 360 μmol/L chez la femme suivant un régime normal de purines. Des études antérieures ont montré que le niveau d’acide urique (le produit final du métabolisme des purines dans l’organisme) était significativement augmenté chez les personnes se trouvant sur le plateau12,13. À mesure que le niveau d’acide urique augmente, la voie ROS-RAS peut être activée, entraînant un stress pro-oxydatif14,15. L'hypoxie peut provoquer des lésions hépatiques en raison d'un stress oxydatif élevé et de l'apoptose cellulaire à haute altitude16,17. Le foie est l’organe producteur direct de bilirubine et un site majeur de production d’acide urique10,18. Les lésions hépatiques causées par l'hypoxie à haute altitude peuvent entraîner une pénétration directe de la bilirubine dans la circulation sanguine. La xanthine oxydase, qui est principalement présente dans le foie et la rate, est une enzyme clé limitant la production d'acide urique18. Les lésions hépatiques induites par l'hypoxie pourraient améliorer l'expression de la xanthine oxydase, augmentant ainsi l'acide urique19.