Роль сывороточного лактоферрина и кальпротектина в воспалительной реакции у пациентов с переломами костей

Введение. Повышенная концентрация сывороточного кальпротектина и лактоферрина позволяет сделать прогноз относительно микрососудистых изменений у пациентов с переломом костей.

Цель работы — оценить диагностическую значимость сывороточного кальпротектина и лактоферрина в развитии воспалительной реакции у пациентов с переломом костей.

Материалы и методы. В исследование в период с октября 2021 года по январь 2022 года включены 70  пациентов; из них 40 имели переломы костей и 30 были здоровыми участниками (контрольная группа). Кальпротектин и лактоферрин определяли методом иммуносорбентного анализа.

Результаты. У 12 пациентов (30 %) были открытые переломы костей, а у 28 (70 %) — закрытые. Исследование показало, что уровень сывороточного кальпротектина значительно увеличился у пациентов с переломами костей по сравнению со здоровыми участниками, в то время как лактоферрин показал пограничное, но не значительное увеличение (P = 0,06). Пациенты с открытыми переломами костей имели более высокий уровень сывороточного кальпротектина по сравнению с пациентами с закрытыми переломами (P = 0,05). Матрица корреляции показала, что существует сильная положительная корреляция между кальпротектином и лактоферрином у пациентов с переломами костей.

Обсуждение. Кальпротектин классифицируется как мощный провоспалительный маркер, повышенный при хроническом воспалении, таком как синдром раздраженного кишечника (СРК), атеросклеротических поражениях, различных видах артрита и иммунологическом отторжении. Настоящее исследование лишь подтверждает повышение уровня кальпротектина у пациентов с  переломами костей. Недавно опубликованные исследования указывают на новую потенциальную роль кальпротектина в заживлении костей и риске переломов.

Заключение. Высокий уровень сывороточного кальпротектина и лактоферрина указывает на сильный воспалительный статус у пациентов с переломами костей, особенно при открытых переломах.

1. Toben D, Schroeder I, El Khassawna T, et al. Fracture healing is accelerated in the absence of the adaptive immune system. J Bone Miner Res. 2011;26(1):113-124. doi: 10.1002/jbmr.185.

2. Rupp M, Biehl C, Budak M, et al. Diaphyseal long bone nonunions – types, aetiology, economics, and treatment recommendations. Int Orthop. 2018;42(2):247-258. doi: 10.1007/s00264-017-3734-5.

3. Safa A, Bagherifard A, Hadi Al-Baseesee H, et al. Serum Calprotectin as a Blood-Based Biomarker for Monitoring Knee Osteoarthritis at Early but Not Late Stages. Cartilage. 2021;13(1_suppl):1566S-1571S. doi: 10.1177/1947603520961161.

4. Maruyama M, Rhee C, Utsunomiya T, et al. Modulation of the Inflammatory Response and Bone Healing. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:386. doi: 10.3389/fendo.2020.00386.

5. Cao X, Ren Y, Lu Q, et al. Lactoferrin: A glycoprotein that plays an active role in human health. Front Nutr. 2023;9:1018336. doi: 10.3389/fnut.2022.1018336.

6. Kell DB, Heyden EL, Pretorius E. The Biology of Lactoferrin, an Iron-Binding Protein That Can Help Defend Against Viruses and Bacteria. Front Immunol. 2020;11:1221. doi: 10.3389/fimmu.2020.01221.

7. Gibon E, Lu L, Goodman SB. Aging, inflammation, stem cells, and bone healing. Stem Cell Res Ther. 2016;7:44. doi: 10.1186/s13287-016-0300-9.

8. Ekegren CL, Edwards ER, de Steiger R, Gabbe BJ. Incidence, Costs and Predictors of Non-Union, Delayed Union and Mal-Union Following Long Bone Fracture. Int J Environ Res Public Health. 2018;15(12):2845. doi: 10.3390/ijerph15122845.

9. Wang L, You X, Zhang L, et al. Mechanical regulation of bone remodeling. Bone Res. 2022;10(1):16. doi: 10.1038/s41413-022-00190-4.

10. Trajanoska K, Morris JA, Oei L, et al. Assessment of the genetic and clinical determinants of fracture risk: genome wide association and mendelian randomisation study. BMJ. 2018;362:k3225. doi: 10.1136/bmj.k3225.

11. Kusumbe AP, Ramasamy SK, Adams RH. Coupling of angiogenesis and osteogenesis by a specific vessel subtype in bone. Nature. 2014;507(7492):323-328. doi: 10.1038/nature13145.

12. Schlundt C, El Khassawna T, Serra A, et al. Macrophages in bone fracture healing: Their essential role in endochondral ossification. Bone. 2018;106:78-89. doi: 10.1016/j.bone.2015.10.019.

13. Vi L, Baht GS, Whetstone H, et al. Macrophages promote osteoblastic differentiation in-vivo: implications in fracture repair and bone homeostasis. J Bone Miner Res. 2015;30(6):1090-1102. doi: 10.1002/jbmr.2422.

14. Jeong J, Kim JH, Shim JH, et al. Bioactive calcium phosphate materials and applications in bone regeneration. Biomater Res. 2019;23:4. doi: 10.1186/s40824-018-0149-3.

15. Gómez-Barrena E, Rosset P, Lozano D, et al. Bone fracture healing: cell therapy in delayed unions and nonunions. Bone. 2015;70:93‑101. doi: 10.1016/j.bone.2014.07.033.

16. Liu W, Li L, Rong Y, et al. Hypoxic mesenchymal stem cell-derived exosomes promote bone fracture healing by the transfer of miR‑126. Acta Biomater. 2020;103:196-212. doi: 10.1016/j.actbio.2019.12.020.

17. Wang B, Timilsena YP, Blanch E, Adhikari B. Lactoferrin: Structure, function, denaturation and digestion. Crit Rev Food Sci Nutr. 2019;59(4):580-596. doi: 10.1080/10408398.2017.1381583.

18. Novak G, Parker C, Pai R, et al. Histologic scoring indices for evaluation of disease activity in Crohn's disease. Cochrane Database Syst Rev. 2017;7(7):CD012351. doi: 10.1002/14651858.CD012351.pub2.

19. Yamamoto T, Shiraki M, Bamba T, et al. Fecal calprotectin and lactoferrin as predictors of relapse in patients with quiescent ulcerative colitis during maintenance therapy. Int J Colorectal Dis. 2014;29(4):485-491. doi: 10.1007/s00384-013-1817-3.

20. Yamamoto T, Shiraki M, Bamba T, et al. Faecal calprotectin and lactoferrin as markers for monitoring disease activity and predicting clinical recurrence in patients with Crohn's disease after ileocolonic resection: A prospective pilot study. United European Gastroenterol J. 2013;1(5):368-374. doi: 10.1177/2050640613501818.