L’escrezione renale di idrossiprolina. valori normali in rapporto all’età dei soggetti...

ISTITUTO DI SEMEIOTICA MEDICA DELL'UNIVERSIT~k DI PADOVA

L'ESCREZIONE RENALE DI IDROSSIPROLINA. VALORI NORMALI IN RAPPORTO ALL'ETA DEI SOGGETTI ESAMINATI

NICOLA CONTE CESARE SCANDELLARI ADRIANO CADAMURO

Una serie di ricerche ha dimostrato che l'escrezione urinaria dell'idrossiprolina (IP) pub essere utilizzata come in- dice indiretto dello stato Junzionale della matrice ossea.

Le indagini sperimentali sviluppate negli ultimi anni hanno condotto a una serie di osservazioni che possono essere cos~ sinteticamente riassunte:

1) il tessuto collageno ~ costituito per il 13-14 % del suo peso da IP 18;

2) pi?~ della met~ del collageno del- l'organismo ~ localizzato nel tessuto os- s e o 17.

3) la matrice proteica dell'osso pressochd interamente costituita da tessuto collageno 4;

4) esiste una correlazione statisti- camente significativa tra l'escrezione urinaria di IP e la velocitA di riassorbi- mento del calcio a livello osseo 11

Anche sotto il profilo clinico, pre- scindendo dal rilievo di iperidrossipro- linuria osservata in collagenopatie 2s, 24, us, 3o, solo situazioni morbose compor- tanti un rimaneggiamento primitivo o secondario del sistema scheletrico sono caratterizzate da un incremento dell'e- screzione urinaria di IP 3, 7, is

RENAL EXCRETION OF HYDROXYPRO- LINE. NORMAL VALUES IN CONNEC- TION TO THE AGE OF THE EXAMINED SUBJECTS. A number of investigations showed that the urinary excretion of hydroxyproline (IP) may be utilized as an undirect index of the function of the bone matrix.

Previous experimental studies have suggested some observations that may be synthetically summarized as follows:

1) the collagen tissue is accounted for 13-14 % of its weight by IP is;

2) more than half of the body collagen is in the bone tissue 17;

3) the proteic matrix of bone almost completely consists of collagen tissue 4;

4) it exists a statistically significant correlation between the urinary excretion of IP and the reabsorption rate of bone calcium 11

Also from a clinical standpoint, ex- cept for the increased urinary excretion reported in collagen diseases 23' 24.2s, 30, only diseases involving a primitive or secondary renewal of the seletal system are characterized by an increase of the urinary excretion of IP 3, 7, 13

Key-words: Age and hydroxyproline; Collagen metabolism (normal subjects); Hydroxyproline, renal excretion. Data di arrivo in Redazione 12-6-1970. La Ricerca Clin. Lab. 1, 133, 1971.

133

Alcuni cenni generali sul metabolismo del collageno consentiranno una pii~ facile comprensione del significato fisiopatologico dell'IP urinaria.

L ' IP ~ un aminoacido che entra nella costituzione del tessuto collageno.

L'incorporazione dell'IP nella mole- cola del collageno ha luogo partendo dal suo precursore, la prolina 26. La prolina subisce un processo di idrossi- lazione da parte di una idrossilasi specifica del tessuto collageno, trasforman- dosi in idrossiprolina lo

Indagini eseguite con prolina radio- marcata hanno dimostrato che il collageno fibrillare ha un ritmo di rinnovamento molto lento 17, 20

I fenomeni catabolici, che comportano un aumento dell'IP urinaria non sono ben conosciuti perchd non ~ sta- to ancora identificato alcun enzima pro- teolitico in grado di degradare il tessuto collageno (fig. 1).

Accanto alla forma fibrillare insolu- bile del cotlageno esiste una [razione solubile 0 precollageno, dotata di un elevato ritmo di rinnovamento 6. II collageno solubile ~ soggetto a una conti- nua demolizione, controbilanciata dalla sintesi da parte dei fibroblasti. Secondo JACKSON s esso rappresenta la sola forma di collagene che pub andare incontro a processi di degradazione. Sulla base di questa ipotesi, PIP eliminata attraverso le urine deriva dal pool di collageno solubile. A favore di una tale interpretazione stanno numerose ricerche che dimostrano una stretta rela- zione fra il contenuto di collageno solubile dei tessuti e l'escrezione urinaria di IP s, 14, 21, 22, 29

L ' IP lascia il tessuto collageno sotto forma libera 0 legata a polipeptidi.

Nel siero se ne ritrova un tasso pari a 80-120 "/% sotto forma prevalentemente libera lo, 19

L ' IP libera viene filtrata dal rene e viene pressoch~ completamente riassor- bita dai tubuli; dopo una serie di tra- sformazioni cataboliche essa viene tra- sformata in urea e anidride carboni- ca 1, 4. Contrariamente a quasi tutti gli

134

A general outline of the collagen metabolism will facilitate the understand- ing of the physiopathological meaning of urinary IP.

IP is an amino-acid included in the structure of collagen tissue.

The incorporation of IP in the mole- cule of collagen takes place from its precursor: proline z6. Proline undergoes an hydroxylation process by a specific hydroxylase of the collagen tissue, turn- ing into hydroxyproline 10

Investigations carried out with la- belled proline have shown that the fibrillar collagen has a very slow turnover rate 17, 20

The catabolic phenomena, which involve an increase of urinary IP are not well known because no proteolitic en- zyme able to split the collagen tissue has been found yet (fig. 1).

Beside the insoluble fibrillar form of collagen it exists a soluble fraction, or precollagen, endowed with a high turnover rate 6. Soluble collagen undergoes a continuous breakdown, counter- balanced by the synthetical activities of fibroblasts. According to JACKSON 8 it represents the only form of collagen which can undergo breakdown processes. On the ground of this assumption, IP eliminated through urine derives from the pool of soluble collagen. The hypothesis is supported by a number of studies showing a close connection between the amount of soluble collagen in tissues and the urinary excretion of I P 5, 14, 21, 22, 29

IP leaves the collagen tissue either in the free state or bound to polypeptides.

Its serum level ranges between 80 and 120 "(% mostly in the free form 10. 19

Free I16 is filtered by the kidney and is almost completely reabsorbed by the tubules. After a series of catabolic trans- formations it is converted to urea and carbon dioxyde L4. Unlike al-

UJ

CO m I-

C- O Z Z O

polymerizat[on,i~ ~ depolymerization (breakdown)

~ FLRRORLASTR (OSTEORLASTS)

BOUND HYDROXYPROLINE (peptides) FREE FIYDROXYPROLINE

BOUND HYDROXYPROLINE

FREE HYDROXYPROLINE

/

~ , ~ - CO2 + urea (90-95 %)

CO2 + urea (about 100 Q/o)

BOUND HYDROXYPROLINE (5-10 % )

FREE HYDROXYPROLINE (traces)

Fig. 1 - Schema del metabolismo dell'idrossiprolina (da KOCHER p.13 modificato). Metabolic pathways of hydroxyproline (from KocnER p.~3, modified).

aminoacidi l 'IP non ~ riutilizzabile per le sintesi proteiche 27.

L ' IP legata ai polipeptidi viene to- talmente escreta dai reni el, e2

La quota totale di IP escreta con le urine sembra rappresentare solo il 5- 10 % dell'IP proveniente dalla degradazione del collageno, mentre la restan- te parte viene tras/ormata in urea e C02.

Da quanto sopra succintamente espo- sto si possono trarre le seguenti con- clusioni:

most all amino-acids, IP cannot be utilized again for protein synthesis 27.

IP bound to polypeptides is completely excreted by kidneys 22, zz

The total amount of IP excreted with urine seems to represent only 5-10 % of IP deriving from the breakdown of collagen, while the rest is converted to urea and CO2.

From what has been briefly summarized above, the following conclusions can be drawn:

135

a) I'IP urinaria ~ una diretta espres- sione dell'entita del pool tissulare del coUageno solubile, che pub aumentare sia in processi anabolici che catabolici che coinvolgono il collageno fibrillare;

b) considerando la rilevante quota di IP the viene metabolizzata a C02 e urea prima che l'aminoacido giunga al rene, si comprende come sia necessario ehe rilevanti quantita di collageno vada- no incontro a proeessi di degradazione catabolica perchd si ottenga un signifi- cativo aumento dell'idrossiprolinuria.

Nonostante la sua comprovata utili- ta, il dosaggio dell'IP urinaria non ha ancora avuto un'utilizzazione in clinica prevalentemente a causa delle comples- sita tecniche di determinazione, a vol- te non molto soddi's]acenti anche sotto il profilo della riproducibilita dei risultati.

Attualmente le tecniche pi?~ diffuse sfruttano l'ossidazione dell'IP a pir- rolo, ehe viene successivamente tra#or- mato in cromogeno in presenza di p-dimetilaminobenzaldeide 2"22. Tale reazione ~ specifica per PIP.

a) urinary IP is a direct expression of the entity of the tissue pool of soluble collagen, which can increase both in anabolic and in catabolic processes involving the fibrillar collagen;

b) if one considers the high percen- tage of IP which is metabolized to CO2 and urea before the amino-acid reaches the kidney, it becomes clear how con- siderably high amounts of collagen must be catabolized before a remarka- ble increase of hydroxyprolinuria is attained.

Despite its evident usefulness, the estimation of urinary IP has not been utilized in clinical medicine yet, mostly because of the complicated techniques of determination, which sometimes are not satisfactory also from the point of view of the reproducibility of results.

At present the most commonly used techniques take advantage of the oxi- dization of IP to pyrrol which is afterwards transformed to chromogen in the presence of p-dimethylaminobenzaldehyde 2, 22. This reaction is specific for IP.

hydrochloric acid diluted (reagent # 3)

sample examined

IP 225 mg/1 (reagent # 11)

IP 450 mg/1 (reagent # 11

Cu sulphate (reagent # 1 )

K hydroxide (reagent # 4)

Na peroxide (reagent # 5)

Na hydroxide (reagent # 6)

test tube I test tube 2 test tube 3 test tube 4 blank test test + test +

standard I standard 2

0.4 0.4 0.4 0.4

0.1 0.1 0.1 0.1

- - - - 0 . 0 1 - -

- - - - - - 0.01

0.5 0.5 0.5 0.5

0.2 0.2 0.2 0.2 add slowly, putting the end of the pipette on the bottom of the test tube. Shake. The solution must turn blue

- - 1 . 0 1 . 0 1 . 0

1.0 - - - - - - leave for 5 rain at room temperature and then 5 min at 75 ~

Table 1 - Tecnica di determinazione dell'idrossiprolina urinaria. Technical procedure for the hydroxyproline determination in urines.

136

Recen temen te VUILLE 28 ha proposto un rnetodo per il dosaggio deU'IP totale, t he associa alla semplici t~ dell 'ese. cuzione una notevole precisione dei risultati. Uti l izzando tale me todo abbiamo studiato l 'escrezione renale di I P in un gruppo di soggett i normali di varia et~. Ci s iamo anche propost i di esa- minare il rapporto tra P I P urinaria e l 'et~ dei soggett i presi in esame. L'et~ rappresenta infat t i un [attore di varia- z ione de l l ' IP t he non sempre viene te- nu to nella dovuta considerazione 16

MATERIALE E METODI

L'IP totale urinaria ~ stata dosata in 44 soggetti, scelti tra i pazienti ricoverati nel nostro Istituto, che non presentavano segni di interessamento scheletrico e che non erano obbligati a letto. II gruppo era costituito prevalentemente da pazienti affetti da distonia neurovegetativa, ipertensione arteriosa labile senza segni di insufficienza renale, iperadipo- sit~ alimentare.

L'et~ media era di 43,72 anni con estremi tra i 13 e i 76.

Abbiamo suddiviso la casistica in due gruppi. II primo gruppo costituito da 17 casi con et~ compresa [ra 13 e 35 anni, il secondo gruppo di 27 casi con et~ compresa #a 36 e 76 anni.

I candidati all'esame sono stati mantenuti ad una dicta standard a eontenuto molto po- vero in coUagene, il cui apporto pub aumentare l'escrezione urinaria di IP Js. ~o

Le urine sono state raceolte per due gior- ni consecutivi, conservate a + 4~ previa aeidificazione con acido cloridrico concentra- to. L'IP ~ stata dosata sui due campioni e si

tenuto conto del valore medio delIe deter- minazioni.

Tecnica di determinazione * Abbiamo impiegato il metodo di Vuille the

permette la determinazione dell'IP totale e non della ]razione Iibera the, come ~ noto, costituisce meno del 5 % delI'IP totale.

La tecnica pub essere cos~ schematizzata:

I) Reattivi: I) rame sol[ato (C. Erba RP-ACS): si usa

una soIuzione 0,01 2!ff; 2) acido cloridrico concentrato (C. Erba

RP-ACS D = 1,18); 3) acido cloridrico diluito I:4;

* Siamo molto grati al Dott. R. ZENDER, Di- rettore del Laboratorio delI'Ospedale della Chaux de Fond, per i suggerimenti tecnici.

Recently VUILLE 28 has suggested a me thod for the es t imat ion of total IP . This method presents two advantages: semplici ty of performance and high precision of results. This method has been ut i l ized by us to s tudy the renal excret ion of I P among normal subjects of different age. W e have also examined the relat ionship be tween ur inary I P and age of the subjects examined. The age, in fact, represents a factor of varia- t ion of IP , which is not always taken into due considerat ion ,6

MATERIAL AND METHODS

Total urinary IP has been estimated in 44 subjects chosen among in-patients of our Institute. They did not show evidence of skeleton involvement and were not confined to bed. The prevailing group consists of patients suffering from neurovegetative dysto- nia, transient arterial hypertension without evidence of renal failure, dietary obesity.

The mean age was of 43.72 years with extreme values ranging from 13 to 76 years.

The subjects have been divided into two groups, the first group consisting of 17 subjects from 13 to 35, the second group of 27 subjects from 36 to 76 years.

All subjects undergoing the test were eating a standard diet very poor in collagen, for not increasing the urinary excretion of IP , s . 30

Urine was collected during two consecuti- ve days, acidified with concentrated HC1, and then stored at 4 ~ IP has been determined on two samples and the mean value of determinations taken into account.

Technique o[ determination * We have employed Vuille's method which

allows the determination of total IP, and not that of its free fraction which accounts for less than 5 % of total IP.

The technique may be summarized as follows:

I) Reagents: i ) copper sulphate (C. Erba RP-ACS): a

0.01 M solution is used; 2) concentrated hydrochloric acid (C. Erba

RP-ACS D = 1.18); 3) 1 : 4 diluted hydrochloric acid;

* The authors wish to express gratitude for the technical suggestions to Doctor R. ZENI)ER of the Chaux de Fond Hospital Laboratory.

137

4) potassio idrato (C. Erba RP): si usa una soluzione al 50 %;

5) sodio perossido (Mallinckrodt 7865-1 L.B.). Si prepara, al momento dell'uso, una soluzione con g 1,5 di Na202 e 30 ml di HzO. • opportuno porre molta atten- zione al ]atto che in presenza di sostanze organiche il reattivo pub esplodere;

4) potassium hydroxide (C. Erba RP): a 50 % solution is used;

5) sodium peroxide (Mallinckrodt 7865-1 L.B.). A solution with 1.5 g of Na202 and 30 ml of H20 is prepared before use. It is important to emphasize that the reactive may explode in the presence of organic substances;

age (years) 13-35 35-69

105.3 25.5

78.4 15.6

102.0 29.9

59.2 14.0

84.2 28.0

148.4 15.1

65.4 44.O

121.6 25.7

442.9 49.4

55.3 12.6

49.9 18.1

40.8 15.4

28.3 12.6

24.7 26.2

83.6 38.6

69.3 46.7

22.5 19.6

26.4

35.0

20.0

24.0

9.4

28.8

28.0

42.5

45.6

49.1

average 69.5 27.6

standard _+ 8.5 • 2.3 e r r o r

average value of the whole data: 43.8 _+ 4.7

Table 2 - Escrezione renale di idrossiprolina in soggetti normali (mg/24 h). Renal excretion of hydroxyproline in normal subjects (rag/24 hrs).

138

6) sodio idrato gocce (C. Erba RP-ACS): si usa una soluzione 1,25 N;

7) p-dimetilaminobenzaldeide (Merck3058): si utilizza una soluzione al 5 O7o in pro- panolo;

8) acido sol/orico 98 % (C. Erba RS): si usa una soluzione 3 N;

9) reattivo cromogeno: viene preparato e- stemporaneamente con 1 volume del reattivo # 7 e 3 volumi del reattivo # 8;

10) carbone attivo in polvere;

11) idrossiprolina (Merck 4506). Si prepa- rano due soluzioni standard contenenti rispettivamente 225 e 450 mg/l di idrossiprolina.

I I ) Procedimento

I) idrolisi: a 3 mI di urina si aggiunge 1 ml di acido cloridrico concentrato. Il campione viene posto in fiala di vetro resistente che, chiusa alla fiamma, viene riscaldata in stu/a a 125 ~ per una notre;

2) decolorazione: si aggiunge a ogni campione una punta di spatola di carbone attivo, si agita e si centrifuga;

3) ossidazione: per ogni determinazione sono necessarie 4 provette, dovendosi alle- stire 2 standard interni. Del campione in esame si usa la parte sovranatante ottenuta per centri/ugazione, dopo decolorazione. II procedimento ~ schematizzato in tab. I (quantita espresse in ml);

4) reazione cromogena: a ciascuna provetta si aggiungono 2 ml del reattivo cromogeno (reattivo # 9). Si agita, si pone a bagno- maria a 75~ per 15 min. Si legge quindi immediatamente con spettrofotometro Beck- mann rood. B a 550 m~ usando la provetta # 1 come bianco.

I I I ) Calcolo fJ utile premettere che la quantita di uri-

na utilizzata effettivamente per la determinazione ~ costituita da 0,1 ml di urina diluita 3 : 4 , che corrisponde a 0,075 ml di urina. Nella provetta 3 e 4 sono stati aggiunti rispettivamente 2,25 l~g e 4,50 t~g di IP che comportano un aumento della concentrazione urinaria di IP rispettivamente pari a: 2,25 ~g 4,50 ~tg

30 mg/l e di 0,075 ml 0,075ml

60 mg/l. Quindg tenendo conto della di- luizione, le 4 provette si ri/eriscono rispettivamente a:

1 = bianco 2 = campione 3 = campione + standard (30 rag~l) 4 = campione + standard (60 rag~l)

6) sodium hydroxide (C. Erba RP-ACS): a 1.25 N solution is used;

7) p - dimethylaminobenzaldehyde (Merck 3058): a 5 % solution in propyl alcohol is utilized;

8) sulphuric acid 9895 (C. Erba RS): a 3 N solution is used;

9) chromogen reagent: it is prepared before use by mixing one volume of reagent # 7 with 3 volumes of reagent # 8;

10) active charcoal;

11) hydroxyproline (Merck 4506). Two standard solutions are prepared containing 225 and 450 rag/1 of hydroxyproline.

I I ) Procedure

1) hydrolysis: to 3 ml of urine 1 ml of concentrated hydrochloric acid is added. The sample is put in a vial of resistant glass which is closed by flame and oven-heated overnight at 125 ~

2) decoloration: each sample, after ad- dition of a small amount of active coal, is shaken and centrifuged;

3) oxidation: for each determination four test tubes are necessary, as two internal stan- dards must be prepared. The supernatant of the sample is used. An outline of the procedure is given in tab. 1 (quantities are expres- sed in ml);

4) chromogenic reaction: to each test-tube 2 ml of the chromogenic reagent are added reagent #9). After shaking, a 15 min incu- bation in a 75 ~ water-bath follows, after which the sample's absorption is immediat- ely evaluated with a Beckmann spectropho- tometer mod. B at 550 mf* against test tube # 1 as a blank.

I I I ) Calculations

It must be specified that the amount of urine actually used in the determination consists of 0.1 ml of 3 : 4 diluted urine, corresponding to 0.075 ml of urine. In the test tubes 3 and 4, 2.25 [xg and 4.50 txg of IP have been added respectively, producing an increase of urinary concentration of IP respectively equal to:

2.25 Ixg 4.50 l~g 30 mg/1 and of

0.075 ml 0.075 ml 60 mg/1. Then, considering the dilution, the four test tubes are respectively:

1 = blank 2 = sample 3 = sample + standard (30 mg/1) 4 = sample + standard (60 rag/l)

139

I~a precisione dell'analisi deve essere ga- rantita dall'identitA delle differenze tra le estinzioni dei campioni 3-2 e 4-3.

Per il calcolo della concentrazione di IP urinaria si utih'zza la seguente formula: 60 x campione n. 2

= IP urinaria mg/l. camp. 4- camp. 2

Si tenga presente the la differenza tra i campioni 4-2 corrisponde allo standard di IP contenente 60 mg/l.

RISULTATI (vedi tab. 2)

1) Considerando globalmente la casistica, senza tener conto della distin- zione per eta, si ~ ottenuto un valore medio di idrossiprolinuria di mg 43,8 i 4 , 7 / 2 4 h.

2) Nel primo gruppo di soggetti (17 casi con eta compresa /ra I3 e 35 anni) abbiamo ottenuto un valore medio di mg 69,5+__8,5/24 h.

3) Nel secondo gruppo di soggetti (27 casi con et~ compresa fra 36 e 76 anni) PIP urinaria ~ risultata di mg 2 7 , 6 • h.

I risultati ottenuti sono stati sotto- posti a uno studio statistico utilizzando un ealcolatore Olivetti Programma 101. Si sono determinati:

a) test di S tudent / ra i due gruppi considerati;

b) correlazione ]ra IP urinaria ed eta dei soggetti studiati, deviazione standard della regressione e dispersione dei valori predetti sull'intera casistica.

Sono stati cos~ ottenuti i seguenti risultati:

1) fra i risultati del primo e del secondo gruppo esiste una differenza altamente significativa (t di Student = 5,6791; p < 0,001);

2) una correlazione negativa con elevata significativita statistica ~ stata mes- sa in evidenza /ra il logaritmo dell'IP urinaria e l'eta dei soggetti studiati (r = - - 0,6552; p < 0,001) (fig. 2).

140

The accuracy of this determination is ensured by the identity of the differences between the extinction of the samples 3-2 and 4-3.

In order to calculate the urinary IP concentration the following formula is utilized:

60 x sample n. 2 = urinary IP rag/1.

sample 4 - sample 2

It is important to outline that the difference between the samples 4 and 2 cor- responds to the standard of urinary IP containing 60 rag/1.

RESULTS (see tab. 2)

1) If we consider all subjects, without taking into consideration age differences, a mean value of hydroxyprolinuria of mg 43.8 +_4.7/24 hrs is obtained.

2) In the first group of subjects (17 cases whose age ranged from 13 to 35) we have obtained a mean value of mg 69.5 ! 8.5/24 hrs.

3) In the second group of subjects (27 cases whose age ranged from 36 to 76) urinary IP is mg 27.6 ! 2 . 3 / 2 4 hrs.

These results were subjected to statistical analysis, using an Olivetti Com- puter Programma 101. We have determined:

a) Student's test between the two groups examined;

b) correlation between urinary IP and the age of the subjects examined, standard deviation of the regression and dispersion of the above-mentioned values, considering all data.

The following results were obtained:

1) it exists a highly significant difference (Student's t = 5.6791; p < 0.001) between the results of the 1st and 2nd group;

2) a negative correlation with a high statistical significance has been found between the logarithm of urinary IP and the age of the subjects examined (r = - 0.6552; p ~ 0.001) (fig. 2).

DISCUSSIONE

I nostri dati concordano con quelli ottenuti dalla maggioranza degli AA. Considerando globalmente la casistica, la media generale di IP urinaria di 43,8 rag~24 h si accorda con i dati di JASIN e Coll. 9 pur ponendosi legger- mente al di sopra delle massime medie riportate in letteratura.

Suddividendo la casistica in due gruppi di soggetti delimitati dall'etA di 35 anni, che viene considerato il limite dei processi di accrescimento dello scheletro, i risultati subiscono un radicale mutamento.

Nel primo gruppo, costituito da soggetti in eta fra 13 e 35 anni, abbiamo infatti valori di idrossiprolinuria the si pongono /rancamente al di sopra della

DISCUSSION

Our findings are in agreement with those obtained by most authors. If we consider the data as a whole, the general mean value of urinary IP of 43.8 rag/24 hrs is in agreement with JASIN'S et al. 9 data even though it is slightly above the maximum means quoted in the literature.

Dividing the data according to the two groups of subjects, below or above the age of 35, which is considered the maximum limit of the growth processes of the skeleton, the results undergo a radical change.

In the first group consisting of subjects ranging in age from 13 to 35, we have values of hydroxyprolinuria which are highly above the general mean val-

urinary IP

4oo 6

3oo

2oo

lOO 9o 7o

so 4 o

2o _c

15 13 11

1

::::::::~:~ o "---

' ~ ' ~ ~ ~ . . o o o ~ ~

"" ""~:...'~. ~ 0 0

~ ~ . . ~ . ~ ---.. ~ o o .... ':':"::::':'::!!iii!

, , 3' , , , , , 0 10 0 0 40 0 60 70 80

double standard deviation of the regression

years

dispersion of the above-mentioned values

Fig. 2 - Escrezione di idrossiprolina (IP) nelle urine deEe 24 h, secondo l'etA (44 casi). r = -- 0,6552; p < 0,001. Daily urinary excretion of hydroxyproline (IP) and its connection with age (44 cases). r = -- 0.6552; p < 0.001.

141

media generale. Essi sono spiegabili tenendo conto degli attivi processi anabolici che si realizzano in queste eta e che comportano un aumento del collageno solubile e quindi dell'IP urinaria.

Nel secondo gruppo, comprendente i casi in eta fra 35 e 69 anni, in cui il metabolismo del collagene osseo ~ net- tamente rallentato, i valori di idrossiprolinuria si riducono significativamen- te.

Il rapporto tra IP urinaria ed eta particolarmente sottolineato dall'analisi della correlazione statistica tra que- sti due parametri (fig. 2).

Si osserva in particolare che l 'IP urinaria viene escreta in maggior misura in corrispondenza della giovane eta per poi cadere secondo una legge esponen- ziale.

I nostri dati dimostrano in definitiva l'importanza dell'et~ del paziente esaminato ai flni della valutazione dell'i- drossiprolinuria.

Pi?~ che a una media normale globa- le ~ quindi opportuno fare riferimento a un diagramma simile a quello da noi costruito in base allo studio statistico.

ues. We can explain them considering the active anabolic processes occurring during this age, which involve an increase of the soluble collagen and there- fore of urinary IP.

In the second group, consisting of subjects whose age is between 35 and 69, whose metabolism of bone collagen is clearly decreased, the values of hydroxyprolinuria are significantly re- duced.

The relationship between urinary IP and age is expecially stressed by the analysis of the statistical correlation between these two parameters (fig. 2).

It is observed that urinary IP is excreted in the greatest amount during young age. It decreases afterwards following an exponential way.

Our findings, as a conclusion, under- line the importance of the patient's age for the estimation of hydroxyprolinuria.

Thus, rather than to a normal total mean value, it is better to refer to a diagram like the one we made on the ground of our statistical study.

RIASSUNTO

L'entit~ dell'escrezione renale dell'idrossiprolina ( IP) ~ stata determinata in 44 soggetti esenti da malattie dello scheletro o metaboliche. L'et~ media era 43,72 anni, con estremi fra 13 e 76. Nella casistica totale si ~ ottenuto un valore medio di IP urinaria di mg 43,8 • 4,7/24 h. In un gruppo comprendente 17 casi, con et~ compresa fra 13 e 35 anni, l ' IP ~ risuhata mg 69,5 _+ 8,5/24 h. In un altro gruppo di 27 casi, con et~ compresa fra 36 e 76 anni, I ' IP urinaria b risultata mg 27,6 + 2,3/24 h. Lo studio statistico dei risultati ha dimostrato: a) fra il primo e il secondo gruppo dei soggetti esaminati esiste una differenza altamente significativa (t = 5,6791; p < 0,001); b) fra il logaritmo dell 'IP urinaria e l'et~ dei soggetti esamirmti esiste una correlazione negativa con elevata significativit~ statistica (r = --0,6552; p < 0,001 ). I risultati sottolineano l'importanza dell'et~ del paziente esaminato ai fini della valutazione dell'idrossiprolinuria.

142

SUMMARY

Urinary hydroxyproline was determined in 44 subjects unaffected by metabolic or bone diseases, with mean age of 43.72 years (limits 13-76). The mean urinary hydroxyproline excretion resulted in all 43.8 _+ 4.7 rag/day, whereas it was 69.5 +_+_ 8.5 rag/day in the patients aged 13-35 years (17 cases) and 27.6 _+ 2.3 rag/day in patients aged 36-76 years (27 cases). The difference between the two latter values resulted statistically significant ( t=5 .6791 ; p < 0.001). An inverse correlation with high statistical significance (r = --0.6552; p < 0.001) between age of the examined subjects and the logarithm of urinary hydroxyproline excretion was also found. Our results show that age should be carefully considered for the estimation of hydroxyproline excretion.

REFERENCES

1) ADAMS E., GOLDSTONE A.: Hydroxyproline Metabolism - J. biol. Chem. 235, 3492, 1960. 2) BEttOR I.J. , BAVETTA L.A.: Studies on Determination of Hydroxyprollne - Analyt. Chem.

33, 1807, 1961. 3) BENOIT F.L., THEIL G.B., WATTEN R.H.: Hydroxyproline Excretion in Endocrine Diseases

- Metabolism 12, 1073, 1963. 4) GERBER G., GERBER G., ALTMAN K.J.: Turnover of Collagen Labeled with Prollne C-14

in Young Rats - J. biol. Chem. 235, 2653, 1960. 5) GRoss J.: Studies on the Formation of Collagen - J. exp. Med. 107, 247, 1958. 6) I-IARKNESS R.D., MARKO A.M., MUIR H-N., NEUBERGER A.: Metabolism of Collagen and

Other Proteins of Skin of Rabbits - Biochem. J. 56, 558, 1954. 7) t-Iioco D., GRUSON M., RYCKEWAERT A., DE S~ZE S.: Int6r& et signification de l'hydroxy-

proline urinaire dans les maladies osseuses - Sem. H6p. Paris 42, 2497, 1966. 8) JACKSON D.S.: The Formation and Removal of Collagen - Biochem. J. 65, 277, 1957. 9) JASIN H. E., FINK C., SMILEY W. S., ZIFF M.: Effects of Growth Hormone on Total Urinary

Hydroxyproline - Clin. Res. 10, 34, 1962. 10) KIVlRIKKO K.J., PROCKOI' D.J.: Partial Characterization of Protocollagen from Embryonic

Cartilage - Biochem. J. 102, 432, 1967. 11) KLEIN L., LAFEERTY F.W., PEARSON O.H., CURTISS P.H. jr.: Correlation of Urinary

Hydroxyproline, Serum Alkaline Phosphatase and Skeletal Calcium Turnover - Metabolism 13, 272, 1964.

12) KOCaER P.: ]~tude de l'hydroxyprolinurie dans les ost6opathies - Path. et Biol. 14, 1020, 1966.

13) KOCHER P., VUILLE R., ROVARINO D., COURVOISIER B.: l~.tude de l'hydroxyproline dans les ost6opathies - Helv. med. Acta 32, 480, 1965.

14) LINDSTEDT S., PROCKOV D.J.: Isotopic Studies on Urinary Hydroxyprollne as Evidence for Rapidly Catabolized Forms of Collagen in the Young Rat - J. biol. Chem. 236, 1399, 1961.

15) MEILMAN E., URIVETZKY M., RAI'APORT C.: Urinary Hydroxyproline Peptides - J. clin. Invest. 42, 40, 1963.

16) MOSKOWlTZ R.W., KLEIN L.R., KATZ D.: Urinary Hydroxyproline Levels in an Aged Population: a Study of non Osteoporotic and Osteoporodc Patients - Arthr. and Rheum. 8, 61, 1965.

17) NEUBERGEX A., SLACK H.G.B. : The Metabolism of Collagen from Liver, Bone, Skin and Tendon in the Normal Rat - Biochem. J. 53, 47, 1953.

18) NEUMAN R.E., LOGAN M.A.: The Determination of Hydroxyproline - J. biol. Chem. I84, 299, 1950.

19) OYE J.: The Amount of Free Hydroxyprollne in Human Blood Serum - Scan& J. din. Lab. Invest. 14, 259, 1962.

20) PERRONE J.C., SLACK H.G.B. : The Metabolism of Collagen from Skin, Bone and Liver in the Normal Rat - Biochem. J. 49, 72, 1951.

21) PROCKOV D.J., KIVlRIKKO K.J.! Relationship of Hydroxyproline Excretion in Urine to Col- lagen Metabolism. Biochemistry and Chemical Applications - Ann. intern. Med. 66, 1243, 1967.

22) PROCKOV D.J., UDENFRIEND S.: A Simple Method for the Analysis of Hydroxyproline in Tissues and Urine - Analyt. Biochem. I, 228, 1960.

23) RUBEGNI M., RAVENNI G., DEL GIOVANE L.: L'ellminazione urinaria dell'idrossiprollna nel- l'artrite reumatoide - Boll. Soc. ital. Biol. sper. 38, 879, 1962.

24) RUBEGNI M., RAVENNI G., DEL GIOVANE L.: Aumento detl'ellminazione urinaria dell'idrossiprolina in processi osteolltici - Boll. Soc. ital. Biol. sper. 38, 877, 1963.

143

25) SJOERDSMA A., DAVIDSON J.D., UDENFRIEND S., MITOMA C.: Increased Excretion of Hydro. xyproline in Marphan's Syndrome - Lancet 2, 994, 1958.

26) STETTEN M.R.: Some Aspects of Metabolism of Hydroxyproline Studied with Aid of Isotopic Nitrogen - J. biol. Chem. 181, 31, 1949.

27) STONE N., MEISTER A.: Biosynthesis of Collagen Hydroxyproline. Studies with Tritiated Proline - Fed. Proc. 21, 414, 1962.

28) VUILLE R.: Cited by KOCHER P, ,3. 29) WIRTSCHAFTER Z.T., BENTLEY J.P.: The Influence of Age and Growth Rate on the

Extractable Collagen of Skin of Normal Rat - Lab. Invest. 11, 316, 1962. 30) Zn~F M., KIBRIK A., DRESNER E., GglBETZ H. J,: Excretion of Hydroxyproline in Patients

with Rheumatic and Non Rheumatic Diseases - J. clin. Invest. 35, 579, 1956.

Requests ]or reprints should be addressed to:

Traduzione a cura degli AA.

NICOLA CONTE Istituto di Semeiotica Medica

dell'Universit~ di Padova via Ospedale 43, 35100 Padova - Italy

144

L’escrezione renale di idrossiprolina. valori normali in rapporto all’età dei soggetti...

Documents

Transcript of L’escrezione renale di idrossiprolina. valori normali in rapporto all’età dei soggetti...