Inflammatory response in Colombian children with severe protein-energy malnutrition before and after nutritional intervention

Abstract

Aim: To evaluate the changes in C-reactive protein and pro-inflammatory cytokines in severely malnourished children, before nutritional intervention and at the moment of restoring appetite. Methodology: To assess changes in inflammatory mediators, 20 severely malnourished children under 5 years of age, 10 with kwashiorkor and 10 with marasmus were studied. Hemoglobin, total serum proteins, albumin, ferritin, transferrin, ceruloplasmin, C-reactive protein and pro-inflammatory cytokines (IL-8, IL-1β, IL-6,IL-10,TNF-α, and IL-12p70) were determined. Results: Upon hospital admission, the mean values of C-reactive protein in kwashiorkor and marasmus patients (16.3±19.0 mg/L and 23.1±27.9 mg/l, respectively) indicated an inflammatory response process with no difference between both groups (p=1.0). Total protein, albumin, transferrin and ceruloplasmin in children with kwashiorkor were significantly lower than in marasmic children (p=0.003, p=0.007, p=0.035, p=0.007, respectively). All cytokines, except IL-12p70, showed significantly higher concentrations in kwashiorkor than in marasmic children. After the stabilization phase, concentrations of C-reactive protein decreased significantly in both groups and albumin increased to normal values, but cytokines remained high. Conclusion: These results show that malnourished children are able to synthesize C-reactive protein in response to an infectious process. Additionally, higher levels of pro-inflammatory cytokines and depletion of albumin in children with kwashiorkor suggest that these inflammatory mediators could be critical biomarkers during clinical phases of kwashiorkor. Objetivo: Evaluar los cambios en la concentración de proteína C reactiva y citocinas pro-inflamatorias en niños con desnutrición aguda grave antes del tratamiento nutricional y al recuperar el apetito. Metodología: Se evaluó en 20 niños menores de 5 años con desnutrición aguda grave, 10 con marasmo y 10 con kwashiorkor, el cambio en la respuesta inflamatoria mediante la concentración de ferritina, transferrina, proteínas totales, albúmina, ceruloplasmina, proteína C reactiva y citocinas pro-inflamatorias (IL-8, IL-1β, IL-6,IL-10,TNF-α y IL-12p70). Resultados: Al momento de la admisión, la concentración promedio de proteína C reactiva en niños con kwashiorkor y marasmo (16.3±19.0 mg/l y 23.1±27.9 mg/l, respectivamente) indicaron un proceso inflamatorio activo en ambos grupos (p=1.0). Las proteínas totales, la albúmina, la transferrina y la ceruloplasmina fueron significativamente menores en niños con kwashiorkor que en niños con marasmo (p=0.003, p=0.007, p=0.035, p=0.007, respectivamente). Todas las citocinas, excepto la IL-12p70, mostraron una concentración significativamente mayor en niños con kwashiorkor que en marasmáticos. Después de la fase de estabilización la concentración de proteína C reactiva disminuyó de manera significativa en ambos grupos y la citocinas permanecieron altas. Conclusión: Estos resultados muestran que los niños desnutridos graves son capaces de sintetizar proteínas de fase aguda como la proteína C reactiva en respuesta a un proceso infeccioso. Adicionalmente, las mayores concentraciones de citocinas pro-inflamatorias y la mayor depleción de albúmina ocurrida en niños con kwashiorkor sugieren que esos mediadores inflamatorios pueden ser biomarcadores críticos durante las fases clínicas del kwashiorkor.