Evaluation of serum concentration of essential trace elements during therapy among tuberculosis patients in Uyo, Nigeria

Abstract

Background: Nutritional status is one of the most important determinants of immune response to infection. The objective of this study  was to assess the serum concentrations of selected trace elements in selected patients on anti-tuberculosis (TB) therapy in Uyo, Akwa Ibom State, Nigeria

Methodology: This was a prospective observational study of selected TB patients attending the TB treatment centers of selected  hospitals in Uyo, Akwa Ibom State, Nigeria, for assessment of the serum concentrations of some essential trace elements during anti-TB  therapy. First, participants with suspected pulmonary TB were consecutively selected and sputum samples were collected from each of  them into wide mouth containers for GeneXpert TB analysis. Then, 5 millilitres of venous blood were collected from participants who  tested positive for Mycobacterium tuberculosis (MTB) on GeneXpert test into plain specimen containers at the time of diagnosis, and at  the 2 nd, 4th and 6th month of anti-TB therapy. Blood samples were also collected from randomly selected apparently healthy individuals  as controls. The samples were centrifuged at 3,000 rpm for 5 minutes, and serum concentrations of copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe),  selenium (Se) and chromium (Cr) were measured using flame atomic absorption spectrometry.

Results: A total of 155 participants with suspected TB were selected for the study, 83 (53.5%) were females while 72 (46.5%) were males.  Majority of the participants were in age group 31-50 years. Thirteen (8.4%) participants were positive for MTB on GeneXpert analysis and  placed on standard anti-TB therapy, while 1 participant defaulted. The mean serum concentrations of all the trace elements measured for  the 12 positive participants at the different stages of anti-TB therapy was statistically significant (p<0.05). The mean serum concentrations of Zn, Fe and Se were significantly increased at the 4 th and 6th month of therapy compared to the concentration at  diagnosis and at 2 nd month of treatment. However, the mean serum concentrations of Cu and Cr significantly decreased at the 6 th  month of treatment compared to their concentrations at initial diagnosis.

Conclusion: Assessment of the serum concentrations of Zn, Fe, Cu, Se and Cr could serve as indicator of nutritional status and oxidative  stress, as well as serve as treatment indices to assess patients on anti-TB therapy. 

English title: Évaluation de la concentration sérique des oligo-éléments essentiels au cours du traitement chez les patients tuberculeux à Uyo, Nigeria

Contexte: L'état nutritionnel est l'un des déterminants les plus importants de la réponse immunitaire à l'infection. L'objectif de cette  étude était d'évaluer les concentrations sériques d'oligo-éléments sélectionnés chez des patients sélectionnés sous traitement  antituberculeux (TB) à Uyo, dans l'État d'Akwa Ibom, au Nigeria.

Méthodologie: Il s'agissait d'une étude observationnelle prospective de patients tuberculeux sélectionnés fréquentant les centres de  traitement de la tuberculose d'hôpitaux sélectionnés à Uyo, dans l'État d'Akwa Ibom, au Nigeria, pour l'évaluation des concentrations  sériques de certains oligo-éléments essentiels pendant le traitement antituberculeux. Tout d'abord, les participants suspects de  tuberculose pulmonaire ont été sélectionnés consécutivement et des échantillons d'expectorations ont été prélevés sur chacun d'eux  dans des récipients à large ouverture pour l'analyse GeneXpert TB. Ensuite, 5 millilitres de sang veineux ont été prélevés sur des  participants testés positifs pour Mycobacterium tuberculosis (MTB) sur le test GeneXpert dans des récipients d'échantillons simples au  moment du diagnostic et aux 2e, 4e et 6e mois de traitement antituberculeux. Des échantillons de sang ont également été prélevés sur  des individus apparemment en bonne santé choisis au hasard comme témoins. Les échantillons ont été centrifugés à 3 000 tr/min  pendant 5 minutes et les concentrations sériques de cuivre (Cu), de zinc (Zn), de fer (Fe), de sélénium (Se) et de chrome (Cr) ont été  mesurées par spectrométrie d'absorption atomique à flamme.

Résultats: Un total de 155 participants suspects de tuberculose ont été  sélectionnés pour l'étude, 83 (53,5%) étaient des femmes et 72 (46,5%) étaient des hommes. La majorité des participants appartenaient à  la tranche d'âge des 31 à 50 ans. Treize (8,4%) participants étaient positifs pour MTB lors de l'analyse GeneXpert et placés sous  traitement antituberculeux standard, tandis qu'un participant a abandonné. Les concentrations sériques moyennes de tous les oligo- éléments mesurées pour les 12 participants positifs aux différentes étapes de la thérapie antituberculeuse étaient statistiquement  significatives (p<0,05). Les concentrations sériques moyennes de Zn, Fe et Se ont été significativement augmentées au 4ème et 6ème  mois de traitement par rapport à la concentration au moment du diagnostic et au 2ème mois de traitement. Cependant, les concentrations sériques moyennes de Cu et Cr ont significativement diminué au 6ème mois de traitement par rapport à leurs  concentrations lors du diagnostic initial.

Conclusion: L'évaluation des concentrations sériques de Zn, Fe, Cu, Se et Cr pourrait servir  d'indicateur de l'état nutritionnel et du stress oxydatif, ainsi que servir d'indices de traitement pour évaluer les patients sous traitement  antituberculeux.