Zinc and burn injury: Study of zinc status and supplementation effect on an animal model of severe burn injury. Metabolic and molecular investigations.
Zinc et brûlure : Etude du statut en zinc et de l'influence de la supplémentation sur un modèle animal de brûlure sévère. Approche métabolique et moléculaire.
Résumé
Severe burn injuries, involving more than 20 % of the body surface, are characterized by a strong oxidative stress, an intense inflammatory response and months-long hypermetabolism. Trace element deficiencies have been well-established. Key role of these elements has been re-emphasised with their utility in free radical scavenging, immunity, inflammation, wound healing, erythropoiesis... Consequently, trace element supplementation in burned patients is essential since it participates to quality of cares and enhances their recovery. Nevertheless, studies on trace elements alterations and supplementations remain too scarce whereas a consensus has to be elaborated. The aim of our study was to investigate, using an animal model of zinc subdeficient burned rats, the potential impact of severe burn on oxidative status, evolution of zinc status, glucose/insulin system and expression of genes involved in zinc transport and homeostasis (ZnT, Zip, metallothionein) as well as therapeutic zinc supplementation consequences on these above-mentioned parameters. Zinc deficiency leads, after burn, to an alteration of zinc transfer between tissues and to an insulin-resistance enhancement without, however, affecting strongly antioxidant status. Whether zinc supplementation restores zinc status and enhances expression of metallothionein, it fails to improve the activity of antioxidant enzymes and affects zinc transporters in an unexpected and random manner. Consequently, to keep optimal zinc status, after burn injury, is essential. Nevertheless, supplementation remains complex and can not be considered as an innocuous action.
Les brûlures sévères de plus de 20 % de la surface corporelle sont associées à un stress oxydant, à une réponse inflammatoire et à un hypermétabolisme intenses. La déficience en éléments-trace essentiels comme le zinc et le sélénium est également bien établie. Or, l'importance de ces éléments a été redécouverte avec la démonstration de leurs fonctions clés au niveau des systèmes antioxydants, de l'immunité, de l'inflammation, de la cicatrisation, de l'érythropoïèse... Dans ce contexte, le rôle de la supplémentation nutritionnelle, chez les patients brûlés, est primordial car elle participe à la qualité des soins et améliore leurs rétablissements. Toutefois, ce domaine reste encore trop peu exploré et un consensus dans les apports doit être trouvé. L'objectif de notre travail a été d'étudier, sur un modèle expérimental de rats brûlés subdéficients en zinc, l'impact d'une brûlure sévère sur l'évolution du statut en zinc, le statut antioxydant, le système glucose/insuline et l'expression de gènes impliqués dans l'homéostasie et le transport du Zn (ZnT, Zip, métallothionéine) ainsi que les conséquences d'un apport thérapeutique en zinc sur ces mêmes paramètres. La subdéficience en zinc entraîne, après brûlure, une modification des flux inter-organes de zinc ainsi qu'une accentuation de l'insulino-résistance sans toutefois altérer massivement le statut antioxydant. Si, les apports en zinc permettent de restaurer le statut en Zn et d'accroître l'expression de la métallothionéine, ils ne réussissent pas à augmenter l'activité des enzymes antioxydantes et affectent les transporteurs du zinc de manière aléatoire et inattendue. Par conséquent, conserver un statut en zinc optimal, après brûlure, est primordial. Cependant, la mise en œuvre de la supplémentation en zinc reste complexe et des travaux complémentaires sont nécessaires pour la maîtriser.