The relationship between prognostic and organ failure scoring systems such as APACHE II, SAPS II, MODS, SOFA and GCS and quantitative amino acid levels in intensive care unit patients

Abstract

Objective: This study aimed to investigate the relationship between the prognostic and organ failure scoring systems and quantitative amino acid levels in patients in the intensive care unit (ICU). Methods: A total of 45 patients over 45 years old, who were admitted to the ICU, were included in the study. Physical examinations of all patients were performed, and blood tests (including serum amino acids) were analyzed. Sequential organ failure assessment (SOFA), multiple organ dysfunction score (MODS), simplified acute physiology score II (SAPS II), acute physiology and chronic health evaluation II (APACHE II), and glasgow coma scale (GCS) scores of patients were calculated. Risk ratios were determined according to the mortality and organ failure scores of patients, and patients were grouped as high-risk and low risk. All these parameters were compared between these groups, and the relationship between amino acid levels and risk scores was evaluated. Statistical significance level was determined as a p-value of <0.05. Results: This study was carried out on 45 patients, 23 females and 22 males. The mean age of the patients was 74 +/- 11 years. In high-risk patients compared to low-risk group; methionine, ornithine, and phenylalanine levels according to APACHE II; beta-alanine, cystine, 3-methyl histidine, phenylalanine, and proline levels according to SAPS II; alanine, beta-alanine, phenylalanine, glycine, histidine, methionine, and ornithine levels according to GCS were significant different (p<0.05 for all). We found a significant positive correlation between the APACHE II score and beta alanine (r=0.466; p=0.001), citrulline (r=0.394; p=0.007), ethanolamine (r=0.366; p=0.013), histidine (r=0.353; p=0.017), 3-methyl histidine (r=0.450; p=0.002), ornithine (r=0.445; p=0.002), phenylalanine (r=0.548; p<0.001). There was a significant positive correlation between the SAPS II score and beta alanine (r=0.403; p=0.006), cystathionine (r=0.341; p=0.022), ethanolamine (r=0.356; p=0.017), 3-methyl histidine (r=0.402; p=0.006), ornithine (r=0.349; p=0.019), phenylalanine (r=0.525; p<0.001) and between the MODS score and alanine (r=0.340; p=0.022), beta alanine (r=0.407; p=0.006), cystathionine (r=0.352; p=0.018), ethanolamine (r=0.358; p=0.0169), histidine (r=0.495; p=0.001), 3-methyl histidine (r=0.407; p=0.006), methionine (r=0.462; p=0.001), ornithine (r=0.360; p=0.015), phenylalanine (r=0.621; p<0.001), proline (r=0.445; p=0.002). We found a significant positive correlation between the SOFA score and alanine (r=0.547; p<0.0019), beta-alanine (r=0.354; p=0.0179), arginine (r=0.423; p=0.004), cystathionine (r=0.423; p=0.004), ethanolamine (r=0.437; p=0.003), glycine (r=0.399; p=0.007), histidine (r=0.512; p<0.001), 3-methyl histidine (r=0.327; p=0.028), leucine (r=0.376; p=0.011), methionine (r=0.585; p<0.001), ornithine (r=0.467; p=0.001), phenylalanine (r=0.644; p<0.001), proline (r=0.523; p<0.001), threonine (r=0.371; p=0.012). Also, there was a significant negative correlation between GCS score and beta alanine (r=-0.390; p=0.008), ethanolamine (r=-0.364; p=0.014), glycine (r=-0.360; p=0.015), ornithine (r=-0.510; p=0.000), phenylalanine (r=-0.433; p=0.003). Conclusion: This study found significantly higher methionine, ornithine, phenylalanine, beta-alanine, cystine, 3-methyl histidine, proline, alanine, glycine, and histidine levels in patients with high-risk scores.Amaç: Bu çalışmada yoğun bakım ünitesindeki (YBÜ) hastalarda prognostik ve organ yetmezliği skorlama sistemleri ile serum aminoasit düzeyleri arasındaki ilişki araştırıldı. Gereç ve Yöntem: Çalışmaya 45 yaş üstü herhangi bir nedenden dolayı dahiliye YBÜ’ye interne edilen 45 hasta dahil edildi. Tüm hastaların fizik muayeneleri yapıldı ve kan tetkikleri (kantitatif amino asitler dahil) analiz edildi. Hastaların sıralı organ yetmezliği değerlendirmesi (SOFA), çoklu organ disfonksiyon skoru (MODS), Basitleştirilmiş akut fizyoloji skoru II (SAPS II), akut fizyoloji ve kronik sağlık değerlendirmesi II (APACHE II), ve glasgow koma skalası (GCS) skorları hesaplandı. Kantitatif aminoasit düzeyleri ölçüldü. Hastaların mortalite ve organ yetmezliği skorlarına göre risk oranları belirlendi ve hastalar yüksek riskli ve düşük riskli olarak gruplandırıldı. Tüm parametreler bu gruplar arasında karşılaştırıldı ve amino asit seviyeleri ile risk skorları arasındaki ilişki değerlendirildi. İstatistiksel analizde p<0,05 kabul edildi. Bulgular: Bu çalışma 23’ü kadın, 22’si erkek 45 hasta üzerinde gerçekleştirildi. Hastaların ortalama yaşı 74±11 yıl idi. Hastalar APACHE II skoruna göre düşük riskli (<25 puan) ve yüksek riskli (?25 puan) diye iki gruba ayrıldığında metiyonin (p=0,011), ornitin (p=0,019) ve fenilalanin (p<0,001); SAPS II skoruna göre düşük riskli (?40 puan) ve yüksek riskli (>40 puan) diye iki gruba ayrıldığında beta-alanin (p=0,038), sistin (p=0,038), 3-metil histidin (p=0,024), fenilalanin (p=0,011) ve prolin (p=0,027); GKS skoruna göre yüksek riskli (?8 puan), orta riskli (8-13 puan) ve düşük riskli (?13 puan) diye üç gruba ayrıldığında alanin (p=0,031), beta-alanin (p=0,035), fenilalanin (p=0,006), glisin (p=0,005), histidin (p=0,007), metiyonin (p=0,044) ve ornitin (p=0,007) düzeyleri arasında anlamlı farklılık saptandı. APACHE II skoru ile beta alanin (r=0,466; p=0,001), sitrulin (r=0,394; p=0,007), etanolamin (r=0,366; p=0,013), histidin (r=0,353; p=0,017), 3-metil histidin (r=0,450; p=0,002), ornitin (r=0,445; p=0,002), fenilalanin (r=0,548; p<0,001) arasında pozitif yönlü orta düzeyde; SAPS II skoru ile beta alanin (r=0,403; p=0,006), sistatyonin (r=0,341; p=0,022), etanolamin (r=0,356; p=0,017), 3-metil histidin (r=0,402; p=0,006), ornitin (r=0,349; p=0,019), fenilalanin (r=0,525; p<0,001) arasında pozitif yönlü orta düzeyde, glisin, valin arasında pozitif yönlü zayıf düzeyde; MODS skoru ile alanin (r=0,340; p=0,022), beta alanin (r=0,407; p=0,006), sistatyonin (r=0,352; p=0,018), etanolamin (r=0,358; p=0,0169), histidin (r=0.495; p=0,001), 3-metil histidin (r=0,407; p=0,006), metiyonin (r=0,462; p=0,001), ornitin (r=0,360; p=0,015), fenilalanin (r=0,621; p<0,001), prolin (r=0,445; p=0,002) arasında pozitif yönlü orta düzeyde; SOFA skoru ile alanin (r=0,547; p<0,0019), beta-alanin (r=0,354; p=0,0179), arginin (r=0,423; p=0,004), sistatyonin (r=0,423; p=0,004), etanolamin (r=0,437; p=0,003), glisin (r=0,399; p=0,007), histidin (r=0,512; p<0,001), 3-metil histidin (r=0,327; p=0,028), lösin (r=0,376; p=0,011), metyonin (r=0,585; p<0,001), ornitin (r=0,467; p=0,001), fenilalanin (r=0,644; p<0,001), prolin (r=0,523; p<0,001), treonin (r=0,371; p=0,012) arasında pozitif yönlü orta düzeyde, GKS skoru ile beta alanin (r=-0,390; p=0,008), etanolamin (r=-0,364; p=0,014), glisin (r=-0,360; p=0,015), ornitin (r=-0,510; p=0,000), fenilalanin (r=-0,433; p=0,003) arasında negatif yönlü orta düzeyde anlamlı korelasyon saptadık. Sonuç: Bu çalışmada risk skoru yüksek ve prognozu kötü olan hastalarda metiyonin, ornitin, fenilalanin, beta-alanin, sistin, 3-metil histidin, prolin, alanin, glisin, histidin düzeylerinin yüksek olduğunu saptadık. Sonuçlarımız, kritik hastalarda bozulmuş enerji metabolizması ile kas proteini yıkımı arasında yakın ve anlamlı bir ilişki olduğunu düşündürtmektedir.