Plasma levels of polyunsaturated fatty acids in children with atopic dermatitis and in atopic and nonatopic controls

Summary

BACKGROUND: Atopic dermatitis has been thought to be associated with a disturbance in n-6 polyunsaturated fatty acid (PUFA) metabolism, but randomized trials investigating the clinical efficacy of oral supplementation with gammalinolenic acid have revealed conflicting results. AIM OF THE STUDY: To re-investigate the proposed linkage between PUFA dysregulation and atopic dermatitis. MATERIALS AND METHODS: Plasma levels of linoleic acid (LA), gammalinolenic acid (GLA), dihomogammalinolenic acid (DGLA) and arachidonic acid (AA) were measured using HPLC in 22 children with atopic dermatitis. Patients were subdivided into those with elevated total serum IgE (group A, n = 15, IgE > +1 SD of age-specific normal values) and those with normal IgE (group B, n = 7) and compared with children suffering from allergic rhinitis/asthma (group C, n = 8) and with non-atopic controls (group D, n = 6). RESULTS: GLA levels were significantly lower (p < 0.05) in eczema patients with elevated IgE (A, 0.19 ± 0.06%) and in atopic controls (C, 0.23 ± 0.06%) than in eczema patients with low IgE (B, 0.42 ± 0.19%) and non-atopic controls (D, 0.43 ± 0.16%). There were no significant differences between groups for LIN, DGLA and AA, except for lower LIN levels in atopic controls. Correlation of individual LA and GLA values showed significantly steeper regression lines in low-IgE responders (B and D, k_x = 0.058) than in high-IgE responders (A and C, k_x = 0.012; p < 0.02), suggesting impaired delta-6-desaturase function in the latter. For the study population as a whole, there was a clear negative correlation between total levels of IgE and GLA (r_s = –0.64) and a moderate negative correlation between total IgE and AA (r_s = –0.38). CONCLUSIONS: Dysregulation of n-6 PUFA metabolism is neither consistently found in nor specifically associated with atopic dermatitis but rather appears to be associated with IgE production and atopy in general. The finding of decreased GLA levels in eczema patients with elevated total IgE and in children with allergic rhinitis and asthma but not in eczema patients with normal total IgE questions the proposed pathophysiologic role of fatty acid dysregulation in atopic dermatitis.

Zusammenfassung

EINLEITUNG: Die atopische Dermatitis ist möglicherweise mit einer Dysregulation essentieller n-6 Fettsäuren (EFS) assoziiert, worauf das Therapiekonzept der oralen Substitution mit Gammalinolensäure beruht. Die Ergebnisse klinischer Studien sind widersprüchlich. ZIEL DER STUDIE: Reevaluierung der postulierten Assoziation zwischen atopischer Dermatitis und gestörtem Fettsäuremetabolismus. MATERIAL UND METHODEN: Wir untersuchten die Plasmaspiegel von Linolsäure (LS), Gammalinolensäure (GLS), Dihomo-Gammalinolensäure (DGLS) und Arachidonsäure (AS) bei 22 Kindern mit atopischer Dermatitis mittels HPLC. Die Patienten wurden in Patienten mit erhöhtem Gesamt-IgE (Gruppe A, IgE > +1SD der altersentsprechenden Normalwerte, n = 15) und solche mit normalem Gesamt-IgE (Gruppe B, n = 7) unterteilt und mit Kindern mit allergischer Rhinitis und/oder Asthma (Gruppe C, n = 8) sowie gesunden nicht-atopischen Kindern (Gruppe D, n = 6) verglichen. ERGEBNISSE: GLS-Spiegel waren bei Ekzempatienten mit erhöhtem Gesamt-IgE (A, 0,19 ± 0,06 %) sowie atopischen Kontrollen (C, 0,23 ± 0,06 %) signifikant niedriger als bei Ekzempatienten mit normalem IgE (B, 0,42 ± 0,19 %) und nicht-atopischen Kontrollen (D, 0,43 ± 0,16 %) (p < 0,05). Für keine der anderen Fettsäuren bestanden konsistente Unterschiede zwischen den Gruppen. Die Korrelation individueller LS- und GLS-Werte ergab bei Kindern mit normalem IgE-Spiegel (B und D) im Vergleich zu Kindern mit erhöhtem IgE-Spiegel (A und C) signifikant steilere Regressionsgeraden (B und D, k_x = 0,058; A undC, k_x = 0,012; p < 0,02), was für eine verminderte delta-6-Desaturase-Aktivität bei letzteren spricht. Das Gesamt-IgE war deutlich mit GLS negativ korreliert (r_s = –0,64), schwach mit AS (r_s = –0,38). SCHLUSSFOLGERUNG: Eine Dysregulation im Metabolismus von n-6 EFS ist weder obligatorisch noch spezifisch für die atopische Dermatitis, sondern scheint generell mit IgE-Produktion und Atopie assoziiert zu sein. Das Auftreten erniedrigter GLS-Werte bei Ekzempatienten mit erhöhtem Gesamt-IgE sowie bei Kindern mit Inhalationsallergien, nicht aber bei Ekzempatienten mit normalem Gesamt-IgE, stellt die kausale Rolle eines gestörten EFS-Metabolismus bei der atopischen Dermatitis in Frage.