elemeket

absztrakt

Háttér:

A csontvázat a közelmúltban endokrin szervnek tekintik, amely befolyásolja az energia-anyagcserét. Az osteocalcin hormonokból származó oszteoklasztok, a súlyállapot, az adiponektin és a leptin kapcsolatáról elhízott embereknél, különösen gyermekeknél, azonban nagyon korlátozott mennyiségű adat áll rendelkezésre.

mód:

Elemeztük az osteocalcin, az adiponektin, a leptin és az inzulinrezisztencia (IR) homeosztázis (HOMA) modelljének értékelését 60 elhízott és 19 normál testsúlyú gyermeknél, életkoruk és nemük szerint. Ezenkívül ezeket a paramétereket 60 elhízott gyermeknél határozták meg, miután részt vettek egy járóbeteg 1 éves életmódbeli beavatkozásban testmozgás, viselkedés és táplálkozás alapján.

az eredmények:

Hatvan elhízott gyermeknél szignifikánsan alacsonyabb volt az osteocalcin szint (26,8 ± 0,8 ng ml -1), mint 19 normál testsúly-kontrollnál (32, 2 ± 2, 3 ng ml -1). A fiúk (29,9 ± 1, 1 ng ml -1) szignifikánsan (P = 0,046) magasabb oszteokalcin szintet mutattak a lányokhoz képest (26, 4 ± 1, 2 ng ml -1). Az életkor, a nem és a pubertás stádiumhoz igazított szekvenciális többszörös lineáris regressziós elemzés során az osteocalcin szignifikánsan negatív volt a leptin és a HOMA esetében, az adiponectin esetében azonban nem. Az osteocalcin 1 év alatti változásai szignifikánsan korreláltak az IR index HOMA (r =, 0, 25), a szórás pontszám - testtömeg-index (SDS - BMI) (r = −0, 33) és a leptin (r = −0, 50). ). Jelentős fogyás 29 elhízott gyermeknél az osteocalcin jelentős növekedéséhez, valamint a leptin és a HOMA jelentős csökkenéséhez vezetett. 31 elhízott, jelentős súlycsökkenés nélküli gyermeknél az osteocalcin szintje 1 év alatt nem változott jelentősen.

következtetés:

Az elhízott gyermekeknél az osteocalcin szint alacsonyabb volt, és mind keresztmetszeti, mind longitudinális elemzés során összefüggésbe hozta az IR-t és a leptint. Ezért az osteocalcin új ígéretes kapcsolat lehet az elhízás és az IR között.

A csontvázat az endokrin szervnek tekintik, amely befolyásolja az energia-anyagcserét. Annak a megfigyelésnek az alapján, hogy az elhízás közvetetten összefügg az oszteoporózissal, már régóta feltételezik, hogy összefüggés van a csont és az energiacsere között. Az ilyen kapcsolat mediátorait azonban egészen a közelmúltig nem sikerült azonosítani, amikor bebizonyosodott, hogy a leptin, egy adipocita eredetű hormon, a csontforgalom egyik fő szabályozója. 1 Annak a hipotézisnek a kidolgozása, hogy a csont visszacsatolási kontrollt is végezhet az energia homeosztázisban, Lee et al. A 2. ábra nemrégiben kimutatta, hogy az oszteokalcin, a csontképződés markere, amelyet az oszteoblasztok specifikusan szintetizálnak és szekretálnak, egy hormon, amely része annak. Az oszteokalcin egy sejtspecifikus molekula, előpromolekulaként szintetizálódik és az általános keringésben szekretálódik. 3

A közelmúltban összefüggést javasoltak az osteocalcin, az elhízás és az inzulinrezisztencia (IR) között. Az oszteokalcin (oszteokalcin -/-) gént nem kódoló egerek kóros mennyiségű zsigeri zsírban szenvednek, glükóz-intoleranciával, IR-val és inzulinszekrécióval rendelkeznek a vad típusú egerekhez képest. Emberekben alacsonyabb keringő oszteokalcin szintet találtak túlsúlyos 4, 5 és diabéteszes betegeknél 6, 7 a normál testsúlyú alanyokhoz képest. Ezenkívül az oszteokalcin koncentrációja nő a túlsúlyos 8., 9. személyek súlyvesztése és a 2. típusú cukorbetegségben szenvedő betegek jobb glikémiás kontrollja után. Egy másik, embereken végzett diétás súlycsökkenési vizsgálat azonban nem mutatta az osteocalcin növekedését. A szérum oszteokalcin koncentrációja közvetetten összefüggést mutatott az éhomi plazma glükózzal (FPG), az inzulin értékeléssel és az IR IR homeosztázis modelljével (HOMA) az emberek keresztmetszeti elemzésében, egyes vizsgálatokban, 12, 13, míg egy másik tanulmány csak sovány de elhízott alanyokban nem. 14

Az osteocalcint az elhízással és az IR-vel összekapcsoló mechanizmusok továbbra sem tisztázottak. Úgy gondolják, hogy az osteocalcin koncentrációt az adipocytokin leptin modulálja. A leptin a súlyállapot egyik legfontosabb szabályozója a hipotalamuszban jól azonosítható utakon keresztül. Ezenkívül a leptin gátolja az oszteoklaszt 16. generációját, és növeli az oszteoblaszt differenciálódását in vitro. 17 Az állatokban a leptin intracerebroventrikuláris infúziója nemcsak súlycsökkenést, hanem csontvesztést is okoz, ami arra utal, hogy a leptin a központi idegrendszeren keresztül gátolja a csontképződést. Ezenkívül az utóbbi időben kimutatták, hogy az oszteokalcin állatokban az adiponektin révén szabályozza az inzulinérzékenységet. Az embereknél tapasztaltak azonban ellentmondásosak. 12, 14

Ezek az adatok együttvéve alátámasztják a csontváz szabályozó szerepét a glükóz és az energia homeosztázisában, amelyet látszólag az osteocalcin közvetít. Mivel az elhízás, különösen gyermekek esetében az osteocalcinra vonatkozó adatok korlátozottak és néha ellentmondásosak. Megvizsgáltuk az életmódbeli beavatkozásban részt vevő elhízott gyermekek oszteokalcin szintjét, valamint az oszteokalcin, az IR, az adiponektin és a leptin kapcsolatát 1 év alatt. A hosszú távú és elhízott vizsgálatok azért tűnnek megfelelőbbnek, mert (1) a keresztmetszeti vizsgálatok nem mutatják be az ok-okozati összefüggést, és sok zavaros betegre hajlamosak, (2) önmagában az IR kedvezőtlen mintái gyermekkorban kezdődnek, és (3) gyermekeknél végzett vizsgálatok előnye, hogy nincs potenciális összetévesztés más betegségekkel vagy az aktív dohányzással. Például az oszteokalcin életkor, nem és dohányzási állapot függvényében változik. 19.

Feltételeztük, hogy (1) az elhízott gyermekeknél az osteocalcin koncentráció alacsonyabb volt a normál testsúlyú gyermekeknél, és hogy (2) az osteocalcin változásai súlycsökkenéssel és a leptin, az adiponektin és az IR változásával jártak.

mód

Vizsgáltuk az antropometriai markerek, az éhomi szérum osteocalcin, az adiponektin, a leptin paramétereit és az IR, az éhomi glükóz és az inzulin értékét 60 elhízott kaukázusi gyermeknél a kiinduláskor és 1 évvel később az életmódbeli beavatkozásban való részvétel után. Ezenkívül ezeket a paramétereket 19 egészséges kaukázusi, normál testsúlyú, hasonló korú, nemű és pubertás gyermeknél határozták meg. Az elhízott gyermekeket 1 éves "Obeldicks" életmódbeli beavatkozás előtt és után vették részt, amelyet másutt részletesen leírtak. Röviden, ez az elhízott gyermekek ambuláns beavatkozási programja testmozgáson, táplálkozási oktatáson és viselkedésterápián alapul, beleértve a gyermek és családja egyéni pszichológiai ellátását. A táplálkozási tanfolyam zsíros és csökkentett étrenden alapszik, összehasonlítva a német gyermekek napi táplálkozásával.

A vizsgálat egyik gyermekének sem volt endokrin rendellenessége, korai mellékvese- vagy szindrómás elhízása.

A magasságot centiméteres pontossággal mértük merev stadiométerrel. A súlyt terhelés nélkül, 0,1 kg pontossággal mértük kalibrált súlyskála segítségével. A testtömeg-indexet (BMI) a tömeg kilogrammban (kg) elosztva osztották a magasság négyzetméterével (m2). A túlsúly mértékét a Cole legkisebb középső négyzet módszerével számszerűsítettük, amely normalizálta a BMI ferde eloszlását, és a BMI-t standard deviációs pontszámként (SDS - BMI) fejezte ki. 22 A német gyermekek referencia adatait használták. 23 A vizsgálatban résztvevő összes gyermek elhízott a Nemzetközi Elhízás Munkacsoport meghatározása szerint. 24.

A pubertás fejlődési szakaszát Marshall és Tanner szerint határozták meg. 25, 26

A vérmintákat éhgyomorra vették 0800 órakor. Alvadás után a vérmintákat 8000 fordulat/perc sebességgel 10 percig centrifugáltuk. A szérumot -81 ° C-on tároltuk az osteocalcin (kemilumineszcens immunometria, IMMULITE Bühlmann Laboratories AG, Schoenenbuch, Svájc) és a leptin (Leptin (humán) ELISA kit, BioVendor, Alexis Biochemicals, Lausen, Svájc) későbbi meghatározásához. A szérum adiponektint enzimhez kapcsolt immunszorbens vizsgálattal (ELISA) határoztuk meg (Human Adiponectin ELISA kit, Linco Research, Inc., St. Charles, MO, USA; vizsgálaton belüli variációs koefficiens (CV), 1,0–7,4%; 2. variáció, 4–8, 4%, érzékenység 0,5 ng ml-1). Az inzulin koncentrációkat mikrorészecskékkel fokozott immunometriai vizsgálattal (MEIA Abbott, Wiesbaden, Németország) mértük. A glükózszinteket kolorimetriás vizsgálattal határoztuk meg Vitros analizátorral (Ortho Clinical Diagnostics, Neckargmuend, Németország). Mindezen módszereknél a tesztek közötti és azok közötti variációs együttható: 1) × glükóz (mmol l -1))/22, 5.

A fent leírt LMS számítási módszer alkalmazásával az 1 év alatt bekövetkezett szignifikáns súlyvesztést az SDS - BMI 0,5 csökkenésként határoztuk meg, mivel csak elhízott gyermekeknél mértük az IR javulását csak SDS> 0,5 csökkenéssel SDS - BMI esetén.

kapcsolatai

Átfogó összefüggések az osteocalcin és a BMI között ( a ), leptin ( b ), adiponektin ( c ) és IR ( d ) (Pearson-korreláció).

Teljes méretű kép

Az osteocalcin szignifikánsan korrelált a leptinnel (r = −0, 42, P

Longitudinális összefüggések az osteocalcin és az SDS-BMI között ( a ), leptin ( b ), adiponektin ( c ) és IR ( d ) 1 éven keresztül (Pearson-féle korreláció) (delta változó az elején szereplő változót levonva az 1 évvel később mért változótól),

Teljes méretű kép

29 elhízott, jelentős súlycsökkenésű gyermeknél az osteocalcin jelentősen megemelkedett, a leptin és a HOMA jelentősen csökkent, míg az adiponectin tendenciája növekedett (2. táblázat). Jelentős változásokat nem figyeltek meg 31 elhízott gyermeknél, jelentős súlyvesztés nélkül. A kezelés kezdetén az elhízott, jelentős súlyvesztéssel rendelkező gyermekek nem különböztek életkoruk (P = 0,687), nemük (P = 0,811), pubertás szakaszuk (P = 0,380), BMI (P = 0, 091) tekintetében, SDS - BMI (P = 0, 428), osteokalcin (P = 0, 601), adiponektin (P = 0, 853), leptin (P = 0, 078) és HOMA IR index (P = 0, 142).

Asztal teljes méretben

vita

Legjobb tudomásunk szerint ez az első tanulmány, amely gyermekkorban az oszteokalcin, az elhízás, az IR, a leptin és az adiponektin közötti transzverzális és longitudinális összefüggéseket elemzi. Hipotézisünk az volt, hogy a keringő osteocalcin szint alacsonyabb lenne a túlsúlyos gyermekeknél, és fordítottan korrelál a leptinnel és az IR-vel, és pozitívan korrelál az adiponectinnel.

Vizsgálatunkban az elhízott gyermekek szignifikánsan alacsonyabb osteocalcin szintet mutattak a normál testsúlyú betegekéhez képest. Jelentős fogyás társult az osteocalcin növekedésével. A 29-es állatokon és 4, 8, 13, 30, 31-es állatokon végzett korábbi keresztmetszeti vizsgálatokkal összhangban fordított összefüggéseket találtak az oszteokalcin szint és a BMI között. Ezenkívül a gyermekeken végzett vizsgálatok azt mutatták, hogy a normál testsúlyú gyermekeknél a keringő osteocalcin szintje lényegesen magasabb, mint a túlsúlyos gyermekeknél. A túlsúlyos felnőtteknél az testsúlycsökkenés után nőtt az osteocalcin szint. 8., 9., 30. Az egyetlen olyan emberen végzett vizsgálat, amelynél az osteocalcin nem nőtt a fogyás után, magas fehérjetartalmú és magas kalciumtartalmú étrenden alapult, ami valószínűleg megmagyarázza ezt a különbséget. Összegzésképpen megállapításaink, az irodalom adatai mellett, az elhízás oszteokalcin reverzibilis csökkenésére utalnak.

Azok a mechanizmusok, amelyek a zsírt az alacsony osteocalcin szinthez kapcsolják, nem teljesen ismertek. A zsírszövet által termelt leptin fontos hatással van a csontanyagcserére 1, és összefüggés lehet az elhízás és az elhízás alacsony osteocalcin szintje között. A leptinhiányos ob/ob és a leptin-rezisztens db/db egereknél az oszteokalcin szint emelkedett. A leptinszint-csökkentő osteocalcin szint hipotézisével összhangban a vizsgálatunkban szereplő leptin mind keresztmetszeti, mind longitudinális elemzés során negatívan korrelált az osteocalcin szinttel.

Vizsgálatunk során az osteocalcin negatívan kapcsolódott a HOMA IR indexéhez, mind keresztmetszeti, mind longitudinális elemzés során. Ezek az eredmények összhangban vannak az állatkísérletekkel, amelyek azt mutatják, hogy az oszteokalcin differenciálisan szabályozza a β-sejteket, és befolyásolja a vad típusú egerek metabolikus betegségeinek kialakulását. Az osteocalcin növelheti az inzulin expresszióját, az inzulinérzékenységet és a zsírt. 34, 35 Az osteocalcin -/- egerek glükóz-intoleránsak. 2 Az emberi keresztmetszeti elemzések során a szérum oszteokalcin koncentrációja közvetetten korrelált az éhomi plazma glükózzal, az éhomi inzulinnal és a HOMA-val az IR esetében, 12, 13, míg egy másik tanulmány csak szegény, de nem elhízott egyéneknél talált összefüggést. A második vizsgálatban azonban az elhízottak száma csekély volt, ami valószínűleg megmagyarázza a negatív eredményeket.

Az adiponektint összekötőnek javasolták az alacsony osteocalcin és az IR között. In vitro vizsgálat kimutatta, hogy az oszteokalcin az inzulinérzékenységet az adiponektin révén szabályozza. Vizsgálatunk során azonban nem találtunk szignifikáns kapcsolatot az adiponectin és az osteocalcin között keresztmetszeti és longitudinális elemzések során. Ezek a megállapítások összhangban vannak a legtöbb emberi vizsgálattal. 12, 14 Lehetséges, hogy mind az adiponectin, mind az osteocalcin korrelál az IR és az elhízás paramétereivel, független utakat érintve.

Az emberi életciklusban az oszteokalcin szintet a serdülőkorban írták le a legmagasabbnak. Vizsgálatunk során azonban nem találtunk összefüggést az életkor vagy a pubertás és az osteocalcin koncentráció között. Mivel a legtöbb beteg elhízott volt, és az elhízás alacsonyabb osteocalcin szinttel társul, ezek a tények magyarázhatják ezt a különbséget a normál testsúlyú gyermekeknél végzett vizsgálatokban. Az elhízás alacsonyabb oszteokalcin szintje, amely a csontképződés során csökkent osteoblast aktivitást tükrözi, klinikai hatást gyakorolhat, mivel egyre több bizonyíték áll rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy a túlsúlyos gyermekek csontméretének korrigálása után kevésbé mineralizált csontokkal rendelkeznek, és hajlamosabbak a törésekre, mint az elhízott gyermekek.

Összefoglalva, az elhízott gyermekek oszteokalcin-koncentrációja szignifikánsan alacsonyabb volt a normál testsúlyú gyermekeknél, ami fordított viszonyt jelez az oszteokalcin és a zsírtömeg között. Feltételezzük, hogy a leptin kapcsolat lehet az elhízás és az osteocalcin között, mivel az osteocalcin szignifikánsan negatív volt a leptin szempontjából mind keresztmetszeti, mind longitudinális elemzésben. A túlsúlyos gyermekek túlsúlyos vizsgálati mintájában az oszteokalcin szintje független volt az életkortól és a pubertástól. Mivel az oszteokalcin szignifikánsan negatívan társult az IR-hez mind a keresztmetszeti, mind a longitudinális elemzés során, ezek a megállapítások alátámasztják az osteocalcin és az IR közötti funkcionális összefüggés hipotézisét az elhízásban. Adataink nem támasztják alá, hogy az adiponektin összekapcsolja az IR és az osteocalcin. További prospektív kutatásokra van szükség az oszteokalcin szerepének tisztázásához az IR patogenezisében, különösen elhízott embereknél, valamint a kapcsolódó molekuláris utakban.