Osa kost-tuk-slinivka u dětí

Zastřešující hypotézou tohoto návrhu je, že obezita a pozitivní energetická bilance u dětí podporuje jak nízký nárůst kostní hmoty, tak riziko diabetu prostřednictvím událostí, které jsou mechanicky spojeny a které zahrnují kost jako endokrinní orgán. Nedávné studie provedené na myších odhalily přítomnost jedinečné osy „kost-tuk-slinivka“, která reguluje energetickou homeostázu, koordinuje rozdělování energie mezi kost a tukovou tkáň a ovlivňuje citlivost na inzulín. Hormon leptin pocházející z adipocytů, jehož zvýšené hladiny odrážejí adipozitu i pozitivní energetickou bilanci, inhibuje tvorbu kosti prostřednictvím aktivace sympatiku. Snížená tvorba kosti zase snižuje citlivost a sekreci inzulínu prostřednictvím snížené produkce nedostatečně karboxylovaného osteokalcinu (unOC), nového hormonu odvozeného z kostí. Ačkoli jsou údaje od myší přesvědčivé, tato nová cesta nebyla široce testována na lidech. Skrovné údaje od dospělých mužů a žen naznačují, že tato osa je aktivní u lidí a že unOC je částečně regulován cvičením. Nejsou k dispozici žádné údaje týkající se osy kost-tuk-slinivka u dětí. Vzhledem k tomu, že základy trajektorií tělesného složení a metabolického "programování" jsou stanoveny v rané fázi života, je dětství, zejména během raných fází růstu a vývoje, zvláště významným obdobím pro hodnocení osy kost-tuk-slinivka. S tímto pilotním grantem navrhujeme shromáždit důkazy, že tyto vzájemné vztahy u dětí existují. Údaje z tohoto projektu budou použity k přípravě návrhu NIH R01 na provedení intervence založené na životním stylu u dětí zaměřené jak na snížení rizika osteoporózy a diabetu 2. typu, tak na identifikaci role unOC v metabolismu a dělení tkání.

Hypotéza 1: Obezita a pozitivní energetická bilance u dětí snižují kostní hmotu prostřednictvím zvýšeného leptinu.

Specifický cíl 1: Určit souvislost mezi kostní hmotou pomocí DXA a koncentrací leptinu v séru u štíhlých a obézních dětí. Předpokládáme, že tělesná hmotnost bude pozitivně souviset s kostní hmotou, ale že při jakékoli dané tělesné hmotnosti bude kostní hmota u obézních dětí nižší a že tento rozdíl bude vysvětlen leptinem.

Hypotéza 2: Leptinem zprostředkovaná suprese unOC snižuje sekreci inzulínu působením na β-buňku a snižuje citlivost na inzulín inhibicí sekrece adiponektinu z tukové tkáně.

Specifický cíl 2: Určit souvislost mezi sekrecí inzulínu během orálního glukózového tolerančního testu (OGTT; z modelování C-peptidu) a sérovou unOC u štíhlých a obézních dětí. Určete souvislost mezi inzulinovou senzitivitou během OGTT (odvozenou z matematického modelování) a sérovou unOC u štíhlých a obézních dětí. Obézní děti jsou méně citlivé na inzulín a v absolutním smyslu vylučují více inzulínu. Předpokládáme však, že při jakémkoli daném stupni citlivosti na inzulín bude sekrece inzulínu u obézních dětí nižší a že tento rozdíl bude vysvětlen unOC. unOC bude nepřímo spojena se sérovým leptinem a bude pozitivně spojena s adiponektinem a citlivostí na inzulín.

Hypotéza 3: Fyzická aktivita zabraňuje leptinové supresi unOC a rozděluje energii směrem ke kostnímu minerálu na úkor tukové tkáně kostní dřeně.

Specifický cíl 3: Posoudit vzájemné vztahy mezi fyzickou aktivitou pomocí akcelerometrie, kostní hmotou pomocí DXA a tukovou tkání kostní dřeně pomocí zobrazování magnetickou rezonancí. Předpokládáme, že při jakékoli dané hladině sérového leptinu budou mít aktivní děti vyšší unOC. Dále předpokládáme, že při jakékoli dané tělesné hmotnosti budou mít aktivní děti větší kostní hmotu a méně tukové tkáně kostní dřeně než neaktivní děti.