Luu-rasva-haima-akseli lapsilla

Tämän ehdotuksen yleinen hypoteesi on, että lasten liikalihavuus ja positiivinen energiatasapaino edistävät sekä alhaista luumassan kertymistä että diabeteksen riskiä tapahtumien kautta, jotka liittyvät mekaanisesti ja joihin luu liittyy endokriinisenä elimenä. Viimeaikaiset hiirillä tehdyt tutkimukset ovat paljastaneet ainutlaatuisen "luu-rasva-haima" -akselin, joka säätelee energian homeostaasia, koordinoi energian jakautumista luun ja rasvakudoksen välillä ja vaikuttaa insuliiniherkkyyteen. Rasvasoluista peräisin oleva leptiinihormoni, jonka kohonneet tasot heijastavat sekä rasvaisuutta että positiivista energiatasapainoa, estää luun muodostumista sympaattisen aktivoitumisen kautta. Luunmuodostuksen väheneminen puolestaan ​​heikentää insuliiniherkkyyttä ja eritystä alikarboksyloidun osteokalsiinin (unOC), uuden luuperäisen hormonin, tuotannon vähenemisen kautta. Vaikka hiiristä saadut tiedot ovat vakuuttavia, tätä uutta reittiä ei ole laajalti testattu ihmisillä. Aikuisten miesten ja naisten harvat tiedot viittaavat siihen, että tämä akseli on aktiivinen ihmisillä ja että unOC säätelee osittain liikuntaa. Lasten luu-rasva-haima-akselista ei ole saatavilla tietoja. Koska kehon koostumuksen kehityskulkujen ja aineenvaihdunnan "ohjelmoinnin" perusteet muodostuvat varhaisessa elämänvaiheessa, lapsuus, erityisesti kasvun ja kehityksen alkuvaiheessa, on erityisen tärkeä ajanjakso luu-rasva-haima-akselin arvioinnissa. Tällä pilottiapurahalla aiomme kerätä todisteita näiden keskinäisten suhteiden olemassaolosta lapsilla. Tämän projektin tietoja käytetään NIH R01 -ehdotuksen laatimiseen lasten elämäntapaperustaisen interventioon, jonka tavoitteena on vähentää osteoporoosin ja tyypin 2 diabeteksen riskiä sekä tunnistaa unOC:n rooli aineenvaihdunnassa ja kudosten jakautumisessa.

Hypoteesi 1: Lasten liikalihavuus ja positiivinen energiatasapaino vähentävät luumassaa kohonneen leptiinin kautta.

Erityinen tavoite 1: Määritä yhteys DXA:n aiheuttaman luumassan ja seerumin leptiinipitoisuuden välillä laihoilla ja lihavilla lapsilla. Ennustamme, että ruumiinpaino liittyy positiivisesti luumassaan, mutta että missä tahansa ruumiinpainossa luumassa on pienempi lihavilla lapsilla, ja tämä ero selittyy leptiinillä.

Hypoteesi 2: Leptiinivälitteinen unOC:n suppressio vähentää insuliinin eritystä vaikuttamalla β-soluun ja vähentää insuliiniherkkyyttä estämällä adiponektiinin erittymistä rasvakudoksesta.

Erityinen tavoite 2: Selvitä insuliinierityksen yhteys oraalisen glukoositoleranssitestin aikana (OGTT; C-peptidimallinnus) ja seerumin unOC:n välillä laihoilla ja lihavilla lapsilla. Määritä yhteys insuliiniherkkyyden välillä OGTT:n aikana (johdettu matemaattisesta mallintamisesta) ja seerumin unOC:n välillä laihoilla ja lihavilla lapsilla. Liikalihavat lapset ovat vähemmän herkkiä insuliinille ja erittävät absoluuttisessa mielessä enemmän insuliinia. Ennustamme kuitenkin, että millä tahansa insuliiniherkkyysasteella insuliinin eritys on vähäisempää lihavilla lapsilla, ja että tämä ero selittyy unOC:lla. unOC liittyy käänteisesti seerumin leptiiniin, ja se liittyy positiivisesti adiponektiiniin ja insuliiniherkkyyteen.

Hypoteesi 3: Fyysinen aktiivisuus estää leptiinin unOC:n suppression ja jakaa energiaa luun mineraaliin luuytimen rasvakudoksen kustannuksella.

Erityinen tavoite 3: Arvioi fyysisen aktiivisuuden keskinäisiä suhteita kiihtyvyysmittauksella, luumassan DXA:ta ja luuytimen rasvakudoksen keskinäisiä suhteita magneettiresonanssikuvauksen avulla. Ennustamme, että millä tahansa seerumin leptiinitasolla aktiivisilla lapsilla on suurempi unOC. Lisäksi ennustamme, että millä tahansa ruumiinpainolla aktiivisilla lapsilla on suurempi luumassa ja vähemmän luuytimen rasvakudosta kuin passiivisilla lapsilla.