L'axe os-graisse-pancréas chez les enfants

L'hypothèse principale de cette proposition est que l'obésité et un bilan énergétique positif chez les enfants favorisent à la fois une faible accumulation de masse osseuse et un risque de diabète par le biais d'événements qui sont mécaniquement associés et qui impliquent l'os en tant qu'organe endocrinien. Des études récentes menées sur des souris ont révélé la présence d'un axe unique « os-graisse-pancréas » qui régule l'homéostasie énergétique, coordonne la répartition de l'énergie entre les tissus osseux et adipeux et a un impact sur la sensibilité à l'insuline. La leptine, une hormone dérivée des adipocytes, dont les niveaux élevés reflètent à la fois l'adiposité et l'équilibre énergétique positif, inhibe la formation osseuse par activation sympathique. La diminution de la formation osseuse diminue à son tour la sensibilité et la sécrétion de l'insuline via une diminution de la production d'ostéocalcine sous-carboxylée (unOC), une nouvelle hormone dérivée de l'os. Bien que les données sur les souris soient convaincantes, cette nouvelle voie n'a pas été largement testée chez l'homme. Des données rares provenant d'hommes et de femmes adultes suggèrent que cet axe est actif chez l'homme et que l'unOC est régulé en partie par l'exercice. Aucune donnée n'est disponible concernant l'axe os-graisse-pancréas chez l'enfant. Étant donné que les fondements des trajectoires de la composition corporelle et de la "programmation" métabolique sont établis tôt dans la vie, l'enfance, en particulier pendant les premiers stades de croissance et de développement, est une période particulièrement importante pour évaluer l'axe os-graisse-pancréas. Avec cette subvention pilote, nous proposons de recueillir des preuves que ces interrelations existent chez les enfants. Les données de ce projet seront utilisées pour préparer une proposition NIH R01 pour mener une intervention basée sur le mode de vie chez les enfants visant à la fois à réduire le risque d'ostéoporose et de diabète de type 2, et à identifier le rôle de l'unOC dans le métabolisme et la partition tissulaire.

Hypothèse 1 : L'obésité et le bilan énergétique positif chez les enfants diminuent la masse osseuse via une leptine élevée.

Objectif spécifique 1 : Déterminer l'association entre la masse osseuse par DXA et la concentration sérique de leptine chez les enfants maigres et obèses. Nous prédisons que le poids corporel sera positivement associé à la masse osseuse, mais qu'à tout poids corporel donné, la masse osseuse sera plus faible chez les enfants obèses, et que cette différence sera expliquée par la leptine.

Hypothèse 2 : La suppression de l'unOC médiée par la leptine diminue la sécrétion d'insuline en agissant sur la cellule β et diminue la sensibilité à l'insuline en inhibant la sécrétion d'adiponectine par le tissu adipeux.

Objectif spécifique 2 : Déterminer l'association entre la sécrétion d'insuline lors d'un test oral de tolérance au glucose (OGTT ; à partir de la modélisation du peptide C) et l'unOC sérique chez les enfants maigres et obèses. Déterminer l'association entre la sensibilité à l'insuline pendant l'OGTT (dérivé de la modélisation mathématique) et l'unOC sérique chez les enfants maigres et obèses. Les enfants obèses sont moins sensibles à l'insuline et, dans l'absolu, sécrètent plus d'insuline. Cependant, nous prévoyons qu'à tout degré donné de sensibilité à l'insuline, la sécrétion d'insuline sera plus faible chez les enfants obèses, et que cette différence sera expliquée par l'unOC. l'unOC sera inversement associé à la leptine sérique et positivement associé à l'adiponectine et à la sensibilité à l'insuline.

Hypothèse 3 : L'activité physique empêche la suppression par la leptine de l'unOC et partage l'énergie vers le minéral osseux aux dépens du tissu adipeux de la moelle osseuse.

Objectif spécifique 3 : Évaluer les interrelations entre l'activité physique à l'aide de l'accélérométrie, la masse osseuse à l'aide de la DXA et le tissu adipeux de la moelle osseuse à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique. Nous prévoyons qu'à n'importe quel niveau donné de leptine sérique, les enfants actifs auront une plus grande UNOC. De plus, nous prédisons qu'à tout poids corporel donné, les enfants actifs auront une plus grande masse osseuse et moins de tissu adipeux dans la moelle osseuse que les enfants inactifs.