Correlazione dei livelli di irisina e adipokine con indice di massa corporea e fattori di rischio per la sindrome metabolica nei bambini ispanici

Contesto L'obesità infantile è una delle sfide globali più gravi per la salute pubblica del 21° secolo (Daniels et al., 2009). Il Messico ha la più alta prevalenza di obesità, in tutto il mondo; Il 34,4% dei bambini e il 35% degli adolescenti sono in sovrappeso o obesi (ENSANUT 2012). Tra le altre complicazioni, i bambini in sovrappeso e obesi sono predisposti a sviluppare dislipidemie, ipertensione, sindrome metabolica (MetS) e steatosi epatica non alcolica in giovane età, nonché a diventare obesi da adulti (Daniels et al., 2009; Elizondo-Montemayor et al., 2010). D'altra parte, la denutrizione nei bambini comporta effetti molto dannosi sulla salute come arresto della crescita, ritardo della pubertà, ritardo motorio (Roulet et al., 2005), osteoporosi e fratture (Saunders et al., 2011), deficit immunologico e funzione alterata di ogni organo e sistema, come cuore, polmoni, reni, tratto gastrointestinale e sistema nervoso, tra gli altri (Lecours et al, 2001; Saunders et al., 2011).

Per mantenere un peso corporeo normale è necessario un equilibrio tra apporto energetico e dispendio energetico. Tutto ciò che interrompe questo equilibrio può far sì che le persone siano sottopeso, sovrappeso o obese. Diversi segnali, centrali e periferici partecipano alla regolazione del bilancio energetico. Il grasso è stato considerato un organo endocrino a causa dei numerosi peptidi e ormoni che secerne che agiscono sui tessuti periferici e centrali e del loro contributo alla resistenza all'insulina o alla regolazione della sensibilità e del peso corporeo tra le altre funzioni (Elizondo, 2011). Recentemente, è stato dimostrato che il muscolo scheletrico funziona come un organo endocrino periferico rilasciando miochine, segnali peptidici, che sono implicati nella regolazione delle vie metaboliche (Pedersen e Febbraio, 2012). Più recentemente è stato scoperto un nuovo ormone identificato secreto dal tessuto muscolare nel topo, l'irisina. L'irisina agisce sulle cellule adipose bianche in coltura e in vivo per stimolare l'espressione di UCP1 e un ampio programma di sviluppo simile al grasso bruno. Nel topo, l'espressione di PGC1alfa nel muscolo stimola l'aumento dell'espressione di FNDC5, una proteina di membrana che viene scissa e secreta come questo nuovo ormone, l'irisina. L'irisina è indotta con l'esercizio nei topi e nell'uomo, e l'aumento dei livelli di irisina nel sangue causa un aumento del dispendio energetico nei topi senza cambiamenti nel movimento o nell'assunzione di cibo (Boström et al., 2012).

L'irisina è stata quindi prontamente ipotizzata come un ormone che influenza il peso corporeo, l'obesità e il diabete mellito di tipo 2, tra le altre condizioni (Sanchis-Gomar et al., 2012). Alcuni studi hanno indicato che i livelli circolanti di irisina nell'uomo correlano positivamente con parametri antropometrici come BMI, massa grassa, massa magra, e sono più alti all'aumentare di questi parametri, cioè i livelli di irisina sono più alti nei pazienti obesi rispetto a quelli magri ( Stengel et al., 2013; Huh et al., 2012; Roca-Rivada et al., 2013; Crujeiras et al., 2014; Pardo et al., 2014). Gli studi hanno dimostrato un'associazione tra livelli di irisina, insulino-resistenza e sindrome metabolica (Park et al., 2013; de la Iglesia et al., 2014; Crujeiras et al., 2014; Pardo et al., 2014). Tuttavia, alcuni altri hanno trovato una correlazione negativa con i parametri antropometrici, riscontrando livelli di irisina inferiori nei pazienti obesi (Moreno-Navarrete et al., 2013). Degno di nota, tutti questi studi sono stati eseguiti su adulti in diverse circostanze o stati di malattia. Ad oggi, ci sono solo due studi che valutano i livelli di irisina nei bambini. Uno ha rilevato che un programma di intervento sullo stile di vita della durata di 1 anno è stato associato al miglioramento dei parametri antropometrici e metabolici e ha portato a un aumento dei livelli di irisina nei bambini obesi, sebbene non sia stata trovata alcuna correlazione tra i livelli di irisina e i marcatori antropometrici (Blüher et al., 2014 ). L'altro studio ha esaminato bambini sauditi di peso normale e ha trovato correlazioni tra irisina e glucosio circolanti e HDLc, ma un'associazione negativa con l'insulino-resistenza (Al-Daghri et al., 2014).

Inoltre, sono state esplorate le associazioni tra livelli di irisina e adiponectina, leptina e resistina nell'insieme dell'obesità. La leptina svolge un ruolo fondamentale nella regolazione dell'omeostasi energetica, dell'assunzione di cibo e di molte funzioni neuroendocrine, innescando in particolare la pubertà nei bambini. La leptina è aumentata nei pazienti obesi, associata a uno stato di resistenza alla leptina (Blüher e Mantzoros, 2009). L'adiponectina è un ormone sensibilizzante all'insulina; i pazienti obesi hanno livelli inferiori rispetto a quelli normopeso. I livelli circolanti di adiponectina sono bassi nell'obesità centrale (Dalamaga et al., 2012) e questo basso livello è stato associato alla sindrome metabolica in tutte le età (Siitonen et al., 2011). La resistina è stata associata all'insulino-resistenza e recentemente come adipocitochina proinfiammatoria (McTernan et al., 2006). Alcuni studi hanno trovato una correlazione negativa tra i livelli di irisina e adiponectina (Park et al., 2013), mentre altri non hanno trovato alcuna associazione né con la leptina né con l'adiponectina (Blüher et al., 2014) qui ci sono ancora dati contrastanti sull'associazione dell'irisina con i parametri antropometrici, l'obesità e la sindrome metabolica, così come la sua 'associazione con altre adipochine e, cosa più importante, ci sono scarsi dati di queste associazioni nei bambini, l'obiettivo di questo studio sarà quello di correlare i livelli circolanti di irisina e adipochine attraverso un ampio spettro di indice di massa corporea che va da denutrito a obeso così come insulino-resistenza e fattori di rischio per la sindrome metabolica nei bambini ispanici.

Esistono ancora dati contrastanti riguardo all'associazione dell'irisina con i parametri antropometrici, l'obesità e la sindrome metabolica, così come la sua 'associazione con altre adipochine e, cosa più importante, ci sono scarsi dati di queste associazioni nei bambini. Pertanto, l'obiettivo di questo studio sarà quello di correlare i livelli circolanti di irisina e adipochine attraverso un ampio spettro di indice di massa corporea che va da denutriti a obesi, nonché con insulino-resistenza e fattori di rischio per la sindrome metabolica nei bambini ispanici.

Popolazione dello studio La popolazione è stata precedentemente descritta. (Elizondo-Montemayor et al., 2014) È stato rivolto un invito aperto ai bambini in età scolare di otto scuole pubbliche rappresentative di tutte le aree geografiche di Monterrey, la seconda città più grande del Messico. I bambini che hanno accettato l'invito sono stati selezionati in modo casuale e sottoposti a screening in base ai percentili del BMI. La dimensione del campione è di 40 bambini. La popolazione sarà divisa in cinque gruppi, 8 per gruppo. Quattro dei gruppi saranno divisi in base ai percentili dell'indice di massa corporea CDC: 1.) sottopeso = <3percentile; 2.) peso normale = >3 - < 85 percentile; 3.) Sovrappeso = >85 - <95 percentile e 4.) Obeso = > 95 percentile. Il quinto gruppo corrisponderà a bambini con sindrome metabolica nota.

Il consenso firmato è stato ottenuto sia dai genitori/tutori che dai bambini. Sono state ottenute le approvazioni da parte dei Comitati Etici e di Ricerca della Scuola di Medicina Tecnológico de Monterrey e del Segretariato della Salute dello Stato, nonché delle Autorità educative. I partecipanti non hanno ricevuto gratificazione durante lo studio.

Valutazione antropometrica e clinica Le misurazioni antropometriche sono state eseguite in tutti i partecipanti di ciascuna scuola. L'altezza è stata determinata con l'approssimazione di 0,5 cm (stadiometro portatile Seca®, Nord America) e il peso con l'approssimazione di 0,1 kg mentre i bambini indossavano abiti leggeri, senza calze o scarpe (scala TANITA TBF 300®, Arlington, Illinois). La percentuale di grasso corporeo (% BF) è stata misurata mediante bioimpedenza (stessa scala TANITA). Il WC è stato misurato con l'approssimazione di 0,1 cm a livello dell'ombelico con un nastro flessibile in fibra di vetro mentre i soggetti erano in piedi, dopo aver espirato dolcemente e senza indumenti nell'area. La plica cutanea tricipitale (TSF) è stata misurata utilizzando un calibro per pliche cutanee Lange. Il BMI è stato calcolato in chilogrammi di peso diviso per il quadrato di metri di altezza. La massa grassa e la massa magra sono state calcolate secondo le specifiche formule prestabilite. Le misurazioni sono state eseguite alla stessa ora ogni giorno dagli stessi tre dietisti registrati (RD) addestrati in tutti i bambini per controllare la variabilità inter-osservatore. La pressione arteriosa è stata misurata dallo stesso medico, utilizzando uno sfigmomanometro aneroide (Welch-Allyn®) secondo la tecnica dell'American Heart Association (AHA); sono state ottenute due misurazioni mentre i partecipanti erano calmati e seduti.

Valutazione di laboratorio I campioni di sangue sono stati prelevati dopo un digiuno notturno di 12 ore e sono stati tenuti a 2-8°C e centrifugati entro le prime 3 ore. Colesterolo totale sierico (TC), HDL-C, colesterolo lipoproteico a bassa densità (LDL-C), trigliceridi (TG) e glucosio sono stati misurati mediante fotometria riflettente (legge di Beer-Lambert) utilizzando un analizzatore automatico (Architect c8000; Abbott Laboratories , Abbott Park, IL), con una variazione del coefficiente intra e inter-dosaggio inferiore al 4,7%. I campioni di plasma sono stati quindi conservati a -80°C. L'irisina, l'adiponectina, l'insulina e la leptina saranno misurate in terreno plasmatico utilizzando kit commerciali ELISA. I saggi saranno condotti in micropiastre a 96 pozzetti secondo le istruzioni del produttore (kit ELISA per irisina, adiponectina, insulina e leptina; Phoenix Pharmaceuticals, Inc., Burlingame, CA, USA). L'assorbanza di ciascun campione sarà misurata in duplicato utilizzando un lettore di micropiastre spettrofotometrico alla lunghezza d'onda di 450 nm (BioTek Instruments, Winooski, VT, USA).

Metodi statistici MINITAB versione 16 (Minitab Inc., State College, PA, USA) sarà utilizzato per analizzare le differenze tra parametri antropometrici e biochimici e livelli di irisina; Microsoft Excel 2007 (Microsoft Corp., Redmond, WA, USA) verrà utilizzato per incorporare l'input di dati. I risultati saranno espressi come media ± deviazione standard (s.d.), come numero assoluto o come percentuale (%) e i corrispondenti intervalli di confidenza al 95% (CI). I confronti tra i gruppi per le variabili dipendenti verranno effettuati utilizzando il test t di Student per appaiati per le medie e il test di McNemar per le proporzioni. Per le variabili indipendenti, la normalità sarà rivista sia graficamente che mediante il test di Shapiro-Wilk e, successivamente, i confronti tra gruppi saranno determinati mediante z-test. Per valutare l'associazione tra variabili antropometriche, cliniche e biochimiche e livelli di irisina, verrà utilizzata una semplice regressione lineare. I confronti medi tra i gruppi di genere saranno determinati utilizzando il t-test per campioni indipendenti. Tutti i test saranno interpretati sulla base di ipotesi a due code. Il livello di significatività sarà fissato a 0,05 in tutti i casi.