小児における骨-脂肪-膵臓軸

この提案の包括的な仮説は、子供の肥満と正のエネルギーバランスが、機械的に関連し、内分泌器官としての骨を含むイベントを通じて、低骨量の発生と糖尿病のリスクの両方を促進するというものです. マウスで行われた最近の研究では、エネルギー恒常性を調節し、骨と脂肪組織の間のエネルギー分配を調整し、インスリン感受性に影響を与える独自の「骨-脂肪-膵臓」軸の存在が明らかになりました。 脂肪細胞由来のホルモンであるレプチンは、そのレベルの上昇が肥満と正のエネルギーバランスの両方を反映しており、交感神経の活性化を介して骨形成を阻害します。 骨形成の減少は、新しい骨由来ホルモンである低カルボキシル化オステオカルシン (unOC) の産生の減少を介して、インスリン感受性と分泌を低下させます。 マウスからのデータは説得力がありますが、この新しい経路はヒトで広くテストされていません. 成人男性と女性からのまばらなデータは、この軸が人間で活発であり、unOC が運動によって部分的に調節されていることを示唆しています。 小児の骨脂肪膵臓軸に関するデータはありません。 体組成の軌跡と代謝の「プログラミング」の基礎はライフコースの早い段階で確立されるため、特に成長と発達の初期段階にある小児期は、骨-脂肪-膵臓の軸を評価するための特に顕著な時期です。 このパイロット助成金により、これらの相互関係が子供に存在するという証拠を収集することを提案します。 このプロジェクトのデータは、骨粗しょう症と 2 型糖尿病のリスクを軽減し、代謝と組織分割における unOC の役割を特定することを目的として、ライフスタイルに基づいた介入を子供に実施する NIH R01 提案を準備するために使用されます。

仮説 1: 子供の肥満と正のエネルギー バランスは、レプチンの上昇を介して骨量を減少させます。

特定の目的 1: DXA による骨量と、やせた子供および肥満の子供の血清レプチン濃度との関連を決定します。 体重は骨量と正の相関があると予測されますが、どの体重でも、肥満児の骨量は低くなり、この違いはレプチンによって説明されると予測されます.

仮説 2: レプチンを介した unOC の抑制は、β細胞への作用によってインスリン分泌を減少させ、脂肪組織からのアディポネクチンの分泌を阻害することによってインスリン感受性を低下させます。

特定の目的 2: 経口耐糖能試験 (OGTT; C ペプチド モデリングから) 中のインスリン分泌と、やせた子供および肥満の子供における血清 unOC との関連を決定します。 痩せた子供と肥満の子供の OGTT 中のインスリン感受性 (数学的モデリングに由来) と血清 unOC との関連を特定します。 肥満の子供はインスリン感受性が低く、絶対的な意味でより多くのインスリンを分泌します. しかし、どの程度のインスリン感受性でも、肥満の子供ではインスリン分泌が低くなり、この違いはunOCによって説明されると予測しています. unOC は血清レプチンと逆相関し、アディポネクチンとインスリン感受性と正の相関があります。

仮説 3: 身体活動は unOC のレプチン抑制を防ぎ、骨髄脂肪組織を犠牲にしてエネルギーを骨ミネラルに分配します。

特定の目的 3: 加速度計を使用した身体活動、DXA を使用した骨量、および磁気共鳴画像法を使用した骨髄脂肪組織の間の相互関係を評価します。 血清レプチンの任意のレベルで、活動的な子供はunOCが大きくなると予測しています。 さらに、任意の体重において、活発な子供は、活動的でない子供よりも骨量が多く、骨髄脂肪組織が少ないと予測しています。