Korrelasjon av irisin- og adipokinnivåer med kroppsmasseindeks og risikofaktorer for metabolsk syndrom hos latinamerikanske barn

Bakgrunn Barnefedme er en av de mest alvorlige globale folkehelseutfordringene i det 21. århundre (Daniels et al., 2009). Mexico har den høyeste forekomsten av fedme, over hele verden; 34,4 % av barna og 35 % av ungdommene er overvektige eller overvektige (ENSANUT 2012). Blant andre komplikasjoner er overvektige og overvektige barn disponert for å utvikle dyslipidemier, hypertensjon, det metabolske syndromet (MetS) og ikke-alkoholisk fettleversykdom i yngre alder, samt å bli overvektige som voksne (Daniels et al., 2009; Elizondo-Montemayor et al., 2010). På den annen side gir underernæring hos barn svært skadelige helseeffekter som stunting, pubertetsretardasjon, motorisk retardasjon (Roulet et al., 2005), osteoporose og brudd (Saunders et al., 2011), immunologisk underskudd og endret funksjon av hvert organ og system, som blant annet hjerte, lunger, nyrer, mage-tarmkanalen og nervesystemet (Lecours et al, 2001; Saunders et al., 2011).

En balanse mellom energiinntak og energiforbruk er nødvendig for å opprettholde en normal kroppsvekt. Alt som forstyrrer denne balansen kan føre til at individer blir undervektige, overvektige eller overvektige. Diverse signaler, sentrale og perifere deltar i reguleringen av energibalansen. Fett har blitt betraktet som et endokrint organ på grunn av de mange peptider og hormoner som det hemmer som virker på perifert og sentralt vev, og deres bidrag til insulinresistens eller sensitivitet og kroppsvektregulering blant andre funksjoner (Elizondo, 2011). Nylig har skjelettmuskulaturen vist seg å fungere som et perifert endokrine organ ved å frigjøre myokiner, peptidsignaler, som er involvert i reguleringen av metabolske veier (Pedersen og Febbraio, 2012). Senest har et nytt identifisert hormon utskilt av muskelvev i mus, irisin, blitt oppdaget. Irisin virker på hvite fettceller i kultur og in vivo for å stimulere UCP1-ekspresjon og et bredt program for brun-fett-lignende utvikling. Hos mus stimulerer PGC1alfa-uttrykk i muskel økning i uttrykk av FNDC5, et membranprotein som spaltes og skilles ut som dette nye hormonet, irisin. Irisin induseres med trening hos mus og mennesker, og medley økte irisinnivåer i blod forårsaker en økning i energiforbruket hos mus uten endringer i bevegelse eller matinntak (Boström et al., 2012).

Irisin ble derfor umiddelbart antatt som et hormon som påvirker kroppsvekt, fedme og type 2 diabetes mellitus, blant andre tilstander (Sanchis-Gomar et al., 2012). Noen studier har indikert at sirkulerende nivåer av irisin hos mennesker korrelerer positivt med antropometriske parametere som BMI, fettmasse, fettfri masse, og er høyere når disse parameterne øker, det vil si at irisinnivåene er høyere hos overvektige pasienter sammenlignet med magre ( Stengel et al., 2013; Huh et al., 2012; Roca-Rivada et al., 2013; Crujeiras et al., 2014; Pardo et al., 2014). Studier har vist en sammenheng mellom irisinnivåer, insulinresistens og det metabolske syndromet (Park et al., 2013; de la Iglesia et al., 2014; Crujeiras et al., 2014; Pardo et al., 2014). Noen andre har imidlertid funnet en negativ korrelasjon med antropometriske parametere, og funnet lavere irisinnivåer hos overvektige pasienter (Moreno-Navarrete et al., 2013). Det er verdt å merke seg at alle disse studiene er utført på voksne under forskjellige omstendigheter eller sykdomstilstander. Til dags dato er det bare to studier som evaluerer irisinnivåer hos barn. En fant at et 1 år langt livsstilsintervensjonsprogram var assosiert med forbedring av antropometriske og metabolske parametere og førte til en økning i irisinnivåer hos overvektige barn, selv om det ikke ble funnet noen sammenheng mellom irisinnivåer og antropometriske markører (Blüher et al., 2014) ). Den andre studien undersøkte normalvektige saudiske barn og fant korrelasjoner mellom sirkulerende irisin og glukose og HDLc, men en negativ assosiasjon med insulinresistens (Al-Daghri et al., 2014).

Dessuten har assosiasjoner mellom irisinnivåer og adiponectin, leptin og resistin i settet av fedme blitt utforsket. Leptin spiller en sentral rolle i å regulere energihomeostase, matinntak og mange nevroendokrine funksjoner, spesielt utløser puberteten hos barn. Leptin er økt hos overvektige pasienter, assosiert med en leptin-resistent tilstand (Blüher og Mantzoros, 2009). Adiponectin er et insulinsensibiliserende hormon; overvektige pasienter har lavere nivåer enn normalvektige. Sirkulerende adiponektinnivåer er lave ved sentral fedme (Dalamaga et al., 2012), og dette lave nivået har vært assosiert med det metabolske syndromet i alle aldre (Siitonen et al., 2011). Resistin har blitt assosiert med insulinresistens, og nylig som et proinflammatorisk adipocytokin (McTernan et al., 2006). Noen studier har funnet en negativ korrelasjon mellom irisin- og adiponektinnivåer (Park et al., 2013), mens andre ikke har funnet noen sammenheng verken med leptin eller adiponectin (Blüher et al., 2014) her er fortsatt motstridende data angående assosiasjonen av irisin med antropometriske parametere, fedme og det metabolske syndromet, så vel som dets assosiasjon med andre adipokiner, og viktigst av alt, det er knappe data om disse assosiasjonene hos barn, vil målet med denne studien være å korrelere de sirkulerende irisin- og adipokinnivåene på tvers av et bredt spekter av kroppsmasseindeks som spenner fra underernærte til overvektige samt med insulinresistens og risikofaktorer for metabolsk syndrom hos latinamerikanske barn.

Det er fortsatt motstridende data om assosiasjonen av irisin med antropometriske parametere, fedme og det metabolske syndromet, så vel som dets assosiasjon med andre adipokiner, og viktigst av alt, det er knappe data om disse assosiasjonene hos barn. Derfor vil formålet med denne studien være å korrelere de sirkulerende irisin- og adipokinnivåene over et bredt spekter av kroppsmasseindeks som spenner fra underernærte til overvektige samt med insulinresistens og risikofaktorer for metabolsk syndrom hos latinamerikanske barn.

Studiepopulasjon Populasjonen er tidligere beskrevet. (Elizondo-Montemayor et al., 2014) En åpen invitasjon ble sendt til barn i skolealder fra åtte offentlige skoler som er representativt for alle geografiske områder i Monterrey, den nest største byen i México. Barn som aksepterte invitasjonen ble tilfeldig valgt og screenet i henhold til BMI-persentiler. Utvalgsstørrelsen er 40 barn. Befolkningen vil bli delt inn i fem grupper, 8 per gruppe. Fire av gruppene vil bli delt inn i henhold til CDC kroppsmasseindeks persentilene: 1.) undervekt = <3 persentil; 2.) normalvekt = >3 - < 85 persentil; 3.) Overvekt = >85 - < 95 persentil, og 4.) obese = > 95 persentil. Den femte gruppen vil tilsvare barn med kjent metabolsk syndrom.

Det ble innhentet signert samtykke fra både foreldre/omsorgspersoner og barn. Godkjenninger fra etikk- og forskningskomiteene ved School of Medicine Tecnológico de Monterrey og av Statens helsesekretariat, samt av utdanningsmyndighetene ble oppnådd. Deltakerne mottok ikke tilfredsstillelse under studien.

Antropometrisk og klinisk evaluering Antropometriske målinger ble utført hos alle deltakerne ved hver skole. Høyden ble bestemt til nærmeste 0,5 cm (bærbart Seca® stadiometer, Nord-Amerika) og vekten til nærmeste 0,1 kg mens barn hadde på seg lette klær, ingen sokker eller sko (TANITA TBF 300® skala, Arlington, Illinois). Prosentandel kroppsfett (%BF) ble målt ved bioimpedans (samme TANITA-skala). WC ble målt til nærmeste 0,1 cm i nivå med navlen med et fleksibelt glassfiberbånd mens forsøkspersonene ble stående, etter å ha pustet forsiktig ut og uten klær på området. Tricipital hudfold (TSF) ble målt ved bruk av en Lange hudfold-skyvelære. BMI ble beregnet ved vekt-kilogram delt på kvadratet av høyde-meter. Fettmasse og fettfri masse ble beregnet i henhold til de spesifikke forhåndsbestemte formlene. Målinger ble utført til samme tid hver dag av de samme tre trente registrerte dietistene (RD) hos alle barn for å kontrollere inter-observatørvariabiliteten. Blodtrykket ble målt av samme lege ved bruk av et aneroid sfygmomanometer (Welch-Allyn®) etter American Heart Association (AHA) teknikk; to målinger ble oppnådd mens deltakerne ble roet og satt.

Laboratorievurdering Blodprøver ble tatt etter en 12-timers faste over natten og ble holdt ved 2 til 8°C og sentrifugert i løpet av de første 3 timene. Totalt serumkolesterol (TC), HDL-C, lavdensitetslipoproteinkolesterol (LDL-C), triglyserider (TG) og glukose ble målt ved reflekterende fotometri (Beer-Lamberts lov) ved bruk av en automatisert analysator (Architect c8000; Abbott Laboratories , Abbott Park, IL), med en intra- og inter-assay koeffisientvariasjon under 4,7 %. Plasmaprøver ble deretter lagret ved -80°C. Irisin, adiponectin, insulin og leptin vil bli målt i plasmamedier ved bruk av kommersielle ELISA-sett. Analysene vil bli utført i 96-brønners mikroplater i henhold til produsentens instruksjoner (Irisin, adiponectin, insulin og leptin ELISA kit; Phoenix Pharmaceuticals, Inc., Burlingame, CA, USA). Absorbansen fra hver prøve vil måles i duplikat ved bruk av en spektrofotometrisk mikroplateleser ved bølgelengde 450 nm (BioTek Instruments, Winooski, VT, USA).

Statistiske metoder MINITAB versjon 16 (Minitab Inc., State College, PA, USA) vil bli brukt til å analysere forskjellene mellom antropometriske og biokjemiske parametere og irisinnivåer; Microsoft Excel 2007 (Microsoft Corp., Redmond, WA, USA) vil bli brukt til å inkludere inndata. Resultatene vil bli uttrykt som gjennomsnitt ± standardavvik (s.d.), som absolutt tall eller som prosent (%) og deres tilsvarende 95 % konfidensintervall (CI). Sammenligninger mellom grupper for de avhengige variablene vil bli gjort ved å bruke sammenkoblet Students t-test for gjennomsnitt og McNemar-test for proporsjoner. For uavhengige variabler vil normaliteten bli revidert både grafisk og ved Shapiro-Wilk-testen, og deretter vil sammenligningene mellom grupper bli bestemt ved hjelp av z-test. For å vurdere sammenhengen mellom antropometriske, kliniske og biokjemiske variabler og irisinnivåer, vil en enkel lineær regresjon bli brukt. Gjennomsnittlig sammenligning mellom kjønnsgrupper vil bli bestemt ved hjelp av t-test for uavhengige utvalg. Alle tester vil bli tolket basert på tosidig hypotese. Signifikansnivået vil i alle tilfeller settes til 0,05.