Vitamin D og den frie hormonhypotesen

Introduksjon:

Vitamin D er et allsidig signalmolekyl med en veletablert rolle i reguleringen av kalsiumhomeostase og beinhelse. Spekteret av vitamin D målorganer har utvidet seg og det har blitt antydet at vitamin D påvirker immunsystemet, endokrine organer som bukspyttkjertel, testikler og eggstokker og flere andre organer (Blomberg Jensen 2014). Mer nylig oppmerksomhet har blitt viet til kirurgiske pasienter som antyder hypovitaminose D for å øke postoperativ morbiditet. (Turan A et al, Zaloga et al). Den perioperative litteraturen er imidlertid hindret av en blanding av akutte og kroniske sykdommer som indikerer kirurgi, ulike typer kirurgi og ulike tidspunkt for vitamin-D-vurderinger (pre- vs postoperativt) (Turan A et al Zaloga et al).

Vitamin-D er et proteinbundet steroidhormon og tolkning av vitamin-D kirurgiske studier krever kunnskap om effekten av klinisk kirurgisk traume i seg selv på vitamin-D fysiologi, slik det er påvist med kortisol, skjoldbruskhormoner og andre steroidhormoner (Kehlet , Brandt, Rem). I motsetning til andre steroidhormoner avhenger vitamin D av en to-trinns aktiveringsprosess før det er i stand til å binde og aktivere vitamin D-reseptoren (VDR). Først ved 25-hydroksylering (CYP2R1) i leveren, som danner 25-hydroksyvitamin D (25-OHD). 25-OHD er også biologisk inaktiv, men brukes klinisk for å bestemme vitamin D-status fordi serum 25-OHD-nivåer er assosiert med rakitt, beinhelse og kalsiumhomeostase. Sirkulerende 25-OHD er bundet til vitamin D-bindende protein (DBP) (Prosser og jones 2004). Dette komplekset filtreres i glomerulus og transporteres deretter inn i de proksimale tubulicellene ved megalinmediert opptak (Nykjær 1999). Her gjennomgår 25-OHD 1α-hydroksylering (CYP27B1) og den resulterende 1,25(OH)2D3 binder og aktiverer vitamin D-reseptoren (VDR). Det faktum at den proteinbundne fraksjonen tas opp av megalin skiller seg fra metabolsk clearance og/eller aktivering av andre steroidhormoner og stiller spørsmål ved om frihormonhypotesen er anvendelig for vitamin D-systemet. Det faktum at bindende proteiner går tapt under kirurgisk stress indikerer at denne pasientgruppen er ideell for å studere total versus frie hormonkonsentrasjoner og mulige sekundære endringer for eksempel i serum PTH og kalsium på grunn av funksjonelle hormonelle avvik.

Mål med studiet:

Hensikten med denne studien er å beskrive endringer i vitamin D-parametere før, under og etter et veldefinert elektivt kirurgisk traume (kneartroplastikk) og å sammenligne disse endringene med et annet steroidhormon (testosteron og østrogener). Hypotesen er at dyptgripende endringer i fritt og totalt vitamin D vil oppstå som et resultat av endringer mellom intravaskulære vs ekstravaskulære proteinrom under kirurgisk traume.

DESIGN Dette er en prospektiv observasjonsstudie

Pasienter og metoder 20 ellers friske pasienter (10 menn og 10 kvinner) i alderen 50-75 år som gjennomgår elektiv total kneprotese i ortopedisk kirurgisk avdeling, Hvidovre sykehus. Alle pasienter gjennomgår standard anestesi og smertestillende behandling i et fast-track-oppsett med utskrivning ikke tidligere enn 48 timer postoperativt.(Husted et al 2011) Eksklusjonskriterier er

• inntak av høydose vitamin D (over 10 mikrogram daglig),
• alvorlige komorbiditeter som tidligere hjerteinfarkt, hjerte-, nyre- eller leversvikt, alvorlige revmatologiske lidelser, eksisterende endokrine forstyrrelser i skjoldbruskkjertelen, bukspyttkjertelen, testiklene, binyrene,
• Forstyrrelser relatert til kalsiummetabolisme, hyperkalsemi,
• Granulomatøs sykdom som Wegener, tuberkulose, etc,
• Tidligere eller nåværende ondartet sykdom, inflammatorisk tarmsykdom
• Nåværende bruk av medisiner som påvirker proteinbinding og nyreutskillelse (allopurinol, diuretika, hormoner. immunsuppressiv terapi)
• Forhøyet serumkreatinin
• Ikke-europeisk etnisitet

BEREGNING AV PRØVESTØRRELSE OG STATISTIKK I denne assosiasjonsstudien med 20 deltakere estimerer vi basert på studiene utført med kortisol og andre steroidhormoner at kohortstørrelsen er tilstrekkelig til å vise kinetikken i vitamin D-metabolismen etter operasjonen.

SCREENING OG TIDSKURS Menn og kvinner, som utredes ved Ortopediavdelingen ved Hvidovre sykehus, vil bli screenet for valgbarhet til studien. De som oppfyller kriteriene for deltakelse vil bli informert, og om de samtykker tildelt studien. Studien vil bli igangsatt januar 2015 og avsluttes når siste person er inkludert senest april 2015.

Hver person vil få utført én blodprøve før operasjonen og 2, 6, 24 og 48 timer postoperativt. Tre uker etter inkludering vil pasientene få tatt en siste blodprøve.

Blodprøver Venusblod tas preoperativt før i.v. væskeadministrasjon, 2, 6, 24,48 timer og 3 uker postoperativt. Serum må fryses innen 1 time og lagres ved minus 20 grader celsius frem til analyse.

RESULTATMÅLINGER

• Primære endepunkter

  •Endringer totalt og beregnet fri 25-hydroksyvitamin D og 1,25dihydroksyvitamin D postoperativt.

• Sekundære endepunkter

  • Serumkonsentrasjoner av totalt kalsium, albuminkorrigert kalsium, fosfat, alkalisk fosfatase, vitamin D-bindende protein og parathyroidhormon (PTH)
  • Totalt og beregnet fritt testosteron og østradiol hos henholdsvis menn og kvinner.
  • er endringene i kjønnshormoner forskjellige fra vitamin D
  • Serumgonadotopinnivåer
  • kjønnsavhengighet. Er endringene i vitamin D tilgjengelighet avhengig av kjønn.
  • avhengighet av preoperativ vitamin D-status. Er endringene i vitamin D tilgjengelighet avhengig av baseline serum vitamin D status
  • Endringer i serumkonsentrasjoner av antatte regulatorer og nedstrøms signaler osteocalcin, fibroblas vekstfaktor 23 (FGF23), osteopontin, RANKL, osteoprotegerin (OPG), alfa Klotho, Sclerostin og IGF-1.
  • Temporale endringer i serumnivå av bindende proteiner. forskjeller for vitamin D-bindende protein, albumin og kjønnshormonbindende globulin.

ANALYSE OG INTERVENSJON

Reproduktive hormoner og vekstfaktorer vil bli analysert ved avd. av GR, Rigshospitalet. Andre serumanalyser vil bli analysert ved Institutt for klinisk biokjemi, Holbæk og Aarhus Kommune Sykehus

ETIKK OG BIVIRKNINGER Alle pasientene vil ha fullført undersøkelsen før de inviteres til studien. De vil bli informert om potensielle bivirkninger, og de kan forlate rettssaken når som helst uten konsekvenser. Alle deltakere vil bli informert og veiledet i henhold til deres VD-status 3 uker etter operasjonen. Denne studien utgjør ingen ytterligere risiko for pasientene bortsett fra de 5 perioperative blodprøvene (hver 8 ml totalt 40 ml per pasient), da alt annet er i henhold til standard klinisk praksis.

PUBLIKASJON AV RESULTATER Alle resultater, positive eller negative vil bli sendt til fagfellevurderte vitenskapelige tidsskrifter. Data vil suksessivt innhentes og overføres til en statistisk database.