O eixo osso-gordura-pâncreas em crianças

A hipótese geral desta proposta é que a obesidade e o balanço energético positivo em crianças promovem baixo acúmulo de massa óssea e risco para diabetes por meio de eventos que estão mecanisticamente associados e que envolvem o osso como órgão endócrino. Estudos recentes realizados em camundongos descobriram a presença de um eixo único "osso-gordura-pâncreas" que regula a homeostase energética, coordena a partição de energia entre osso e tecido adiposo e afeta a sensibilidade à insulina. O hormônio leptina derivado do adipócito, cujos níveis elevados refletem tanto a adiposidade quanto o balanço energético positivo, inibe a formação óssea por meio da ativação simpática. A diminuição da formação óssea, por sua vez, deprime a sensibilidade à insulina e a secreção por meio da diminuição da produção de osteocalcina subcarboxilada (unOC), um novo hormônio derivado do osso. Embora os dados de camundongos sejam convincentes, esse novo caminho não foi amplamente testado em humanos. Dados esparsos de homens e mulheres adultos sugerem que esse eixo é ativo em humanos e que o unOC é regulado em parte pelo exercício. Não há dados disponíveis sobre o eixo osso-gordura-pâncreas em crianças. Como os fundamentos das trajetórias da composição corporal e da "programação" metabólica são estabelecidos no início da vida, a infância, particularmente durante os primeiros estágios de crescimento e desenvolvimento, é um período especialmente importante para avaliar o eixo osso-gordura-pâncreas. Com esta bolsa piloto, propomos reunir evidências de que essas inter-relações existem em crianças. Os dados deste projeto serão usados ​​para preparar uma proposta do NIH R01 para conduzir uma intervenção baseada no estilo de vida em crianças com o objetivo de reduzir o risco de osteoporose e diabetes tipo 2 e identificar o papel do unOC no metabolismo e na partição de tecidos.

Hipótese 1: A obesidade e o balanço energético positivo em crianças diminuem a massa óssea via elevação da leptina.

Objetivo Específico 1: Determinar a associação entre a massa óssea por DXA e a concentração sérica de leptina em crianças magras e obesas. Prevemos que o peso corporal estará positivamente associado à massa óssea, mas que, em qualquer peso corporal, a massa óssea será menor em crianças obesas e que essa diferença será explicada pela leptina.

Hipótese 2: A supressão mediada pela leptina de unOC diminui a secreção de insulina através da ação na célula β e diminui a sensibilidade à insulina inibindo a secreção de adiponectina do tecido adiposo.

Objetivo Específico 2: Determinar a associação entre a secreção de insulina durante o teste oral de tolerância à glicose (TOTG; a partir da modelagem do peptídeo C) e unOC sérico em crianças magras e obesas. Determinar a associação entre sensibilidade à insulina durante OGTT (derivado de modelagem matemática) e unOC sérico em crianças magras e obesas. Crianças obesas são menos sensíveis à insulina e, em sentido absoluto, secretam mais insulina. No entanto, prevemos que, em qualquer grau de sensibilidade à insulina, a secreção de insulina será menor em crianças obesas e que essa diferença será explicada pelo unOC. O unOC será inversamente associado à leptina sérica e positivamente associado à adiponectina e à sensibilidade à insulina.

Hipótese 3: A atividade física previne a supressão da leptina de unOC e distribui a energia para o mineral ósseo em detrimento do tecido adiposo da medula óssea.

Objetivo Específico 3: Avaliar as inter-relações entre atividade física por acelerometria, massa óssea por DXA e tecido adiposo da medula óssea por ressonância magnética. Prevemos que, em qualquer nível de leptina sérica, as crianças ativas terão maior unOC. Além disso, prevemos que, em qualquer peso corporal, crianças ativas terão maior massa óssea e menor tecido adiposo da medula óssea do que crianças inativas.