Endokrynologia Pediatryczna Pediatric Endocrinology

Transkrypt

1 Vol. 7/2008 Nr 2(23) Endokrynologia Pediatryczna Pediatric Endocrinology Adipocytokiny i markery zapalenia w zespole metabolicznym u młodzieży Adipocytokines and Markers of Inflammation in Adolescents with Metabolic Syndrome 1 Barbara Głowińska-Olszewska, 1 Mirosława Urban, 2 Alicja Koput 1 II Klinika Chorób Dzieci, Kierownik: prof. dr hab. Mirosława Urban 2 Zakład Pediatrycznej Diagnostyki Laboratoryjnej, Kierownik: prof. dr hab. Jolanta Wysocka; Uniwersytet Medyczny w Białymstoku; ul. Waszyngtona 17, Białystok Adres do korespondencji: dr n. med. Barbara Głowińska Olszewska; II Klinika Chorób Dzieci; Dziecięcy Szpital Kliniczny; ul. Waszyngtona 17; Białystok; tel./fax.: (048) ; bglowinska@poczta.onet.pl Słowa kluczowe: adipocytokiny, markery zapalne, zespół metaboliczny, młodzież Key words: adipocytokines, markers of inflammation, metabolic syndrome, adolescents STRESZCZENIE/ABSTRACT Wstęp. Populacja otyłych dzieci stanowić może cenne źródło informacji o patofizjologii i mechanizmach prowadzących do rozwoju licznych patologii związanych z otyłością, m.in. zespołu metabolicznego (ZM). W centrum zainteresowania znalazły się obecnie czynniki uwalniane przez tkankę tłuszczową, takie jak cytokiny zapalne, kwasy tłuszczowe czy adipocytokiny. Działają one ogólnoustrojowo, wpływając na metabolizm i stan układu krążenia. Celem pracy była była ocena stężenia wybranych adipocytokin (adiponektyny, leptyny i rezystyny) oraz markerów stanu zapalnego (białko CRP, TNFα) u młodzieży z ZM w porównaniu do grupy zdrowych rówieśników oraz analiza zależności badanych substancji z poszczególnymi elementami składowymi zespołu. Materiał i metody. Do badań zakwalifikowano w sumie 23 pacjentów z rozpoznanym ZM, w wieku 15,5±2,1 lat. Grupę kontrolną stanowiło 20 zdrowych nastolatków dobranych pod względem wieku (16,0±1,5 lat) i płci. Schorzenie rozpoznawano na podstawie zmodyfikowanych kryteriów wg WHO i ATP III. Stężenie adiponektyny, leptyny, rezystyny i Il-6 oznaczono metodami immunoenzymatycznymi ELISA firmy R&D Systems. Ocenę stężenia hscrp dokonano za pomocą metody immunoturbidymetrycznej, z użyciem odczynnika Tina-quant CRP (Latex) HS, firmy Roche. Wyniki. W grupie młodzieży z ZM stwierdzono, w porównaniu z kontrolą, niższe stężenie adiponektyny: 8,5±4 vs 13,5±5 μg/ml, p=0,001; wyższe leptyny: 26,3±18 vs 9,9±9,6 ng/ml, p= 0,001; wartości rezystyny nie różniły się pomiędzy grupami. Pacjenci z grupy badanej mieli wyższe stężenie hscrp (2,74±6 vs 0,44±0,2 mg/dl; p<0,001) oraz TNFα. (9,5±2 vs 7,5±1 ng/ml; p=0,002). Stwierdziliśmy szereg istotnych zależności pomiędzy badanymi cząsteczkami a poszczególnymi składowymi zespołu metabolicznego. Wykazaliśmy ponadto istotne ujemne zależności pomiędzy adiponektyną a hscrp (r= -0,34; p=0,02) i TNFα (r= -0,51; p=0,0004) oraz dodatnią zależność pomiędzy leptyną a hscrp (r=0,5; p=0,003). Wnioski. 1. U nastolatków z rozpoznanym zespołem metabolicznym stwierdzono istotne różnice w stężeniu badanych adipocytokin oraz markerów stanu zapalnego w porównaniu ze zdrowymi rówieśnikami. Potwierdzać to może znaczną ak- 33

2 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 7/2008;2(23):33-44 tywność biologiczną tkanki tłuszczowej w otyłości już u młodych pacjentów. 2. Liczne istotne korelacje pomiędzy badanymi cząsteczkami a poszczególnym składowymi zespołu metabolicznego, ale również innymi czynnikami ryzyka miażdżycy, mogą świadczyć o istotnym wpływie substancji uwalnianych przez tkankę tłuszczową na rozwój patologii związanych z otyłością już u nastolatków. Endokrynol. Ped., 7/2008; 2(23): Introduction. Obese children constitue a valuable population to study the pathophysiology and mechanisms leading to numerous obesity-related patology like metabolic syndrome (MS). Factors released from adipose tissue, like inflammatory cytokines, fatty acids, adipocytokines have gained great interest recently. These substances exert biologic actions beyond the adipose tissue and influence peripheral metabolic and cardiovascular processes. The aim of the study was to evaluate the concentration of selected adipocytokines (adiponectin, leptin and resistin) and markers of inflammation (CRP protein and TNFα) in adolescents with metabolic syndrome and compare them with healthy peers. We also aimed to estimate correlations between the studied substances with components of MS. Material and methods. We selected 23 patients with recognized MS, aged 15,5±2,1. The control group consisted of 20 healthy adolescents aged 16,0±1,5 years. MS was recognized based on the modification of WHO and ATP III criteria. Levels of adiponectin, leptin, resistin and TNFα were evaluated with the use of immunoenzimatic ELISA kits (R&D Systems). HsCRP was evaluated with the use of immunoturbidimetric method (tina-quant CRP (Latex) HS, Roche). Results. In children with MS we found, in comparison with control, lower level of adiponectin: 8,5±4 vs 13,5±5 μg/ ml, p=0,001; higher of leptin: 26,3±18 vs 9,9±9,6 ng/ml, p= 0,001; resisitn levels did not differ between groups. Adolescents with MS also have higher hscrp level: 2,74±6 vs 0,44±0,2 mg/dl; p<0,001 as well as TNFα: 9,5±2 vs 7,5±1 ng/ml; p=0,002. We found numerous significant correlations between levels of studied particles with components of metabolic syndrome. And we showed significant negative correlation between adiponectin with hscrp (r= -0,34; p=0,02) and TNFα (r= -0,51; p=0,0004) as well as positive correlation between leptin and hscrp (r=0,5; p=0,003). Conclusions. 1. In adolescents with metabolic syndrome we found significant differences in adipocytokines and inflammatory markers concentration compared to healthy control group. This may confirm considerable biological activity of adipose tissue in obesity already in young patients. 2. Numerous significant correlations between studied particles with components of metabolic syndrome as well as with other atherosclerosis risk factors show the important influence of adipose tissue released substances on obesity-related pathology already in adolescents. Pediatr. Endocrinol., 7/2008; 2(23): Wstęp Termin i koncepcję zespołu metabolicznego wprowadził po raz pierwszy Reaven w 1988 r., stwierdzając równoczesne występowanie hiperinsulinemii z wieloma czynnikami ryzyka chorób układu sercowo-naczyniowego u tego samego pacjenta. To współwystępowanie kilku czynników razem powoduje zwiększone ryzyko zachorowania na choroby serca. Oporność na insulinę i otyłość, zwłaszcza centralna, okazały się być wspólnymi wyznacznikami dla pozostałych komponentów zespołu [1]. Zespół metaboliczny uważano do niedawna za wieloczynnikową chorobę dorosłych. Obecnie w medycynie wieku rozwojowego obserwujemy zarówno wzrost występowania otyłości, jak i jej konsekwencji pod postacią nadciśnienia, hiperlipidemii, upośledzonej tolerancji glukozy, czyli podstawowych elementów zespołu metabolicznego. Stąd pojawiło się zainteresowanie tym zespołem u dzieci, którego częstość występowania u otyłych szacuje się na 30% [2, 3]. Do tej pory nie ma opracowanych spójnych i obiektywnych kryteriów rozpoznawania zespołu metabolicznego u dzieci i młodzieży, zdefiniowanie i rozpoznanie zespołu jest jeszcze trudniejsze niż u dorosłych. Dla rozpoznania zespołu metabolicznego u dzieci zazwyczaj wykorzystywane są, jako wzór, definicje WHO (Światowej Organizacji Zdrowia) i ATP III (Adult Treatment Panel III) [4, 5]. Ponieważ jednak proporcje ciała zmieniają się podczas okresu dojrzewania i mogą różnić się u przedstawicieli różnych ras i grup etnicznych, wartości WHR (proporcja obwód talia/biodro) u dzieci są trudne do interpretacji. Biorąc pod uwagę rozpowszechnienie otyłości u dzieci i fakt, że otyłe dzieci, w porównaniu z otyłymi dorosłymi, zazwyczaj nie są zazwyczaj leczone różnymi lekami farmakologicznymi, populacja dziecięca stanowić może cenne źródło informacji o patofizjologii i mechanizmach prowadzących do rozwoju licznych patologii związanych z otyłością. W szczególności w ostatnich latach rozwijają się badania nad mechanizmami i mediatorami następstw otyłości [6]. W centrum zainteresowania znalazły się obecnie czynniki uwalniane przez tkankę tłuszczową. Czynniki te, takie jak: cytokiny zapalne, kwasy tłuszczowe i adipocytokiny wyka- 34

3 zują działanie biologiczne wykraczające poza tkankę tłuszczową. Wiele z nich ma działanie obwodowe i wpływa na metabolizm, czynność śródbłonka i procesy endokrynologiczne [7, 8]. Leptyna jest pierwszą wykrytą adipocytokiną, dla której u dorosłych potwierdzono związek z BMI, lipidami czy insulinoopornością [6, 8]. Najczęstszym problemem w patologii człowieka jest leptynooporność i towarzysząca jej hiperleptynemia, a najważniejszym stanem patologicznym, w którym występują jest otyłość [9]. Adiponektyna, w przeciwieństwie do innych związków uwalnianych z tkanki tłuszczowej wywiera działanie korzystne antyaterogenne, antydiabetogenne i przeciwzapalne. Jej wpływ metaboliczny polega na zwiększaniu insulinowrażliwości, zmniejszeniu glukoneogenezy, w mięśniach szkieletowych zaś na zwiększeniu wychwytu i utylizacji glukozy [6, 10]. Badania na zwierzętach dotyczące rezystyny, wykazały jej istotny wpływ na rozwój insulinooporności, jednak badania u ludzi wykonane do tej pory, nie potwierdzają korelacji rezystyny z masą ciała czy insulinoopornością [6, 11]. Dobrze znanym markerem stanu zapalnego u dorosłych jest białko CRP, produkowane w wątrobie pod wpływem cytokin pochodzących z tkanki tłuszczowej. Zachowanie się białka CRP zostało już szeroko udokumentowane w cukrzycy typu 2, nieprawidłowej tolerancji węglowodanów, w chorobie niedokrwiennej serca. Inne zapalne cytokiny związane z tkanką tłuszczową to TNFα, czy Il-6, przez niektórych zaliczane również do adipocytokin. Cytokiny zapalne i białko CRP związane są z powikłaniami otyłości i chorobami układu sercowo-naczyniowego w wieku dorosłym [12]. Natomiast związek adipocytokin i markerów stanu zapalnego z elementami zespołu metabolicznego i rozwojem wczesnych zmian miażdżycowych u dzieci pozostaje niepoznany. Cel pracy Celem pracy była ocena stężenia wybranych, podstawowych adipocytokin (adiponektyny, leptyny i rezystyny) oraz markerów stanu zapalnego (białko CRP, TNFα) u młodzieży z zespołem metabolicznym, w porównaniu do grupy zdrowych rówieśników oraz analiza zależności badanych substancji z poszczególnymi elementami składowymi zespołu. Materiał i metody Badaniom poddano dzieci i młodzież, pacjentów II Kliniki Chorób Dzieci Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku, hospitalizowanych z powodu otyłości i/lub nadciśnienia tętniczego krwi oraz pacjentów Przyklinicznych Poradni Diabetologicznej, Endokrynologicznej i Kardiologicznej. Do grupy badanej włączono dzieci, u których na podstawie zmodyfikowanych kryteriów wg WHO oraz ATP III rozpoznawano zespół metaboliczny. Za kryteria diagnostyczne przyjęto: 1. Otyłość. Za otyłe uznano dzieci, dla których index masy ciała, określony jako BMI (body mass index - kg/m 2 ) dla płci i wieku wyniósł powyżej 97 centyla [13]. Ze względu na coraz częstsze posługiwanie się w badaniach naukowych wskaźnikiem SDS-BMI w ocenie stopnia otyłości, wyliczono również tą wartość; 2. Nadciśnienie tętnicze krwi, które rozpoznawano na podstawie 24- godzinnego pomiaru ciśnienia tętniczego metodą ABPM (ambulatory blood pressure monitoring) z użyciem aparatu Medilog DX (Oxford). Nadciśnienie tętnicze znamienne rozpoznawano i dziecko włączano do badań, jeśli co najmniej 30% całodobowych pomiarów ciśnienia skurczowego lub rozkurczowego przekraczało 95 centyl dla płci i wieku [14]; 3. Podwyższone stężenie triglicerydów (powyżej 130 mg/dl); 4. Obniżone stężenie HDL cholesterolu (poniżej 40 mg/dl); 5. Nieprawidłowa glikemia na czczo > 110 mg/ dl; 6. Upośledzona tolerancja glukozy >140 mg/ dl w 120 min doustnego testu tolerancji glukozy (OGTT). Badanie przeprowadzano typowo: oznaczano stężenie glukozy i insuliny na czczo, oraz w 120 minut po spożyciu 1,75 g glukozy/ kg masy ciała, max 75 g; 7. Insulinooporność, którą rozpoznawano przy wskaźniku HOMA>2,5. Współczynnik insulinooporności HOMA IR (homeostasis model assessment of insulin resistant) wyliczano według wzoru: stężenie insuliny na czczo (mu/ml) x stężenie glukozy na czczo (mmol/l)/ 22,5 [15]. W przypadku stwierdzenia trzech lub więcej nieprawidłowości rozpoznawano zespół metaboliczny i pacjenta włączano do grupy badanej. Do badań zakwalifikowano 23 pacjentów (13 chłopców i 10 dziewcząt), w wieku średnim 15,5±2,1 lat (od 10 do 35

4 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 7/2008;2(23): lat). Grupę kontrolną stanowiło 20 (10 chłopców i 10 dziewcząt) zdrowych nastolatków dobranych pod względem wieku (śr. 16,0±1,5 lat, od 11 do 18 lat) i płci, z wywiadem rodzinnym nieobciążonym chorobami układu krążenia. Na podstawie ba- dania przedmiotowego oraz podstawowych badań laboratoryjnych (morfologia, mocz, OB) wykluczono ogólnoustrojowy stan zapalny. Charakterystykę badanych grup przedstawia tabela I. Tabela I. Ogólna charakterystyka badanych grup Table I. General characteristics of the study groups Liczba badanych (chłopcy/dziewczynki) Number (boys/girls) Młodzież z zespołem metabolicznym Metabolic syndrome group Grupa kontrolna Control group 23 (13/10) 20 (10/10) Wiek (lata)/ Age (years) 15,5±2,1 16±1,5 Wzrost (m)/ Height (m) 1,73±0,1 1,7±0,1 Masa ciała (kg)/ Body mass (kg) 88,9±20,6* 58,5±9,3 BMI (kg/m 2 ) 29,4±4,3* 20,1±1,9 BMI - SDS 3,05±1,5* -0,31±0,6 Ciśnienie skurczowe/ SBP( mmhg) 134±8* 104±8 Ciśnienie rozkurczowe/ DBP (mmhg) 76±6 73±6 Glukoza na czczo/ fasting glucose (mg/dl) 84±13 81±7,7 Glukoza w 120 OGTT/ glucose in 120 OGTT (mg/dl) 125±22 - Insulina na czczo/fasting insulin (mui/ml) 17,2±8,2* 7,9±2,3 Insulina w 120 OGTT/ insulin in 120 OGTT (mui/ml) 92,7±70,5 - HOMA IR 3,6±1,8* 1,6±0,5 Cholesterol całkowity/ total cholesterol (mg/dl) 182±37* 156±17 LDL cholesterol (mg/dl) 103±34* 81±13 HDL cholesterol (mg/dl) 49±11* 58±11 Triglicerydy/ Triglycerides (mg/dl) 144±100* 78±21 Kwas moczowy/ Uric acid (mg/dl) 6,7±1,3* 4,6±0,7 OGTT oral glucose tolerance test (doustny test tolerancji glukozy) SBP systolic blood pressure DBP diastolic blood pressure * p <0,05 w porównaniu z grupą kontrolną Do badania pobierano 8 cm krwi żylnej, na czczo, po 8-12 godzinnej przerwie nocnej, zawsze przy okazji innych niezbędnych badań. Stężenie adiponektyny, leptyny oraz rezystyny a także interleukiny 6, oznaczono metodami immunoenzyma- tycznymi ELISA firmy R&D Systems z zastosowaniem czytnika ELx 800, (Bio-Tek Instruments, Vermont, USA). Ocenę stężenia hscrp dokonano za pomocą metody immunoturbidymetrycznej, z użyciem odczynnika Tina-quant CRP (Latex) HS, fir- 36

5 my Roche, z zastosowaniem analizatora biochemicznego Hitachi 912 (Japonia). Stężenia lipidów (cholesterol całkowity, triglicerydy, HDL-cholesterol) oceniano z użyciem rutynowych zestawów. Stężenie LDL cholesterolu obliczano za pomocą reguły Friedewalda. Na przeprowadzenie badań uzyskano zgodę Komisji Bioetycznej Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku. Analiza statystyczna Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu programu komputerowego Statistica 6.0. Badane grupy porównywano przy pomocy testu t - studenta dla danych o rozkładzie parametrycznym. Dla danych o rozkładzie nieparametrycznym zastosowano test Mann Whitney U. Do oceny korelacji pomiędzy badanymi zmiennymi posłużono się testem korelacji rang Spearmana. W celu weryfikacji istotności badanych korelacji przeprowadzono analizę wielokrotnej regresji. Wyniki przedstawione są jako średnia ± odchylenie standardowe. Za istotne statystycznie uznano różnice, dla których p<0,05. Wyniki W tabeli I przedstawiono charakterystykę ogólną badanych grup. Zgodnie z doborem grupy badanej, pacjenci z zespołem metabolicznym mieli znamiennie wyższy wskaźnik masy ciała BMI, SDS - BMI, wartości ciśnienia skurczowego, wyższe stężenie triglicerydów, a niższe HDL cholesterolu. W badaniach parametrów przemiany węglowodanowej wykazano istotnie wyższe stężenie insuliny na czczo, przy podobnych wartościach glikemii na czczo oraz istotnie wyższy wskaźnik insulinooporności HOMA. Również inne wykonane badania, niezaliczane do typowych składowych zespołu metabolicznego różnicowały obie grupy: pacjenci z zespołem metabolicznym mieli istotnie wyższe stężenia cholesterolu całkowitego, LDL-cholesterolu oraz kwasu moczowego. W grupie młodzieży z rozpoznanym zespołem metabolicznym stwierdzono, w porównaniu z grupą kontrolną, istotnie niższe stężenie adiponektyny: 8,5±4 vs 13,5±5 μg/ml, p=0,001; wyższe stężenie leptyny: 26,3±18 vs 9,9±9,6 ng/ml, p= 0,001; wartości rezystyny nie różniły się pomiędzy grupami. W zakresie markerów stanu zapalnego również stwierdzono istotne różnice, pacjenci z grupy badanej mieli istotnie wyższe stężenie białka hscrp (2,74±6 vs 0,44±0,2 mg/dl; p<0,001) oraz TNFα. (9,5±2 vs 7,5±1 ng/ml; p=0,002) (tab. II). Tabela II. Adipocytokiny oraz markery zapalenia w grupie młodzieży z zespołem metabolicznym i kontrolnej Table II. Adipocytokines and markers of inflammation in adolescents with metabolic syndrome and control group Adiponektyna/ Adiponectin (μg/ml) Młodzież z zespołem metabolicznym Metabolic syndrome group Grupa kontrolna Control group 8,5±4* 13,5±5 Leptyna/Leptin (ng/ml) 26,3±18* 9,9±9,6 Rezystyna/Resistin (ng/ml) 13,1±6 14,3±7 hscrp (mg/dl) 2,74±6* 0,44±0,2 TNF α (ng/ml) 9,5±2* 7,5±1 * p <0,05 w porównaniu z grupą kontrolną Analiza badanych adipocytokin i markerów zapalenia w zależności od płci, nie wykazała istotnych statystycznie różnic pomiędzy chłopcami a dziewczynkami zarówno w grupie badanej, jak i kontrolnej. Zwraca jednak uwagę tendencja do wyższego stężenia leptyny u dziewcząt z zespołem metabolicznym, natomiast w grupie kontrolnej wyższe stężenie adiponektyny, a niższe TNFα u zdrowych dziewcząt (tab. III). W dalszej części pracy przeanalizowano zależności pomiędzy badanymi adipocytokinami i markerami zapalenia a poszczególnymi składowymi zespołu metabolicznego w grupie badanej i kontrolnej oraz dokonano analizy wzajemnych korelacji pomiędzy adipocytokinami a markerami zapalnymi. Stwierdzono szereg istotnych zależności, które częściowo potwierdzono w analizie regresji wielokrotnej. Adiponektyna istotnie ujemnie korelowała z BMI (r = -0,32), SDS-BMI (r = -0,3), ciśnieniem skurczowym (r = -0,45) i rozkurczowym (r = -0,27), triglicerydami (r = -0,37), natomiast dodatnio HDL cholesterolem (r = 0,48). Nie stwierdzono natomiast istotnych zależności z parametrami przemiany węglowodanowej. Z kolei dla leptyny stwierdzono istotne dodanie zależności z BMI (r = 0,56) oraz SDS-BMI (r = 0,61), jak również z poziomem insuliny na czczo (r = 0,75) i wskaźnikiem HOMA (r = 0,71). Dla rezystywny nie 37

6 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 7/2008;2(23):33-44 Tabela III. Adipocytokiny oraz markery zapalenia w grupie młodzieży z zespołem metabolicznym i kontrolnej w zależności od płci Table III. Adipocytokines and markers of inflammation in adolescents with metabolic syndrome and control group according to gender Młodzież z zespołem metabolicznym Metabolic syndrome group chłopcy boys dziewczynki girls chłopcy boys Grupa kontrolna Control group dziewczynki girls Adiponektyna/ Adiponectin (μg/ml) 9,4±3 10,3±4 12,4±5 14,6±5 Leptyna/Leptin (ng/ml) 20,1±21 26,9±19 18,4±13 17,9±7 Rezystyna/Resistin (ng/ml) 12,6±7 13,4±3 15±9 13,7±5 hscrp (mg/dl) 1,6±2 2,1±3 0,48±0,2 0,4±0,1 TNF alfa (ng/ml) 9,1±2 8,4±1 8,1±1 6,9±1 stwierdzono żadnych istotnych korelacji. Białko hscrp korelowało istotnie dodatnio, i bardzo silnie (r > 0,7) z wskaźnikami otyłości, ciśnieniem skurczowym (r = 0,72) oraz wskaźnikami insulinooporności (insuliną na czczo: r = 0,62, insuliną w 120 OGTT: r = 0,52 i wskaźnikiem HOMA: r = 0,62). Dla TNFα stwierdzono istotne zależności ze wskaźnikami otyłości (r = 0,28), ciśnieniem skurczowym (r = 0,5) oraz parametrami przemiany lipidowej (r = 0,4 dla triglicerydów, oraz r = -0,35 dla HDL - cholesterolu) (tab. IV). Tabela IV. Analiza korelacji pomiędzy badanymi adipocytokinami i markerami stanu zapalnego a poszczególnymi składowymi zespołu metabolicznego w grupie badanej Table IV. Correlation analysis between studied adipocytokines and inflammatory markers with components of metabolic syndrome in the study group Adiponektyna r = Leptyna r = Rezystyna r = hscrp r = BMI -0,32* 0,56* -0,2 0,75* 0,28* SDS BMI -0,3* 0,61* -0,22 0,71* 0,28* Ciśnienie skurczowe Ciśnienie rozkurczowe TNFα r = -0,45* 0,27-0,28 0,72* 0,5* -0,27* 0,03-0,05 0,14 0,06 Triglicerydy -0,37* 0,17-0,07 0,13 0,4* HDL 0,48* 0,1 0,1-0,17-0,35* Glukoza na czczo Glukoza w 120 OGTT Insulina na czczo Insulina w 120 OGTT 0,08 0,19-0,15 0,11 0,19-0,05 0,26-0,13 0,21-0,28-0,17 0,75* 0,04 0,62* 0,06 0,05 0,25 0,17 0,52* 0,01 HOMA IR -0,18 0,71* -0,003 0,62* 0,08 Analiza korelacji rang Spearmana * p<0,05 38

7 W grupie młodzieży z zespołem metabolicznym stwierdziliśmy istotne ujemne korelacje adiponektyny z parametrami niewchodzącymi w skład zespołu metabolicznego, ale związane z potwierdzonym większym ryzykiem rozwoju choroby niedokrwiennej serca, a mianowicie: cholesterolem całkowitym (r = -0,5, p=0,001) i LDL - cholesterolem (r = -0,53, p = 0,001), oraz kwasem moczowym (r = -0,41, p = 0,27). Z kolei dla TNFα wykazaliśmy dodatnią korelację z cholesterolem całkowitym (r = 0,3 p = 0,045) i kwasem moczowym (r = 0,6, p = 0,001). Przeprowadzona w podobny sposób analiza zależności w grupie dzieci zdrowych wykazała jedynie ujemną korelację pomiędzy adiponektyną a ciśnieniem skurczowym krwi (r = -0,5; p=0,08), dodatnią pomiędzy leptyną a poziomem insuliny na czczo (r = 0,52; p=0,025) i wskaźnikiem HOMA (r=0,47; p=0,04) oraz dodatnią pomiędzy hscrp a BMI (r-0,55; p=0,01). Przeprowadzono również analizę regresji wielokrotnej, w której potwierdzono istotne korelacje pomiędzy: ujemne zależności pomiędzy adiponektyną a BMI (R 2 = 0,43; p = 0,04), adiponektyną a ciśnieniem skurczowym (R 2 = 0,52; p<0,001), adiponektyną, a stężeniem cholesterolu całkowitego (R 2 = 0,59; p = 0,004), stężeniem leptyny a BMI (R 2 = 0,47; p<0,01), leptyną a stężeniem insuliny na czczo (R 2 = 0,4; p = 0, 001), hscrp a stężeniem insuliny w 120 OGTT (R 2 = 0,41; p<0,001). Analiza korelacji jednoczynnikowej rang Spearmana pomiędzy adipocytokinami, a markerami zapalenia wykazała istotne ujemne zależności pomiędzy adiponektyną a hscrp (r = -0,34; p = 0,02) i TNFα (r = -0,51; p = 0,0004) oraz dodatnią zależność pomiędzy leptyną a hscrp (r = 0,5; p = 0,003) (ryc. 1). Nie stwierdziliśmy żadnych istotnych korelacji dla rezystyny. Omówienie Wzrost częstości występowania otyłości u dzieci został już dobrze udokumentowany [16]. Wzrasta nie tylko częstość, ale i stopień ciężkości otyłości, co zostało wykazane w zmianach siatek centylowych dla BMI, gdzie 97 centyl jest obecnie znacznie wyższy niż kilkanaście lat temu [17]. Podobnie jak u osób dorosłych, także u dzieci, nadmierna ilość tkanki tłuszczowej, szczególnie trzewnej, pociąga za sobą zwiększone ryzyko zaburzeń metabolicznych i hemodynamicznych. Zwiększony obwód talii koreluje z nieprawidłowym ciśnieniem tętniczym, skurczowym i rozkurczowym, podwyższonym stężeniem w surowicy całkowitego cholesterolu, cholesterolu LDL, triglicerydów, insuliny i niskim cholesterolu HDL. Konsekwencje otyłości zaczynają pojawiać się w coraz młodszym wieku [6]. W chwili obecnej trwają badania dotyczące możliwych przyczyn licznych patologii rozwijających się na podłożu otyłości, a szczególnym zainteresowaniem cieszą się aktywne biologicznie substancje uwalniane przez tkankę tłuszczową. W naszym badaniu, w grupie dzieci z rozpoznanym zespołem metabolicznym wykazaliśmy istotnie wyższe stężenie leptyny, niższe adiponektyny oraz wyższe stężenie markerów stanu zapalnego: białka CRP i TNFα w porównaniu z kontrolną grupą zdrowych rówieśników. Wyniki naszego badania wykazały również, że u młodzieży z rozpoznanym zespołem metabolicznym występują liczne istotne zależności pomiędzy adipocytokinami i markerami zapalenia a poszczególnymi składowymi zespołu. I tak wszystkie badane cząsteczki, oprócz rezystyny, zależne były od wskaźników otyłości (BMI i SDS BMI) adiponektyna ujemnie, pozostałe dodatnio, również dla większości stwierdzono istotne zależności z ciśnieniem skurczowym. Ponadto adiponektyna i TNFα korelowały istotnie z parametrami przemiany lipidowej, natomiast leptyna i białko hscrp ze wskaźnikami insulinooporności. Podobne wyniki dla adiponektyny wykazali Punhkakee et al. w swoim badaniu dużej populacji dzieci zdrowych. Stężenie adiponektyny korelowało istotnie z parametrami masy ciała, natomiast było niezależne od wskaźników oporności na insulinę [18]. O istotnym wpływie niskich stężeń adiponektyny na insulinooporność przekonują wyniki badań przeprowadzone wśród ludzi dorosłych [19], natomiast prace dotyczące dzieci nie są tak jednoznaczne. Jednak nawet w tej populacji, przy stosowaniu bezpośrednich metod pomiaru insulinooporności, związek z adiponektyną jest znamienny [20, 21]. Związek pomiędzy niskim stężeniem adiponektyny a otyłością, nawet u bardzo młodych otyłych dzieci został już potwierdzony wielu pracach [22]. Ciekawych, nowych informacji dostarczają natomiast prace badające dynamikę zmian stężenia tej adipocytokiny w trakcie terapii odchudzających. Już u otyłych dzieci potwierdzono wzrost adiponektyny wraz ze spadkiem masy ciała [23]. W niedawnym badaniu przeprowadzonym u dorosłych mężczyzn wykazano istotne korelacje adiponektyny z każdym z komponentów zespołu metabolicznego, silniejsze niż dla dotychczas uzna- 39

8 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 7/2008;2(23):33-44 Rycina 1. Analiza korelacji pomiędzy adipocytokinami a markerami zapalenia Figure 1. Correlation analysis between adipocytokines and markers of inflammation wanych CRP, Il-6 czy TNFα.. Sugeruje to, że adiponektyna może być kluczową cząsteczką w rozwoju zespołu metabolicznego i podstawowym markerem tego stanu [24]. Zaś prace innych autorów wykazały niezbicie, że adiponektyna jest wczesnym predyktorem zespołu metabolicznego już u dzieci [25, 26]. Z poznanych adipocytokin, największy, bezpośredni związek z insulinoopornością wydaje się mieć leptyna [27]. Jej wysokie stężenie w otyłości i istotne korelacje ze wskaźnikami insulinooporności wykazano, podobnie jak w naszym badaniu już u otyłych dzieci 6-9 letnich [22]. W odniesieniu do rezystyny prace przeprowadzone wśród ludzi dorosłych, w przeciwieństwie do wyników badań doświadczalnych, nie potwierdzają przeważnie jej bezpośredniego związku z insulinoopornością i otyłością [28, 29]. Natomiast wpływ na stężenie tej adipocytokiny mogą mieć proaterogenne czynniki zapalne, jak na przykład białko CRP czy poziom leukocytów [28, 30]. W aspekcie możliwości wzajemnego wpływu czynników zapalnych i adipocytokin, na szczególną uwagę zasługują stwierdzone przez nas ujemne korelacje pomiędzy adiponektyną a CRP i TNFα oraz dodatnia pomiędzy leptyną a CRP. Podobnie Winer et al. wykazali niezależną od wskaźników oporności na insulinę ujemną zależność między adiponektyną a CRP u dzieci i młodzieży z otyłością [31]. Pojawiają się więc sugestie, że adiponektyna może być substancją łączącą stan zapalny z otyłością i modulować stężenie kluczowego markera zapalenia, jakim jest białko CRP. Inni autorzy wykazali z kolei istotny związek adiponektyny z systemem TNFα i wrażliwością na insulinę u szczupłych osób, potomków pacjentów chorych na cukrzycę typu 2 [32]. Adiponektyna może wpływać na insulinooproność właśnie poprzez działanie na TNFα. W badaniach doświadczalnych wykazano bowiem, że ekspresja tej cytokiny przez adipocyty jest hamowana przez adiponektynę [33]. W naszej pracy nie ocenialiśmy związków badanych substancji z wczesnymi zmianami miażdżycowymi, ale na szczególną uwagę zasługuje praca Pilz S. et al., w której autorzy wykazali w młodej populacji negatywny związek adiponektyny z grubością kompleksu intima media thickness (IMT), markera pierwszych zmian aterogennych [34]. Potwierdzono również istotne korelacje adipocytokin z parametrami reaktywności naczyń (dodatnią dla adiponektyny a ujemną a dla rezystyny), co może świadczyć o ich wpływie na dysfunkcję śródbłonka w grupie otyłych osób z zespołem metabolicznym [28]. Mangge et al. wykazali wyższe stężenie hscrp w grupie dzieci z otyłością prostą w porównaniu do dzieci zdrowych, ale również do dzieci z cukrzycą typu 1 [35]. W naszych poprzednich badaniach 40

9 dotyczących oceny stężenia CRP u dzieci z cukrzycą typu 1, wykazaliśmy istotnie wyższy poziom tego białka w przypadku współistnienia z cukrzycą otyłości i/lub nadciśnienia [36]. Od niedawna pojawiają się doniesienia wskazujące, że zaburzenia metaboliczne związane z insulinoopornością towarzyszą także cukrzycy typu 1 i coraz częściej mówi się o zespole metabolicznym w przebiegu cukrzycy typu 1 [37]. Przeprowadzone ostatnio badania w dużej grupie zdrowych dzieci w wieku szkolnym wykazały istotny związek pomiędzy hscrp a masą ciała, BMI, lipidami oraz markerami insulinooporności [38]. Natomiast inne badania przeprowadzone u dzieci z otyłością prostą nie potwierdziły istotnych zależności pomiędzy CRP a ciśnieniem tętniczym krwi, stężeniem lipidów czy opornością na insulinę. Wyjaśnieniem tych różnic może być fakt, że grupa badana była nieliczna, dość młoda (średnia wieku 10 lat], a także że były to dzieci tylko z otyłością prostą, bez rozpoznanych dodatkowych zaburzeń metabolicznych [39]. Wykazano również możliwość normalizacji stężenia CRP po uzyskaniu spadku masy ciała, co może mieć ważne znaczenie terapeutyczne [39]. Już wcześniej związek pomiędzy otyłością a CRP wykazali Yudkin et al. u ludzi dorosłych. Podwyższone stężenie CRP w otyłości może mieć związek z uwalnianymi z tkanki tłuszczowej cytokinami Il-6 i TNF alfa, o których wiadomo, że stymulują wytwarzanie CRP w wątrobie [40]. Szerokie badania populacji ludzi dorosłych z zespołem metabolicznym wykazały, że obok typowych składowych tego zespołu, jego cechą charakterystyczną jest tzw. stan zapalny o małym nasileniu ( low grade inflammatory state ), uznawany za stan charakteryzujący zapalny proces miażdżycowy, a związany między innymi ze wzrostem stężenia białka CRP [41]. Pojawiły się sugestie, że pomiar stężenia białka CRP powinien być włączony do rutynowej diagnostyki zespołu metabolicznego [42]. Kang et al. wykazali u pacjentów z cukrzycą typu 2 istotny związek hscrp ze wszystkimi składowymi zespołu metabolicznego (korelacja z BMI, cholesterolem całkowitym, LDL cholesterolem, triglicerydami) oraz istotną korelację ze wskaźnikiem IMT tętnic szyjnych [43, 44]. Wyniki naszego badania świadczą, że podobne zależności występują już u młodzieży z zaburzeniami metabolicznymi, zanim rozwinie się u nich pełno objawowa cukrzyca. Rola TNFα w rozwoju insulinooporności jest szeroko dyskutowana [45]. Wyniki naszego badania nie wykazały istotnej zależności pomiędzy tą cytokiną a zaburzeniami gospodarki węglowodanowej, natomiast wykazaliśmy dodatnie korelacje z BMI, ciśnieniem tętniczym krwi i lipidami. Podobnie Reiner et al. pomimo wyższego stężenia TNFα w grupie dzieci otyłych nie wykazał niezależnych korelacji TNFα z insulinoopornością [39]. Inaczej przedstawiają się wyniki badań wśród ludzi dorosłych z zespołem metabolicznym, gdzie wykazano dodatnią korelację tej cytokiny ze wskaźnikiem insulinooporności [46]. W naszych badaniach nie stwierdziliśmy istotnych różnic w stężeniu badanych adipocytokin i markerów zapalenia pomiędzy dziewczynkami a chłopcami w grupie młodzieży z zespołem metabolicznym. Wyniki te są odmienne od większości omawianych w piśmiennictwie. Dobrze bowiem udokumentowano niższe stężenia adiponektyny u dorosłych mężczyzn z porównaniu z kobietami, jak również u chłopców w porównaniu z dziewczętami [18]. Również u młodych, zaobserwowano istotny spadek stężenia adiponektyny u chłopców w miarę dojrzewania i niższy poziom w porównaniu z dziewczętami po osiągnięciu pełnej dojrzałości [23, 47]. Trudno jednoznacznie wytłumaczyć te rozbieżności. Wydaje się, że nasilone zaburzenia metaboliczne badanej grupy, zarówno wśród chłopców jak i dziewcząt, mogły mieć wpływ na zniesienie różnic typowych dla płci w przypadku badania dużych populacji zdrowych osób. Wnioski 1. U nastolatków z rozpoznanym zespołem metabolicznym stwierdzono istotne różnice w stężeniu badanych adipocytokin oraz markerów stanu zapalnego w porównaniu ze zdrowymi rówieśnikami. Potwierdzać to może znaczną aktywność biologiczną tkanki tłuszczowej w otyłości już u młodych pacjentów. 2. Stwierdzono liczne zależności pomiędzy adipocytokinami i markerami stanu zapalnego, a poszczególnym składowymi zespołu metabolicznego i innymi czynnikami ryzyka miażdżycy. Sugeruje to pewien wpływ substancji uwalnianych przez tkankę tłuszczową na rozwój zaburzeń metabolicznych u otyłych nastolatków. 41

10 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 7/2008;2(23):33-44 PIŚMIENNICTWO/REFERENCES [1] Reaven G. M.: Banting lecture Role of insulin resistance in human disease. Diabetes, 1988: 37, [2] Aggoun Y.: Obesity, metabolic syndrome, and cardiovascular disease. Pediatr. Res., 2007: 61, [3] Morrison J. A., Friedman L. A., Gray-McGuire C.: Metabolic syndrome in childhood predicts adult cardiovascular disease 25 years later: the Princeton Lipid Research Clinics Follow-up Study. Pediatrics, 2007: 120, [4] Alberti K. G., Zimmet P. Z.: Definition, diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complications. Part 1: diagnosis and classification of diabetes mellitus provisional report of a WHO consultation. Diabet. Med., 1998: 15, [5] Executive Summary of The Third Report of The National Cholesterol Education Program (NCEP) Expert Panel on Detection, Evaluation, And Treatment of High Blood Cholesterol In Adults (Adult Treatment Panel III). JAMA, 2001: 285, [6] Korner A., Kratzsch J., Gausche R., et al.: New predictors of the metabolic syndrome in children--role of adipocytokines. Pediatr. Res., 2007: 61, [7] Hauner H.: Secretory factors from human adipose tissue and their functional role. Proc. Nutr. Soc., 2005: 64, [8] Koerner A., Kratzsch J., Kiess W.: Adipocytokines: leptin--the classical, resistin--the controversical, adiponectin--the promising, and more to come. Best Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab., 2005: 19, [9] Kopff B., Jegier A.: Adipokines: adiponectin, leptin, resistin and coronary heart disease risk. Przegl. Lek., 2005: 62 Suppl 3, [10] Combs T. P., Pajvani U. B., Berg A. H., et al.: A transgenic mouse with a deletion in the collagenous domain of adiponectin displays elevated circulating adiponectin and improved insulin sensitivity. Endocrinology, 2004, 145: [11] Steppan C. M., Bailey S. T., Bhat S., et al.: The hormone resistin links obesity to diabetes. Nature, 2001: 409, [12] de Ferranti S. D., Rifai N.: C-reactive protein: a nontraditional serum marker of cardiovascular risk. Cardiovasc. Pathol., 2007: 16, [13] Palczewska I., Niedzwiedzka Z.: Somatic development indices in children and youth of Warsaw. Med. Wieku Rozwoj., 2001: 5, [14] Update on the 1987 Task Force Report on High Blood Pressure in Children and Adolescents: a working group report from the National High Blood Pressure Education Program. National High Blood Pressure Education Program Working Group on Hypertension Control in Children and Adolescents. Pediatrics, 1996: 98, [15] Radziuk J.: Insulin sensivity and its measurement: structural commonalities among the methods. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2000: 85, [16] Berenson G. S.: Obesity - a critical issue in preventive cardiology: the Bogalusa Heart Study. Prev Cardiol 2005:8, , quiz [17] Kiess W., Gausche R., Keller A., et al.: Computer-guided, population-based screening system for growth disorders (CrescNet) and on-line generation of normative data for growth and development. Horm. Res., 2001: 56 Suppl 1, [18] Punthakee Z., Delvin E. E., O Loughlin J., et al.: Adiponectin, adiposity, and insulin resistance in children and adolescents. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2006: 91, [19] Weyer C., Funahashi T., Tanaka S., et al.: Hypoadiponectinemia in obesity and type 2 diabetes: close association with insulin resistance and hyperinsulinemia. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2001:, 86, [20] Bacha F., Saad R., Gungor N., et al.: Adiponectin in youth: relationship to visceral adiposity, insulin sensitivity, and beta-cell function. Diabetes Care, 2004: 27, [21] Weiss R., Dufour S., Groszmann A., et al.: Low adiponectin levels in adolescent obesity: a marker of increased intramyocellular lipid accumulation. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2003: 88, [22] Valle M., Martos R., Gascon F., et al.: Low-grade systemic inflammation, hypoadiponectinemia and a high concentration of leptin are present in very young obese children, and correlate with metabolic syndrome. Diabetes Metab., 2005: 31, [23] Reinehr T., Roth C., Menke T., et al.: Adiponectin before and after weight loss in obese children. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2004: 89, [24] Matsushita K., Yatsuya H., Tamakoshi K., et al.: Comparison of circulating adiponectin and proinflammatory markers regarding their association with metabolic syndrome in Japanese men. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2006: 26, [25] Gilardini L., McTernan P. G., Girola A., et al.: Adiponectin is a candidate marker of metabolic syndrome in obese children and adolescents. Atherosclerosis, 2006: 189, [26] Shaibi G. Q., Cruz M. L., Weigensberg M. J., et al.: Adiponectin independently predicts metabolic syndrome in overweight Latino youth. J Clin Endocrinol Metab 2007: 92, [27] Silha J.., Krsek M., Skrha J. V., et al.: Plasma resistin, adiponectin and leptin levels in lean and obese subjects: correlations with insulin resistance. Eur. J. Endocrinol., 2003: 149, [28] Bahia L., Aguiar L. G., Villela N., et al.: Relationship between adipokines, inflammation, and vascular reactivity in lean controls and obese subjects with metabolic syndrome. Clinics 2006: 61,

11 [29] Lee J. H., Chan J. L., Yiannakouris N., et al.: Circulating resistin levels are not associated with obesity or insulin resistance in humans and are not regulated by fasting or leptin administration: cross-sectional and interventional studies in normal, insulin-resistant, and diabetic subjects. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2003: 88, [30]. Kunnari A., Ukkola O., Paivansalo M., et al.: High plasma resistin level is associated with enhanced highly sensitive C-reactive protein and leukocytes. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2006: 91, [31]. Winer J. C., Zern T. L., Taksali S. E., et al.: Adiponectin in childhood and adolescent obesity and its association with inflammatory markers and components of the metabolic syndrome. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2006, 91, [32]. Kowalska I., Straczkowski M., Nikolajuk A., et al.: Plasma adiponectin concentration and tumor necrosis factor-alpha system activity in lean non-diabetic offspring of type 2 diabetic subjects. Eur. J. Endocrinol., 2006: 154, [33]. Maeda N., Shimomura I., Kishida K., et al.: Diet-induced insulin resistance in mice lacking adiponectin/acrp30. Nat. Med., 2002: 8, [34]. Pilz S., Horejsi R., Moller R., et al.: Early atherosclerosis in obese juveniles is associated with low serum levels of adiponectin. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2005: 90, [35]. Mangge H., Schauenstein K., Stroedter L., et al.: Low grade inflammation in juvenile obesity and type 1 diabetes associated with early signs of atherosclerosis. Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes, 2004: 112, [36]. Glowinska-Olszewska B., Urban M., Peczynska J., et al.: hscrp protein in children and adolescents with diabetes type 1. Endokrynol. Diabetol. Chor. Przemiany Materii Wieku Rozw., 2007: 13, [37]. Thorn L. M., Forsblom C., Fagerudd J., et al.: Metabolic syndrome in type 1 diabetes: association with diabetic nephropathy and glycemic control (the FinnDiane study). Diabetes Care, 2005: 28, [38]. Lambert M., Delvin E.E., Paradis G., et al.: C-reactive protein and features of the metabolic syndrome in a population-based sample of children and adolescents. Clin. Chem., 2004: 50, [39]. Reinehr T., Stoffel-Wagner B., Roth C. L., et al.: High-sensitive C-reactive protein, tumor necrosis factor alpha, and cardiovascular risk factors before and after weight loss in obese children. Metabolism, 2005: 54, [40]. Yudkin J. S., Stehouwer C. D., Emeis J. J., et al.: C-reactive protein in healthy subjects: associations with obesity, insulin resistance, and endothelial dysfunction: a potential role for cytokines originating from adipose tissue? Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 1999: 19, [41]. Ridker P. M.: High-sensitivity C-reactive protein, inflammation, and cardiovascular risk: from concept to clinical practice to clinical benefit. Am. Heart. J., 2004: 148, S [42]. Ridker P. M., Wilson P. W., Grundy S. M.: Should C-reactive protein be added to metabolic syndrome and to assessment of global cardiovascular risk? Circulation, 2004: 109, [43]. Kang E. S., Kim H. J., Kim Y. M., et al.: Serum high sensitivity C-reactive protein is associated with carotid intima-media thickness in type 2 diabetes. Diabetes Res. Clin. Pract., 2004: 66 Suppl 1, S [44]. Kang E. S., Kim H. J., Ahn C. W., et al.: Relationship of serum high sensitivity C-reactive protein to metabolic syndrome and microvascular complications in type 2 diabetes. Diabetes Res. Clin. Pract., 2005: 69, [45]. Moon Y. S., Kim D. H., Song D. K.: Serum tumor necrosis factor-alpha levels and components of the metabolic syndrome in obese adolescents. Metabolism, 2004: 53, [46]. Bogdanski P., Pupek-Musialik D., Luczak M., et al.: Czynnik martwicy nowotworów (TNF alfa) w procesie indukcji insulinooporności u osób z otylością prostą. Diabetol. Dośw. i Klin., 2002: 2, [47]. Bottner A., Kratzsch J., Muller G., et al.: Gender differences of adiponectin levels develop during the progression of puberty and are related to serum androgen levels. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2004: 89,