Συγκριτική μελέτη στοιχείων μεταβολικού συνδρόμου, επιπέδων αδιποκινών και ιρισίνης μεταξύ προεφήβων και εφήβων με ιστορικό προωρότητας ή και χαμηλού βάρους γέννησης και παιδιών ίδιας ηλικιακής κατανομής που γεννήθηκαν τελειόμηνα με φυσιολογικό βάρος

Abstract

Background. Large amount of evidence associates low birth weight with increased risk for cardiovascular disease and type 2 Diabetes mellitus in adulthood. Low birth weight predisposes to a more central fat partitioning leading to an adverse adipokine secretion profile promoting insulin resistance which underlies the cardiovascular and metabolic sequalae later in life. Furthermore, irisin, an adipomyokine described as the cytokine which promotes the benefits of exercise, such as weight control and insulin sensitivity, into health, has been found lower in preterm and low-birth-weight newborn babies.Hypothesis. Considering that irisin has not been adequately studied in older children born preterm and/or with a low birth weight, it was assumed that the pattern of irisin production and release, already described in preterm and low birth weight neonates, might persist in childhood and adolescence, and contribute to the increased cardiometabolic risk observed in this population group.Population and Methods. One hundred and sixty preadolescents and adolescents have been studied. Eighty-seven of them (41 boys) were born preterm with a mean gestational age of 31.3 weeks and a mean birth weight of 1561.3 g, whereas 73 (37 boys) were born full-term with a mean gestational age of 38.7 weeks and mean birth weight of 3225.5 g. Birth weight was appropriate for gestational age in the full-term children whereas seven children (8%) from the preterm group were born small for gestational age (SGA). All the children underwent anthropometric and skin fold measurements, body composition analysis with dual X ray absorptiometry (DXA), puberty evaluation according to Tanner stages, biochemistry and hormonal measurement including circulating levels of adiponectin, leptin and irisin.Results. Preterm and full-term group did not differ in terms of demographic and socioeconomic characteristics. Regarding anthropometric and skin fold measurements and DXA analysis, preterm children had significantly larger waist circumference (p=0.036), thicker triceps (p=0.009), subscapular (p=0.002) and abdominal (p=0.023) skin folds, and higher index of central fat deposition (A/G ratio) (p=0.042) compared to full-term peers. Preterm children had also higher diastolic blood pressure: 67.3 mmHg versus 64.5 mmHg in the full-term group (p=0.040). Regarding biochemistry and hormonal assays, preterm children had significantly higher serum levels of alanine aminotransferase [ALT] (17.3 vs 14.9 U/l, p=0.017), higher serum levels of leptin (21.2 vs 15.8 ng/ml, p=0.039), and significantly lower levels of plasma irisin (27.3 vs 32.5 ng/ml, p=0.002) compared to full-term group. Girls had higher adiponectin levels than boys in the whole population (p=0.003) and in the full-term group (p=0.015) and also had higher leptin levels than boys in the whole population (p=0.018) and in the preterm group (p=0.029). The two groups did not differ in terms of the prevalence of the Metabolic syndrome and its components.Irisin correlated positively with gestational age (p=0.014), birth weight (P=0.003), aspartate aminotransferase [AST] (p=0.013), total cholesterol (p=0.05) and HDL-C levels (p=0.013), and negatively with chronological age (p=0.008) and puberty (p=0.005) in the whole population. Multiple regression analysis featured prematurity (beta coefficient=-0.34, p=0.001) and multiplicity (beta coefficient=0.27, p=0.005) as independent predictors of irisin levels. The association of irisin with both prematurity (beta coefficient=−0.35, p=0.001) and multiplicity (beta coefficient=0.27, p=0.006) remained significant after excluding SGA children in sensitivity analysis.Adiponectin correlated positively with insulin sensitivity index QUICKI (p=0.044) and HDL-C (p=0.002), and negatively with chronological age (p=0.033), adiposity indices including body weight (p=0.016), BMI z-score (p=0.004), waist circumference z-score (p=0.007), waist circumference to height ratio z-score (p=0.010) and the index of central fat deposition A/G (p=0.05), as well as γ-GT (p=0.010) and insulin levels (p=0.016), HOMA-IR (p=0.044) and triglyceride levels (p=0.011). A negative correlation of adiponectin with physical activity (p=0.016) and lean mass index (p<0.001) was also found.Leptin correlated positively with many adiposity indices including z-score of body weight (p<0.001), BMI (p<0.001), waist circumference (p<0.001), waist circumference to height ratio (p<0.001), triceps and subscapular skin fold thickness (p<0.001), and the abdominal skin fold thickness (p<0.001), body fat percentage (p<0.001), FMI (p<0.001), index of central fat distibution A/G (p<0.001), fat/lean mass ratio (p<0.001) and LMI (p= 0.012). Also positive correlations between leptin and z-score of systolic (p=0.002) and diastolic (p=0.006) blood pressure, fasting serum glucose (p=0.004) and insulin (p<0.001), HOMA-IR (p<0.001), ALT (p=0.019), γ-GT (p=0.008), triglycerides (p<0.001) and hsCRP (p<0.001) levels were observed. On the contrary, leptin correlated negatively with gestational age (p=0.009), birth weight (p=0.012), lean mass percentage (p<0.001), the insulin sensitivity index QUICKI (p<0.001) and HDL-C (p=0.029).Conclusion. Preterm children showed a more truncal/central fat partitioning in comparison to full-term peers, although they did not present higher prevalence of Metabolic syndrome. The adverse fat deposition in preterm children which regularly evolves to fat tissue dysfunction, is possibly responsible for the higher leptin levels in this group which is further underlined by the numerous associations of leptin with indices of central fat adiposity. Lower irisin levels in former preterm children can also be attributed to differences in fat distribution between groups since visceral fat has been shown to have a minor contribution in circulating irisin levels. The prognostic value of irisin for future cardiometabolic sequalae in former preterm children needs further investigation.

Εισαγωγή. Μεγάλος όγκος επιστημονικών δεδομένων συνδέουν το χαμηλό βάρος γέννησης με την εμφάνιση καρδιαγγειακών νοσημάτων και Σακχαρώδους Διαβήτη τύπου 2 στην ενήλικο ζωή. Άτομα με χαμηλό βάρος γέννησης εμφανίζουν συχνότερα κεντρική κατανομή του λιπώδους ιστού και συνεπακόλουθο παθολογικό προφίλ αδιποκινών που καθοδηγεί την εμφάνιση αντίστασης στην ινσουλίνη η οποία αποτελεί την βάση των καρδιαγγειακών και μεταβολικών επιπλοκών. Επιπλέον, η αδιπομυοκίνη ιρισίνη, που περιγράφηκε ως η ορμόνη που προάγει πολλά από τα οφέλη της σωματικής άσκησης και συγκεκριμένα τον έλεγχο του σωματικού βάρους και την βελτίωση της ευαισθησίας στην ινσουλίνη στον οργανισμό, έχει βρεθεί χαμηλότερη σε νεογνά πρόωρα ή με χαμηλό βάρος γέννησης. Σκοπός. Δεδομένου ότι η ιρισίνη δεν έχει μελετηθεί επαρκώς σε παιδιά μεγαλύτερης ηλικίας με ιστορικό προωρότητας ή χαμηλού βάρους γέννησης, αναπτύχθηκε και ελέγχθηκε η υπόθεση ότι το μοτίβο παραγωγής και έκκρισης της ιρισίνης που διαπιστώθηκε στα πρόωρα και χαμηλού βάρους γέννησης νεογνά μπορεί να παρατείνεται και αργότερα στην παιδική και εφηβική ηλικία και να αποτελεί έναν από τους συνδετικούς κρίκους μεταξύ αυτών των καταστάσεων και του αυξημένου κατοπινού καρδιομεταβολικού κινδύνου. Πληθυσμός-Μέθοδοι. Εξετάστηκαν 160 παιδιά προ- και εφηβικής ηλικίας, εκ των οποίων 87 (41 αγόρια) είχαν γεννηθεί πρόωρα με μέση ηλικία κύησης 31,3 εβδομάδες και μέσο βάρος γέννησης 1561,3 γραμμάρια, και 73 (37 αγόρια) που γεννήθηκαν τελειόμηνα με φυσιολογικό βάρος για την ηλικία κύησης, μέσης ηλικίας κύησης 38,7 εβδομάδων και μέσου βάρους γέννησης 3225,5 γραμμαρίων. Επτά παιδιά από την ομάδα των προώρων (8%) είχαν γεννηθεί με χαμηλό βάρος γέννησης για την ηλικία κύησης (SGA). Στα παιδιά της μελέτης έγινε μέτρηση ανθρωπομετρικών παραμέτρων και πάχους δερματικών πτυχών, ανάλυση της σωματικής σύστασης με απορροφησιομετρία διπλής ενέργειας ακτίνων Χ (DXA), προσδιορισμός του σταδίου εφηβείας κατά Tanner, βιοχημικές και ενδοκρινολογικές εξετάσεις καθώς και μέτρηση των επιπέδων αδιπονεκτίνης και λεπτίνης ορού και ιρισίνης πλάσματος.Αποτελέσματα. Οι δύο ομάδες δεν διέφεραν ως προς τα δημογραφικά και κοινωνικοοικονομικά χαρακτηριστικά. Αναφορικά με τα ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά, τα πρόωρα παιδιά είχαν σημαντικά μεγαλύτερη περίμετρο μέσης (p=0,036), σημαντικά παχύτερες δερματικές πτυχές [τρικεφάλου (p=0,009), υποωμοπλάτια (p=0,002), κοιλιακή (p=0,023)] καθώς και υψηλότερο τον δείκτη κεντρικής κατανομής λίπους (A/G ratio) (p=0,042) συγκριτικά με την ομάδα των τελειόμηνων παιδιών. Επίσης τα πρόωρα παιδιά είχαν σημαντικά υψηλότερη διαστολική αρτηριακή πίεση: 67,3 mmHg έναντι 64,5 mmHg των τελειομήνων (p=0,040). Αναφορικά με τον βιοχημικό και ορμονολογικό έλεγχο, τα παιδιά που γεννήθηκαν πρόωρα είχαν σημαντικά υψηλότερη τιμή της αμινοτρανσφεράσης της αλανίνης [ALT] (17,3 vs 14,9 U/l, p=0,017), σημαντικά υψηλότερη λεπτίνη ορού (21,2 vs 15,8 ng/ml, p=0,039) και σημαντικά χαμηλότερη ιρισίνη πλάσματος (27,3 vs 32,5 ng/ml, p=0,002) συγκριτικά με τα τελειόμηνα. Η αδιπονεκτίνη ήταν σημαντικά υψηλότερη στα κορίτσια συγκριτικά με τα αγόρια στο σύνολο (p=0,003) και στην ομάδα των τελειομήνων (p=0,015). Η λεπτίνη ήταν επίσης σημαντικά υψηλότερη στα κορίτσια συγκριτικά με τα αγόρια στο σύνολο (p=0,018) και στην ομάδα των προώρων (p=0,029). Δεν σημειώθηκαν διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων στο επιπολασμό του Μεταβολικού Συνδρόμου ή στην συχνότητα εμφάνισης ενός ή περισσοτέρων συνιστωσών του. Η ιρισίνη παρουσίασε θετική συσχέτιση με την ηλικία κύησης (p=0,014), το βάρος γέννησης (p=0,003), την οξαλοξική τρανσαμινάση [AST] (p=0,013), την ολική (p=0,05) και την HDL χοληστερόλη (p=0,013), ενώ αρνητική συσχέτιση με την ηλικία (p=0,008) και την εφηβεία (p=0,005) στο σύνολο του πληθυσμού. Η γραμμική πολλαπλή παλινδρομική ανάλυση ανέδειξε την προωρότητα (beta coefficient = -0,34, p=0,001) και την πολυδυμία (beta coefficient=0,27, p=0,005) ως ανεξάρτητους προγνωστικούς παράγοντες των επιπέδων ιρισίνης, εύρημα που δεν τροποποιήθηκε μετά την εξαίρεση των SGA παιδιών από την ομάδα των προώρων: για την προωρότητα (beta coefficient=−0,35, p=0,001) και την πολυδυμία (beta coefficient=0,27, p=0,006).Η αδιπονεκτίνη είχε θετική συσχέτιση με τον δείκτη ευαισθησίας στην ινσουλίνη QUICKI (p=0,044) και με την HDL χοληστερόλη (p=0,002) ενώ αρνητικές συσχετίσεις με την ηλικία (p=0,033), το βάρος σώματος (p=0,016), τα z-scores του ΒΜΙ (p=0,004), της περιμέτρου μέσης (p=0,007) και του λόγου περίμετρος μέσης προς ύψος (p=0,010), τον δείκτης κεντρικής κατανομής του λίπους A/G (p=0,05), την γ-GT (p=0,010), την ινσουλίνη (p=0,016), τον δείκτη αντίστασης στην ινσουλίνη HOMA-IR (p=0,044) και τα τριγλυκερίδια (p=0,011). Αρνητική συσχέτιση παρατηρήθηκε, επίσης, με την σωματική δραστηριότητα (p=0,016) και τον δείκτη άλιπης μάζας σώματος [LMI] (p<0,001). Η λεπτίνη είχε θετική συσχέτιση με πολλούς δείκτες παχυσαρκίας όπως τα z-scores του βάρους σώματος (p<0,001), του ΒΜΙ (p<0,001), της περιμέτρου μέσης (p<0,001), του λόγου περίμετρος μέσης προς ύψος (p<0,001), των δερματικών πτυχών τρικεφάλου και υποωμοπλάτιας (p<0,001), καθώς και την δερματική πτυχή κοιλίας (p<0,001). Επίσης συσχετίστηκε θετικά με το ποσοστό σωματικού λίπους (p<0,001), τον δείκτη μάζας λίπους (FMI) (p<0,001), τον λόγο A/G και fat/lean mass (p<0,001), τον δείκτη LMI (p= 0,012) καθώς και με το z-score της Συστολικής (p=0,002) και Διαστολικής Αρτηριακής Πίεσης (p=0,006), με την γλυκόζη νηστείας (p=0,004), την ινσουλίνη (p<0,001), τον δείκτη αντίστασης στην ινσουλίνη HOMA-IR (p<0,001), την ALT (p=0,019),την γ-GT (p=0,008), τα τριγλυκερίδια (p<0,001) και την hsCRP (p<0,001). Αντίθετα, η λεπτίνη βρέθηκε να συσχετίζεται αρνητικά με την ηλικία κύησης (p=0,009), το βάρος γέννησης (p=0,012), το ποσοστό άλιπης μάζας (p<0,001), τον δείκτη ευαισθησίας στην ινσουλίνη QUICKI (p<0,001) και την HDL χοληστερόλη (p=0,029).Συμπεράσματα. Στη μελέτη μας, τα πρόωρα παιδιά είχαν ενδείξεις περισσότερο κεντρικής κατανομής του λιπώδους ιστού συγκριτικά με τα τελειόμηνα, αν και δεν παρουσίασαν αυξημένη συχνότητα Μεταβολικού Συνδρόμου. Η δυσμενέστερη κατανομή του λίπους στην ομάδα των προώρων που συνεπάγεται κάποιου βαθμού δυσλειτουργία του λιπώδους ιστού, ευθύνεται πιθανότατα για τα υψηλότερα επίπεδα λεπτίνης δεδομένων και των συσχετίσεων της λεπτίνης με δείκτες κεντρικής κατανομής λίπους. Στην διαφορετική κατανομή του λιπώδους ιστού αποδόθηκαν επίσης τα χαμηλότερα επίπεδα ιρισίνης, καθώς έχει περιγραφεί μικρότερη ανταπόκριση και χαμηλότερη παραγωγή ιρισίνης από το σπλαγχνικό λίπος. Η προγνωστική αξία της ιρισίνης για την ανίχνευση ατόμων με αυξημένο κίνδυνο μελλοντικής εμφάνισης καρδιομεταβολικής νόσου χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση.