ROLUL PONDEROSTATULUI, AL FACTORILOR ADIPOCITOKINICI ŞI FGF23 ASUPRA OSULUI ȘI RINICHIULUI REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

Transcription

1 ROLUL PONDEROSTATULUI, AL FACTORILOR ADIPOCITOKINICI ŞI FGF23 ASUPRA OSULUI ȘI RINICHIULUI REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT CONDUCĂTORI ŞTIINŢIFICI Prof. Dr. Dumitru BRĂNIȘTEANU Prof. Dr. Adrian Constantin COVIC DOCTORAND Ştefana-Cătălina BRĂNIȘTEANU (BÎLHA) 2018

2 Teza de doctorat cuprinde partea generală alcătuită din 3 capitole însumând 42 de pagini, partea personală alcătuită din 6 capitole însumând 99 de pagini, 48 de tabele, 48 de figuri, 328 de referințe bibliografice și o anexă. Cuprinsul și lista de abrevieri sunt păstrate sub aceeași formă ca în teza de doctorat. Tabelele și figurile selectate sunt redate conform numerotării lor în teză. Cuvinte-cheie: obezitate, compoziție corporală, adipocitokine, os, rinichi

3 CUPRINS STADIUL ACTUAL AL CUNOAȘTERII...1 Capitolul 1. Fiziopatologia reglării metabolismului osos și fosfocalcic Modelarea și remodelarea osoasă Factori reglatori ai formării și resorbției osoase Metabolismul mineral/fosfo-calcic: inter-relația os-rinichi PTH Vitamina D FGF Achiziția de masă osoasă Factori genetici Masa musculară Activitatea fizică Factori endocrini Factori nutriționali Demineralizarea osoasă: Osteoporoza primară Date generale Patogeneză Factori de risc Evaluare clinică, imagistică și de laborator. Diagnostic Actualități terapeutice în osteoporoza primară...18 Capitolul 2. Noi potențiali factori reglatori ai masei osoase: ponderostatul, adipocitokinele și FGF Obezitatea și osul Generalități Greutatea corporală, masa osoasă și riscul de fractură Relația dintre masa grasă și metabolismul osos Relația dintre masa grasă și metabolismul osos - studii clinice...25 i

4 2.3. Relația dintre masa slabă și metabolismul osos Relația dintre masa slabă și metabolismul osos - studii clinice Adipocitokinele: noi potențiali factori reglatori ai mineralizării osoase Leptina Adiponectina Resistina FGF23 de la rinichi către os FGF23 și masa osoasă FGF23-un nou liant între obezitate și masa osoasă...35 Capitolul 3. Ponderostatul și rinichiul Generalități Relația obezitate boală renală cronică Scăderea ponderală în BCR...39 CONTRIBUȚII PERSONALE...43 Capitolul 4. Motivația și obiectivele studiului doctoral...43 Studiul 1. Modificarea spectrului factorilor determinanți ai DMO cu statusul menopauzal...43 Studiul 2. Rolul compoziției corporale și al adipocitokinelor în determinarea masei osoase la sexul masculin...44 Studiul 3. FGF23 dincolo de rinichi: un nou determinant al masei osoase în populația generală...45 Studiul 4. Impactul chirurgiei bariatrice asupra rinichiului...46 Capitolul 5. Material și metode Design Populația studiată, criterii de includere și excludere Metode de lucru Factorii studiați Analiza statistică Considerente etice Suport financiar...57 Capitolul 6. Rezultate...58 ii

5 6.1. Modificarea spectrului factorilor determinanți ai DMO cu statusul menopauzal Caracteristici descriptive Analiza de corelație Analiza de regresie liniară Analiza de regresie ierarhică Analiza comparativă pe categorii de greutate Influența activității fizice asupra parametrilor osoși (DMO, CTx), compoziției corporale și concentrației serice de adipocitokine Rolul compoziției corporale și al adipocitokinelor în determinarea masei osoase la sexul masculin Caracteristici descriptive Analiza de corelație Analiza de regresie liniară Analiza de regresie ierarhică Analiza comparativă pe categorii de greutate Influența activității fizice asupra parametrilor osoși (DMO, CTx), compoziției corporale și concentrației serice de adipocitokine la lotul de studiu FGF23 dincolo de rinichi: un nou determinant al masei osoase în populația generală Caracteristici descriptive Analiza de corelație Analiza de regresie liniară Analiza ROC (Receiver Operating Characteristic, Caracteristica de operare a receptorului) Influența greutății corporale asupra nivelului seric de FGF Impactul chirurgiei bariatrice asupra rinichiului Selecția studiilor Caracteristici descriptive Analiza de grup Analiza de subgrup iii

6 Capitolul 7. Discuții Modificarea spectrului factorilor determinanți ai DMO cu statusul menopauzal Rolul compoziției corporale și al adipocitokinelor în determinarea masei osoase la sexul masculin FGF23 dincolo de rinichi: un nou determinant al masei osoase în populația generală Impactul chirurgiei bariatrice asupra rinichiului Capitolul 8. Concluzii Capitolul 9. Elemente de originalitate și perspective deschise de cercetarea doctorală REFERINȚE BIBLIOGRAFICE ANEXA iv

7 ABREVIERI AGB BCR CI Adjustable gastric banding (inel gastric ajustabil) Boală cronică de rinichi Confidence interval (interval de încredere) CKD-EPI Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration (colaborarea epidemiologică în boala cronică de rinichi) CMO CTx DBP DMO DMP1 DXA ECLIA ELISA FGF23 IFN-γ IGF-1 Conținut mineral osos Telopeptidul C-terminal al colagenului tip I Diversiune biliopancreatică Densitate minerală osoasă Dentin Matrix Protein 1 (proteina 1 a matricei dentinei) Dual X-ray Absorptiometry (Absorbţiometrie duală cu raze X) Electro-chemiluminescence Immunoassay (metoda imunochimică cu electrochemiluminiscență) Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (test de imunoabsorbție enzimatică) Fibroblast Growth Factor 23 (factorul de creștere fibroblastică 23) Interferon gamma Insulin-like growth factor 1 (factorul de creștere insulin-like 1) IL-6 Interleukina 6 v

8 ISCD MD MDRD PTH International Society for Clinical Densitometry (Societatea Internațională pentru Densitometrie Clinică) Mean Difference (diferență medie) Modification of Diet in Renal Disease (modificarea dietei în boala de rinichi) Parathormon RANK Receptor Activator of Nuclear Factor- κb (receptorul activator al factorului nuclear κb) RANKL RFG RYGB SG SHBG SUA TGF-β TNF-α U.E. Receptor Activator of Nuclear Factor- κb Ligand (ligandul receptorului activator al factorului nuclear κb) Rata de filtrare glomerulară Roux-en-Y Gastric Bypass (bypass gastric cu ansă în Y) Sleeve Gastrectomy (gastrectomie longitudinală) Sex Hormone-Binding Globulin (globulina de legare a hormonilor sexuali) Statele Unite ale Americii Transforming Growth Factor Beta (factorul de transformare și creștere beta) Tumoral Necrosis Factor Alpha (factorul de necroză tumorală alfa) Uniunea Europeană VDR Vitamin D Receptor (receptorul vitaminei D) vi

9 MOTIVAȚIA ȘI OBIECTIVELE STUDIULUI DOCTORAL Factori non-clasici precum compoziția corporală, adipokinele, globulina de legare a hormonilor sexuali (sex hormone-binding globulin, SHBG) și chiar factorul de creștere fibroblastică 23 (fibroblast growth factor 23, FGF23) au fost recent propuși ca fiind modulatori ai densității minerale osoase (DMO) la ambele sexe (1 5), dar rezultatele obținute au fost adesea contradictorii și limitate: toți acești factori au fost în general studiați separat, însă interacţiunea ponderostat-os este mediată de căi reglatorii polivalente și intricate ce necesită o analiză multilaterală. Spre exemplu, obezitatea prin intermediul nivelurilor crescute de parathormon (PTH) și leptină asociate ar duce la creșterea concentrației de FGF23, la rândul său cu posibile efecte proresorbtive osoase (5, 6). Dacă impactul său osos rămâne incert, obezitatea are cu siguranță consecințe renale nefavorabile prin modificările structurale și funcționale pe care le induce (7). Pe termen lung, chirurgia bariatrică constituie cea mai eficientă metodă de reducere și menținere a greutății (8). Singura meta-analiză publicată ce evaluează efectul chirurgiei bariatrice asupra funcției renale este limitată de absența evaluării comorbidităților și a efectelor nedorite precum și de includerea în studiu doar a pacienților cu afectare renală ușoară (9). Obiectivele studiilor din prezenta cercetare au fost: Evaluarea rolului predictiv al greutății și compoziției corporale, al adipocitokinelor și reglatorilor fosfo-calcici în determinarea masei osoase la femei; Evaluarea factorilor homonali (fosfocalcici, adipocitokinici, sexoizi) și de compoziție corporală ca posibili predictori ai DMO la sexul masculin; Analiza impactului osos al FGF23 la subiecți fără boală cronică de rinichi (BCR); 1

10 Identificarea unor noi factori de risc/de protecție pentru demineralizare osoasă la ambele sexe; Evaluarea efectului chirurgiei bariatrice asupra funcției renale la pacienți cu și fără BCR. MATERIAL ȘI METODE Am efectuat trei studii clinice de tip transversal, corelațional și o meta-analiză: 1) Primul studiu clinic a vizat analiza relației dintre indicele de masă corporală (IMC), compoziție corporală, adipocitokine, reglatori fosfo-calcici (PTH, vitamina D) și os la voluntare de sex feminin cu vârsta între 20 si 80 de ani. Criterii de excludere: cauzele secundare de osteoporoză precum și patologiile sau medicația ce ar putea interfera cu metabolismul osos. 93 de femei (38 premenopauzale și 55 postmenopauzale) semnatare ale unui formular de consimțământ informat au fost în final incluse în cercetare. 2) Al doilea studiu a vizat evaluarea contribuției parametrilor de compoziție corporală și a factorilor adipocitokinici, fosfocalcici (PTH, vitamina D) și sexoizi la reglarea DMO la 30 de voluntari masculini de vârstă tânără și medie (bărbați caucazieni cu vârsta între 20 si 65 de ani), aparent sănătoși, semnatari ai unui consimțământ informat. Criterii de excludere: bărbați vârstnici peste 65 de ani (datorită riscului crescut de comorbidități ce ar putea influența metabolismul osos), osteoporoză primară/secundară, precum și toate patologiile/medicațiile ce pot avea un impact asupra osului. 3) Al treilea studiu clinic vizând relația dintre FGF23 și masa osoasă a fost efectuat pe loturile constituite anterior pentru primele 2 studii clinice (premenopauzal, postmenopauzal, bărbați mai sus), respectând criteriile de includere și excludere deja menționate. Constituirea loturilor de femei și de bărbați pentru primele 3 studii clinice s-a efectuat din rândul pacienţilor ce s- 2

11 au adresat Clinicii de Endocrinologie din cadrul Spitalului Clinic Judeţean de Urgenţe «Sf. Spiridon» Iaşi. Pentru fiecare voluntar s-au efectuat: examen clinic (talie, greutate, IMC), osteodensitometrie prin absorbțiometrie duală cu raze X (Dual X-Ray Absorptiometry, DXA) (DMO, conținutul mineral osos - CMO, T-score, Z-score la nivelul coloanei lombare, șoldului, antebrațului și la nivel de corp întreg - whole-body), analiza compoziției corporale prin DXA (masa grasă totală, masa grasă regională, masa slabă totală, raport masă grasă tronculară/masă grasă regională), completarea unui chestionar de activitate fizică standardizat (General Practice Physical Activity Questionnaire) și determinări serice (leptină, adiponectină, resistină, PTH, 25(OH)D 3, telopeptidul C- terminal al colagenului tip I CTx, FGF23 și doar pentru lotul de bărbați estradiol total, testosteron total și SHBG). Analiza statistică a fost efectuată cu ajutorul SPSS version 20.0 și a cuprins verificarea distribuției normale (testul Shapiro-Wilk), comparații între două sau mai multe categorii de variabile (testul t-student, Mann-Whitney, ANOVA), analiza de corelație (Pearson sau, respectiv, Spearman), analiza de regresie bivariată, multiplă și ierarhică. Pragul de semnificație a fost stabilit la un p<0,05. Datele sunt exprimate ca medie±eroare standard. 4) Studiul 4 a fost reprezentat de o meta-analiză și review sistematic de literatură în care am inclus studii observaționale și trialuri clinice randomizate realizate pe adulți obezi ce au fost supuși chirurgiei bariatrice și care au raportat date referitoare la impactul chirurgiei bariatrice (toate tehnicile) asupra obiectivelor renale (creatinină serică, clearance de creatinină, rata de filtrare glomerulară - RFG, proteinurie, albuminurie, apariția litiazei renale și necesitatea terapiei de susbtituție a funcției renale). Identificarea articolelor relevante s-a efectuat prin utilizarea MEDLINE (de la debut până în octombrie 2017), a bibliotecii Cochrane (volumele 10-12, octombrie 2017) și a site-ului clinicaltrials.gov (august 2017). Cuvintele cheie după 3

12 care s-a realizat căutarea au fost: bariatric surgery (chirurgie bariatrică), weight loss (scădere ponderală), proteinuria (proteinuria), GFR (RFG), chronic kidney disease (boală renală cronică), nephrolithiasis (litiază renală), renal replacement therapy (terapia de supleere a funcției renale). Calitatea studiilor incluse a fost evaluată utilizând scala Newcastle-Ottawa. Protocolul studiului a fost înregistrat în baza de date PROSPERO ce include reviewuri sistematice în domeniul sănătății înregistrate prospectiv, număr de înregistrare CRD Analiza statistică a fost efectuată cu ajutorul ReviewManager version 5.2 (The Cochrane Collaboration 2012) utilizând un model random-effects. Efectul tratamentului (chirurgie bariatrică) a fost exprimat ca diferență medie (mean difference, MD) pentru variabilele continue utilizate, cu 95% interval de încredere (confidence interval, CI). REZULTATE Modificarea spectrului factorilor determinanți ai DMO cu statusul menopauzal Femeile premenopauzale (n=38, vârsta medie de 29,1±1,01 ani, IMC mediu 24,51±1 kg/m 2, Z-score în limite normale pentru vârstă, preponderent sedentare, cu valori în limite normale ale PTH și CTx, dar cu un nivel seric mediu deficitar de vitamina D în valoare de 17,06±1,39 ng/ml) au avut o DMO semnificativ mai mare și o masă grasă totală și tronculară semnificativ mai mici comparativ cu lotul postmenopauzal (n=55, vârstă medie 61±1,14 ani, IMC mediu 29,27±0,72 kg/m 2, preponderent sedentare, T-score în categoria osteopeniei, cu valori normale ale PTH și CTx dar cu un nivel seric insuficient de vitamina D - 21,38±1,36 ng/ml - în condițiile în care 8 voluntare se aflau sub suplimentare cu D3) (fig ). 4

13 Fig Influența menopauzei asupra densității minerale osoase. DMO=densitate minerală osoasă Fig Influența menopauzei asupra compoziției corporale. MS=masa slabă totală, MG=masa grasă totală, MGTr=masa grasă tronculară, MGMI=masa grasă membre inferioare În analiza de regresie la lotul premenopauzal, doar IMC, masa slabă și PTH au rămas predictori independenți ai masei osoase atât în modelele neajustate cât și după ajustarea pentru vârstă. IMC a rămas predictor independent doar pentru CMO col femural, iar asocierea a devenit negativă (coeficient β= -0,67, p<0,05). Masa slabă a contribuit cu 17,6% la variația DMO lombar, 38,1% la variația DMO col femural și 20% la variația DMO whole-body (p<0,01 pentru toate situsurile) (fig. 6.6). PTH fost predictor independent (negativ) doar pentru CMO antebraț 1/3, determinând 28,8% (p<0,05) din variația acestuia. La lotul premenopauzal, adăugarea masei slabe la efectul masei grase totale determină pierderea asocierii între masa grasă totală și DMO col femural tradusă prin scăderea 5

14 coeficientului beta și pierderea semnificației statistice a acestuia (tabel 6.IX). Fig Masa slabă este independent asociată cu DMO la nivelul coloanei lombare, șoldului și whole-body în premenopauză (p<0,01 pentru toate asocierile). DMO= densitate minerală osoasă, MS= masă slabă, whole-body= corp întreg, r 2 linear= coeficientul de regresie Tabel 6.IX. Rezultatele analizei de regresie ierarhică la lotul premenopauzal Premenopauză Variabila dependentă Model Predictor β SEE r 2 1. DMO col femural 1 MG 0,343* 0,11 0,118* 2 MG MS 6-0,368 0,906*** 0,09 0,433*** 1 MG 0,311 0,11 0, DMO șold total MG -0, ,1 0,260** MS 0,654** *p<0,05, **p<0,01, ***p<0,001, cu Bold rezultate statistic semnificative; DMO= densitate minerală osoasă, MG= masa grasă totală, MS= masa slabă totală, β= coeficientul beta standardizat, SEE= eroare standard (standard error of the estimate), r 2 = coeficientul de regresie În analiza de regresie la femeile postmenopauzale, după ajustare pentru vârstă, doar raportul masă grasă tronculară/masă grasă membre inferioare a rămas predictor independent al

15 DMO, contribuind cu 17% la variația DMO lombar și 16% la variația DMO șold total (p<0,05 pentru ambele) (fig. 6.8). Masa slabă este responsabilă de până la 42% din variația CMO șold total (p<0,05) și 19% din variația CMO whole-body (p<0,05), în timp ce resistina contribuie cu 10% la variația CMO lombar (p<0,05) și, respectiv, 17% la variația CMO whole-body (p<0,05) la femeile postmenopauzale. Doar IMC a rămas independent asociat (negativ) cu CTx în modelele de regresie, contribuind cu 11% (p=0,015) la variația acestuia. La lotul postmenopauzal, adăugarea masei slabe la efectul masei grase totale determină pierderea asocierii între masa grasă totală și CMO la nivelul șoldului total, fenomen tradus prin scăderea coeficientului beta și pierderea semnificației statistice a acestuia (tabel 6.X). Fig Asocierea indepenedentă între raportul de distribuție a adipozității și DMO în postmenopauză (p<0,05 pentru toate asocierile). DMO= densitate minerală osoasă, MGTr/MGMI= masă grasă tronculară/masă grasă membre inferioare, whole-body= corp întreg, r 2 linear= coeficientul de regresie 7

16 Tabel 6.X. Rezultatele analizei de regresie ierarhică la lotul postmenopauzal Postmenopauză Variabila dependentă Model Predictor β SEE r 2 1 MG 0,338* 5,74 0,114* 1. CMO șold total MG -0, ,61 0,441*** MS 0,767*** *p<0,05, **p<0,01, ***p<0,001, cu Bold rezultate statistic semnificative; CMO= conținut mineral osos, MG= masa grasă totală, MS= masa slabă totală, β= coeficientul beta standardizat, SEE= eroare standard (standard error of the estimate), r 2 = coeficientul de regresie Nu s-au observat diferențe statistic semnificative între voluntarele fizic active și cele sedentare în nici unul dintre loturi în ceea ce privește IMC-ul, parametrii de compoziție corporală, parametrii osoși și nivelul de adipokine. Rolul compoziției corporale și al adipocitokinelor în determinarea masei osoase la sexul masculin Vârsta medie în lotul de sex masculin (n=30) a fost de 36,43±2,8 ani, voluntarii fiind supraponderali (IMC mediu 25,89±0,97 kg/m 2 ) dar cu o masă osoasă normală pentru vârstă conform Z-score și parametrii hormonali în limite normale cu excepția nivelului mediu de vitamina D care s-a situat la limita dintre insuficiență și deficiență (19,34±2,32 ng/ml). Aproximativ jumătate din subiecții din lot s-au declarat fizic activi (n=16). În analiza de regresie liniară, doar masa slabă, și, într-o mai mică măsură estradiolul total (și nu testosteronul total sau fracția liberă), au rămas predictori independenți ai masei osoase atât în modelele neajustate cât și după ajustare pentru vârstă (fig ). În determinarea DMO sau CMO, adăugarea masei slabe la efectul IMC determină dispariția IMC ca predictor al DMO, tradusă prin scăderea coeficientului beta și pierderea 8

17 semnificației statistice a acestuia în regresie ierarhică (tabel 6.XXV). Fig Asocierea dintre masa slabă și parametrii de masă osoasă la lotul de studiu (p<0,05 pentru toate asocierile). CMO= conținut mineral osos, DMO= densitate minerală osoasă, MS= masa slabă, whole-body= corp întreg, r 2 linear= coeficientul de regresie Fig Asocierea dintre estradiol și DMO whole-body (p=0,025). DMO= densitate minerală osoasă, whole-body= corp întreg, r 2 linear= coeficientul de regresie 9

18 Tabel 6.XXV. Rezultatele analizei de regresie ierarhică la lotul de studiu format din voluntari de sex masculin Variabila dependentă Model Predictor β SEE r 2 1. CMO lombar 2. CMO șold total 3. DMO wholebody 4. CMO wholebody 1 IMC 0,404* 9,46 0,163* 2 IMC MS 10-0,274 0,956** 6,51 0,618* 1 IMC 0,456* 7,75 0,208* 2 IMC MS -0,13 0,828** 5,95 0,55* 1 IMC 0,508** 0,09 0,258** 2 IMC MS 0,144 0,514* 0,08 0,389* 1 IMC 0,520** 329,92 0,270** 2 IMC MS -0,163 0,963*** 203,52 0,732*** *p<0,05, **p<0,01, ***p<0,001, cu Bold rezultate statistic semnificative CMO= conținut mineral osos, DMO= densitate minerală osoasă, IMC= indice de masă corporală, MS= masa slabă totală, whole-body= corp întreg, β= coeficientul beta standardizat, SEE= eroare standard (standard error of the estimate), r 2 = coeficientul de regresie Nu s-au observat diferențe statistic semnificative între voluntarii de sex masculin fizic activi și cei sedentari în ceea ce privește IMC-ul, DMO și nivelul de adipokine. Doar raportul masă grasă tronculară/masă grasă membre inferioare a atins nivelul de semnificație statistică, fiind mai mare la sedentari. FGF23 dincolo de rinichi: un nou determinant al masei osoase în populația generală În cel de-al treilea studiu am inclus voluntarele de sex feminin premenopauzale (n=38) și postmenopauzale (n=55) din primul studiu precum și voluntarii de sex masculin (n=30) din cel de-al doilea studiu, în total 123 de subiecți. Nivelul seric de FGF23 nu a diferit semnificativ între cele 3 loturi. FGF23 s-a corelat negativ cu parametrii de masă osoasă la toate cele 3 loturi (fig ), dar nu s-a corelat cu CTx, cu IMC-ul, cu parametrii de compoziție corporală sau cu nivelul de leptină. Dintre factorii hormonali, FGF23 s-a corelat pozitiv

19 cu PTH la lotul premenopauzal (r= 0,322, p<0,05) și, respectiv, negativ (r= -0,37, p<0,05) la lotul de bărbați. Toate asocierile s- au menținut în analiza de regresie bivariată. Analiza caracteristica de operare a receptorului (Receiver operating characteristic, ROC) privind capacitatea discriminatorie a lui FGF23 între o masă osoasă normală și o masă osoasă scăzută la nivel lombar și de col femural la lotul postmenopauzal nu au atins pragul de semnificație statistică, deși curba pentru colul femural s-a apropiat foarte mult (fig. 6.32). Cu toate acestea, nivelul seric de FGF23 a fost semnificativ mai mare la femeile postmenopauzale cu T-score col femural -1 versus cele cu un T-score col femural normal. Fig Regresia liniară bivariată între FGF23 și CMO antebraț 1/3 la lotul premenopauzal. CMO=conținut mineral osos, r 2 linear= coeficient de regresie Fig Regresia liniară bivariată între FGF23 și CMO antebraț 1/3 la lotul de bărbați. CMO=conținut mineral osos, r 2 linear= coeficient de regresie Fig Regresia liniară bivariată între FGF23 și parametrii de masă osoasă la lotul postmenopauzal. DMO= densitate minerală osoasă, CMO= conținut mineral osos, r 2 linear= coeficient de regresie 11

20 Fig Capacitatea discriminatorie a lui FGF23 privind o masă osoasă scăzută (T-score -1) versus o masă osoasă normală (T-score> -1) la nivel lombar și col femural la lotul postmenopauzal. AUC=area under the curve (aria curbei), sensitivity= sensibilitate, specificity= specificitate, ROC curve= curba caracteristica de operare a receptorului Impactul chirurgiei bariatrice asupra rinichiului 23 de studii cu un scor mediu de 6 pe scala Newcastle- Ottawa ce corespunde unui risc moderat de erori au fost incluse în această meta-analiză și review sistematic. Creatininemia a înregistrat o scădere semnificativă de 0,08 mg/dl (95% CI de la -0,10 la -0,06, p<0,001) după chirurgie bariatrică în grupul total de studii. RFG a scăzut semnificativ la pacienții cu hiperfiltrare (scădere cu 31,87 ml/min, 95% CI de la 38,15 ml/min la 25,59 ml/min, p<0,001), dar nu și în grupul total (diferență post versus pre intervenție: -3,07 ml/min, 95% CI de la -13,89 ml/min la +7,74 ml/min, p=0,58). Chirurgia bariatrică a determinat și o scădere semnificativă a proteinuriei/albuminuriei în grupul total (fig. 6.36). Incidența nefrolitiazei post chirurgie bariatrică și recurgerea la metode de supleere renală post-operator nu au fost în general raportate. La analiza de subgrup a pacienților cu BCR, metaanaliza a demonstrat o ameliorare semnificativă doar a RFG (MD: 10,04 ml/min, 95% CI de la 6,07 la 14,02 ml/min, p<0,001) și nu și a valorilor creatininei post-operator. 12

21 Fig Forrest plot ce redă evoluția proteinuriei în postoperator versus pre-operator DISCUȚII Modificarea spectrului factorilor determinanți ai DMO cu statusul menopauzal Statusul menopauzal și modificările corporale asociate au un impact semnificativ asupra relației dintre compoziție corporală, adipocitokine și os: dacă în premenopauză principalul predictor al DMO a fost masa slabă, după menopauză singurul predictor al DMO după ajustare pentru vârstă a fost raportul de distribuție al adipozității. În studiul de față, efectul IMC asupra DMO a dispărut când a fost analizat împreună cu parametrii de compoziție corporală la ambele loturi. Asocierea negativă IMC-CMO col femural se explică probabil prin faptul că obezii pierd mai multă masă osoasă la nivelul colului femural decât omologii normoponderali (10). IMC-ul pare să aibă totuși un efect general antiresorbtiv în perioada postmenopauzală. Efectele adipozității totale asupra DMO sunt în principal de natură mecanică și mediate de către masa slabă (și nu de către adipokine) în studiul de față, conform criteriilor lui Pluijm et al. (11): masa grasă și masa slabă sunt inter-corelate și amândouă asociate inițial cu DMO/CMO, dar efectul masei grase asupra DMO/CMO dispare după ajustare la masa slabă. Totuși, distribuția țesutului adipos devine cel puțin la fel de importantă ca masa slabă după menopauză, când efectul său osos pozitiv sistemic se menține independent și este posibil mediat de către insulină, scăderea SHBG și creșterea fracțiilor 13

22 libere ale hormonilor sexoizi sau de către un nivel scăzut de adiponectină (12, 13). Studiul de față este primul care evidențiază corelații pozitive între resistină și parametrii de masă osoasă, și anume doar la femeile postmenopauzale, iar rezultatul este concordant cu studiile experimentale (14). Celelalte două adipokine (leptina și adiponectina) nu au avut efecte osoase independente de compoziția corporală. PTH pare să nu aibă valoare predictivă asupra DMO când se găsește în concentrații normale. De asemenea, există posibilitatea ca în cadrul asocierii vitamină D-masă osoasă să intervină diverși factori de confuzie (deficitul de vitamină D). Lipsa unor diferențe statistic semnificative între femeile fizic active și cele fizic inactive la cele două loturi se datorează numărului redus de subiecți cât și completării subiective a chestionarului - metodă indirectă de apreciere a activității fizice. Rolul compoziției corporale și al adipocitokinelor în determinarea masei osoase la sexul masculin Masa slabă este singurul parametru de masă/compoziție corporală care râmâne predictor independent al DMO/CMO la bărbați tineri și de vârstă medie iar luarea în calcul a factorului vârstă nu modifică această asociere. Ce aduce nou studiul de față este analiza relației de mediere de către masa slabă a efectelor IMC-ului asupra osului conform lui Pluijm et al. (11): masa slabă și IMC-ul sunt puternic inter-corelate și inițial asociate cu DMO/CMO în analiza separată; asocierea dintre IMC și DMO/CMO devine însă nesemnificativă în momentul introducerii masei slabe în ecuație. Astfel, efectele presupus protectoare osoase ale IMCului par să fie de natură indirectă, facilitate de către masa musculară (teoria mecanostatică (15)). În studiul de față nu am găsit efecte osoase independente ale masei grasei totale sau regionale asupra osului. 14

23 La sexul masculin par să predomine efectele masei musculare, fapt explicat probabil printr-o masă musculară fiziologic mai mare la sexul masculin și o prevalență crescută a practicării exercițiului fizic (16), care se asociază și cu reducerea adipozității viscerale. Estimarea masei musculare ar trebui să facă parte, pe cât posibil, din evaluarea osoasă la un subiect de sex masculin, mai ales în condițiile în care sarcopenia este factor de risc nu doar pentru demineralizare osoasă, ci și pentru cădere (17), 12% din bărbații cu vârste cuprinse între 40 și 79 ani sunt sarcopenici (17), iar aprecierea masei musculare se poate face simultan cu măsurarea DMO, prin DXA. La sexul masculin, leptina și resistina nu au efecte osoase independente. În schimb, estradiolul total (nu și testosteronul total sau liber) este predictor independent (pozitiv) al DMO whole-body. La sexul masculin estrogenul și receporul său α joacă un rol primordial în menținerea DMO și reducerea riscului de fractură (18). Totuși, testosteronul influențează pozitiv alți parametri osoși precum densitatea și suprafața corticală, având și efecte osoase indirecte prin acțiunile sale asupra masei musculare și reducerii riscului de cădere precum și mediate de aromatizare, IGF-1, citokine (19, 20). Efectul SHBG asupra DMO este posibil dependent de alți factori precum compoziția corporală și hormonii sexoizi. De asemenea, există posibilitatea ca în asocierea dintre vitamina D, PTH și masă osoasă să intervină diverși factori de confuzie precum deficitul de vitamină D sau numărul mic de subiecți. În același timp, este posibil ca efectul PTH și al vitaminei D asupra masei osoase să fie depășit ca importanță de alți factori cumulați (hormonali, activitate fizică, etc) la bărbați tineri cu valori normale ale hormonilor sexoizi și DMO. FGF23 dincolo de rinichi: un nou determinant al masei osoase în populația generală Datele din studiul de față sunt concordante cu cele din literatură privind asocierea în general negativă a FGF23 cu 15

24 DMO, demonstrând acest lucru atât la femei indiferent de statusul menopauzal cât și la bărbați. În studii experimentale FGF23 inhibă în mod direct maturarea osteoblastelor și mineralizarea matricei osoase, probabil prin interferențe la nivelul căii de semnalizare Wnt (21). FGF23 nu s-a dovedit însă un bun discriminator pentru identificarea femeilor postmenopauzale cu osteopenie/osteoporoză. FGF23 a fost propus a fi implicat și în fiziopatologia relației dintre obezitate și os, căile mediatorii preconizate fiind mediate de către PTH sau leptină care ar stimula secreția de FGF23 (6, 22). În studiul de față nu am identificat nici o asociere între FGF23 și greutate, parametrii de compoziție corporală sau leptină, dar subiecții din cele 3 loturi de studiu erau normoponderali sau cel mult supraponderali și prezentau concentrații normale ale PTH. FGF23 s-a corelat totuși cu PTH la lotul de femei premenopauzale (pozitiv) și la lotul de bărbați (negativ). Aceste diferențe își găsesc o posibilă explicație prin efectul dual al FGF23 care inhibă direct secreția de PTH în celulele paratiroidiene, dar pe de altă parte inhibă activarea vitaminei D la nivel renal, ceea ce ar avea drept consecință creșterea PTH (23). Impactul chirurgiei bariatrice asupra rinichiului Această meta-analiză și review sistematic demonstrează ameliorarea funcției renale după chirurgie bariatrică: [1] s-a observat o scădere globală semnificativă a creatininei serice post-intervenție, [2] RFG a scăzut la pacienții cu hiperfiltrare și a crescut la cei cu valori reduse inițial (BCR), [3] proteinuria/albuminuria s-au redus semnificativ în toate studiile în care acestea aveau valori ridicate pre-operator. Incidența nefrolitiazei și a recurgerii la metode de supleere a funcției renale nu au fost în general raportate în studiile incluse în această cercetare. Similar studiului de față, Li et al. (9) au confirmat ameliorarea RFG la pacienți cu hiperfiltrare sau BCR stadiul 2 16

25 și, de asemenea, reducerea semnificativă a proteinuriei dupa chirurgie. Totuși, Li et al. (9) nu au analizat apariția evenimentelor renale nedorite și nu au inclus în studiu pacienți cu BCR moderată sau avansată. Studii prospective de lungă durată care să evalueze complicaţiile generale dar şi cele renale (de tipul litiazei renale sau insuficienței renale acute, în prezent subraportate) ce apar după diferitele proceduri bariatrice sunt necesare. CONCLUZII 1. La sexul feminin, menopauza se asociază cu modificări importante nu doar de greutate și compoziție corporală, ci și în ceea ce privește spectrul factorilor predictivi ai densității osoase: dacă în premenopauză domină efectul masei slabe, după menopauză prevalează distribuția țesutului adipos (deși masa slabă și resistina râmân totuși asociate cu CMO); efectul benefic al unei mase grase totale crescute asupra osului este de natură strict mecanică, mediat fiind de către masa slabă și nu de către adipocitokine, indiferent de statusul menopauzal. 2. La sexul masculin: masa slabă și estradiolul sunt principalii predictori direcți ai masei osoase la bărbați tineri și de vârstă medie, explicând până la 50% din variația DMO whole-body; efectele pozitive asupra osului ale unei greutăți corporale crescute sunt, similar sexului feminin, de tip mecanic prin stress gravitațional, fiind mediate de către masa slabă; 3. Pion central al modificărilor minerale și osoase din BCR și liant al relației rinichi-os, FGF23 s-a asociat negativ cu parametrii de masă osoasă la ambele sexe dar nu a fost un bun discriminator între o masă osoasă normală și osteopenie/osteoporoză la femeile postmenopauzale. 17

26 Mecanismul prin care FGF23 acționează asupra osului nu pare mediat de leptină și rămâne de cercetat. 4. Reglarea ponderostatul prin chirurgie bariatrică are efecte pozitive asupra funcției renale, uniformizând RFG în diverse categorii de afectare renală: se constată creșterea RFG la pacienți cu BCR cu RFG scăzută și, respectiv, scăderea RFG la pacienți cu hiperfiltrare. ELEMENTE DE ORIGINALITATE ȘI PERSPECTIVE DESCHISE DE CERCETAREA DOCTORALĂ Evaluarea compoziției corporale se impune când se estimează capitalul osos și riscul de fractură la ambele sexe. Studiul de față este primul, după cunoștințele noastre, care arată o asociere pozitivă între resistină și os; acest lucru merită investigat în special la pacienții cu diabet care prezintă în mod clasic concentrații serice crescute ale resistinei. Un element original îl reprezintă preluarea unui factor dintrun mecanism patologic precum creșterea FGF23 în BCR și cercetarea acestuia într-o populație aparent sănătoasă. Studiul de față are drept avantaj o primă analiză a asocierii dintre FGF23 și masa osoasă la nivelul tuturor situsurilor în funcție de sex și luând în calcul și relația lui FGF23 cu ceilalți factori reglatori ai metabolismului osos și fosfo-calcic precum PTH și vitamina D. Scăderea în greutate secundară chirurgiei bariatrice are un efect favorabil asupra funcției renale, inclusiv la pacienți cu BCR și poate deveni astfel o opțiune încurajatoare când alte metode de reducere ponderale sunt limitate. BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ 1. Ho-Pham LT, Nguyen UD, Nguyen T V. Association between 18

27 lean mass, fat mass, and bone mineral density: a metaanalysis. J Clin Endocrinol Metab 2014; 99(1): ;99(1):30 8. Available from: 2. Zaidi M, Buettner C, Sun L, Iqbal J. Minireview: The link between fat and bone: does mass beget mass? Endocrinology 2012; 153(5): Bjornerem A, Ahmed LA, Joakimsen RM et al. A prospective study of sex steroids, sex hormone-binding globulin, and nonvertebral fractures in women and men: the Tromso Study. Eur J Endocrinol 2007; 157(1): Manghat P, Fraser WD, Wierzbicki AS et al. Fibroblast growth factor-23 is associated with C-reactive protein, serum phosphate and bone mineral density in chronic kidney disease. Osteoporos Int 2010; 21(11): Shen J, Fu S, Song Y. Relationship of fibroblast growth factor 23 (FGF-23) serum levels with low bone mass in postmenopausal women. J Cell Biochem 2017; 118(12): Grethen E, Hill KM, Jones R et al. Serum leptin, parathyroid hormone, 1,25-dihydroxyvitamin D, fibroblast growth factor 23, bone alkaline phosphatase, and sclerostin relationships in obesity. J Clin Endocrinol Metab 2012; 97(5): Garland JS. Elevated body mass index as a risk factor for chronic kidney disease: current perspectives. Diabetes Metab Syndr Obes 2014; 7: Piche ME, Auclair A, Harvey J et al. How to choose and use bariatric surgery in Can J Cardiol 2015; 31(2): Li K, Zou J, Ye Z et al. Effects of bariatric surgery on renal function in obese patients: a systematic review and meta analysis. PLoS One 2016; 11(10): e Lloyd JT, Alley DE, Hochberg MC et al. Changes in bone mineral density over time by body mass index in the health ABC study. Osteoporos Int 2016; 27(6): Pluijm SM, Visser M, Smit JH et al. Determinants of bone mineral density in older men and women: body composition as mediator. J Bone Min Res 2001; 16(11): Reid IR. Relationships between fat and bone. Osteoporos Int 19

28 2008; 19(5): Heiss CJ, Sanborn CF, Nichols DL. Associations of body fat distribution, circulating sex hormones, and bone density in postmenopausal women. J Clin Endocrinol Metab 1995; 80(5): Thommesen L, Stunes AK, Monjo M et al. Expression and regulation of resistin in osteoblasts and osteoclasts indicate a role in bone metabolism. J Cell Biochem 2006; 99(3): Frost HM, Schonau E. The muscle-bone unit in children and adolescents: a 2000 overview. J Pediatr Endocrinol Metab 2000; 13(6): Adler RA. Osteoporosis in men: a review. Bone Res 2014; 2: Verschueren S, Gielen E, O Neill TW et al. Sarcopenia and its relationship with bone mineral density in middle-aged and elderly European men. Osteoporos Int 2013; 24(1): Vanderschueren D, Laurent MR, Claessens F et al. Sex steroid actions in male bone. Endocr Rev 2014; 35(6): Khosla S. Update in male osteoporosis. J Clin Endocrinol Metab 2010; 95(1): Laurent M, Antonio L, Sinnesael M et al. Androgens and estrogens in skeletal sexual dimorphism. Asian J Androl 2014; 16(2): Liu S, Tang W, Fang J et al. Novel regulators of Fgf23 expression and mineralization in hyp bone. Mol Endocrinol 2009; 23(9): Holecki M, Chudek J, Wiecek A et al. The serum level of fibroblast growth factor-23 and calcium-phosphate homeostasis in obese perimenopausal women. Int J Endocrinol 2011; 2011: Juppner H, Wolf M, Salusky IB. FGF-23: More than a regulator of renal phosphate handling? J Bone Min Res 2010; 25(10):

29 LISTĂ ARTICOLE PUBLICATE PE PERIOADA STUDIILOR DE DOCTORAT ISI Articole publicate din tema tezei de doctorat 1) Bilha SC, Brănișteanu D, Buzdugă C, Constantinescu D, Cianga P, Anisie E, Covic A, Ungureanu MC. Body composition and circulating estradiol are the main bone density predictors in healthy young and middle-aged men. J Endocrinol Invest 2018; [Epub ahead of print] (IF=2,6) 2) Bilha SC, Branisteanu D, Buzduga C, Constantinescu D, Cianga P, Anisie E, Gavrilovici C, Covic A, Ungureanu MC. Modifications in the spectrum of bone mass predictive factors with menopausal status. Endocrine Res 2018; 12: [Epub ahead of print] (IF=1,4) 91?journalCode=ierc20 BDI 1) Florescu A, Bilha SC, Buta C, Vulpoi C, Preda C, Ristescu I, Grigoras I, Branisteanu D. Potential new roles of leptin in health and disease. Rev Med Chir Soc Med Nat 2016; 120(2): ISI Alte articole 1) Hogas S, Bilha SC*, Branisteanu D, Hogas M, Gaipov A, Kanbay M, Covic A. Potential novel biomarkers of cardiovascular dysfunction and disease: cardiotrophin-1, adipokines and galectin-3. Arch Med Sci 2017; 13(4): (IF=1,96) *co- prim autor și autor corespondent

30 2) Bilha SC, Burlacu A, Siriopol D, Voroneanu L, Covic A. Primary prevention of stroke in chronic kidney disease patients: a scientific update. Cerebrovasc Dis 2018; 45: (IF=2,97) 3) Checheriță IA, Manda G, Hinescu ME, Peride I, Niculae A, Bilha S, Gramaticu A, Voroneanu L, Covic A. New molecular insights in diabetic nephropathy. Int Urol Nephrol 2016; 48(3): (IF=1,29) 4) Hogas S, Schiller A, Voroneanu L, Constantinescu D, Timar R, Cianga P, Siriopol D, Bob F, Cianga C, Onofriescu M, Gadalean F, Hogas M, Mihaescu A, Bilha SC, Timar B, Kanbay M, Banach M, Covic A. Predictive value for Galectin-3 and Cardiotrophin-1 in hemodialysis patients. Angiology 2016; 67(9): (IF=2,93) BDI 1) Hogas S, Cianga P, Constantinescu D, Cianga C, Voroneanu L, Popa R, Bilha SC, Covic A. Prognostic values of cardiac biomarkers screening in dialysis patients. Arch Clin Cases 2015; 2(3):