Докази порушення денного ритму кортизолу слини у відносинах із ожирінням у дітей
Анотація
Передумови
Метою цього дослідження було вивчити особливості добового ритму кортизолу при ожирінні у дітей та його взаємозв'язок з антропометрією, стадією пубертату та фізичними навантаженнями.
Методи
Тридцять п’ять дітей із ожирінням (середній вік: 11.80 [інтерквартильний діапазон 10.30, 13.30] та середній z-показник ІМТ: 3.21 [інтерквартильний діапазон 2.69, 3.71]) та 22 дитини з нормальною вагою (середній вік: 10.85 [інтерквартильний діапазон 8.98, 12.13] та середній z-показник ІМТ: - 0,27 [міжквартильний діапазон - 0,88, 0,35]). Зразки слини відбирали о 08:00, 16:00 та 23:00 год. Концентрацію кортизолу в 3 моменти часу, відповідні ділянки під кривою (AUC) та денний нахил кортизолу (DCS) порівнювали між двома групами. Оцінювали антропометричні заходи та стадію пубертату, а інформацію про поведінку отримували за допомогою анкет.
Результати
Діти з ожирінням демонстрували значно нижчий рівень кортизолу08: 00 (медіана [міжквартильний діапазон]: 5,79 [3,42,7,73] проти 8,44 [5,56,9,59] нмоль/л, = 0,030) і вище кортизолу23: 00 (медіана [інтерквартильний діапазон]: 1,10 [0,48,1,46] проти 0,40 [0,21,0,61] нмоль/л,
Передумови
Супроводжуючись економічним розвитком та зміною способу життя, поширеність дитячого ожиріння швидко зросла у всьому світі, що призводить до метаболічних захворювань, пов’язаних із ожирінням, у зрілому віці, таких як неалкогольна жирова хвороба печінки, діабет 2 типу та серцево-судинні захворювання [1, 2]. Дійсно, нездоровий спосіб життя та академічні вимоги дітей все частіше впливають на біологічні ритми, що може сприяти ожирінню у дітей та негативним наслідкам для здоров’я [3, 4]. Тому дуже важливо визначити тих, хто сприяє основній фізіології дитячого ожиріння.
Кортизол є основним продуктом осі гіпоталамус-гіпофіз-наднирники (ГПА) і діє як кінцевий ефектор цієї осі на інші системи [5]. Як на моделях на людях, так і на тваринах, кортизол причинно продемонстрував, що сприяє накопиченню жиру та збільшенню ваги, а також гомеостазу глюкози та ліпідному обміну [6, 7]. Враховуючи, що вироблення, секреція та кількість кортизолу регулюються суттєво залежно від часу доби [8], добовий ритм кортизолу є хорошим показником для всебічної оцінки активності осі HPA. Вважається, що ритми кортизолу встановлюються від 2 до 9 місяців у ранньому віці [9], що опосередковується поєднанням впливів, таких як цикл світло-темрява, розвиток пубертату, годування, сон та фізична активність [10]. У нестресових умовах секреція та вивільнення кортизолу відбувається за типовим циркадним ритмом: кортизол швидко збільшується через 30-40 хв після пробудження, після чого різкий спад протягом наступних кількох годин і поступовий спад протягом решти дня до досягнення найнижчий рівень опівночі [11, 12].
У цьому дослідженні ми досліджували особливості добового ритму кортизолу у дітей та підлітків із ожирінням шляхом багаторазового відбору проб кортизолу слини протягом доби. Більше того, ми вивчили взаємозв'язок активності кортизолу зі ступенем ожиріння, стадією пубертату та фізичною активністю. Ця інформація може сприяти нашому розумінню зв'язків між хронічними порушеннями, ожирінням та способом життя, щоб надати нові уявлення про первинну профілактику дитячого ожиріння.
Методи
Учасники
У цьому поперечному дослідженні загалом 57 дітей та підлітків у віці 6–15 років були прийняті на роботу з кафедри ендокринології та охорони здоров’я дітей дитячої лікарні Нанкінського медичного університету з липня 2018 року по червень 2019 року. Відповідно до стандартів ВООЗ [20 ], випробовуваних було поділено на групу з нормальною вагою (- 2 2). Критеріями виключення були такі: (1) хронічні захворювання в анамнезі (крім ожиріння), такі як епілепсія, діабет, гіпотиреоз, пухлини, психічні захворювання, скоростигле статеве дозрівання або низький зріст; (2) використання екзогенних стероїдів протягом останніх 3 місяців; (3) історія хірургічного втручання, травми чи інших стресових подій за останні 3 місяці; (4) використання ліків, які, як відомо, впливають на гормони; або (5) жіночий менструальний період.
Дослідження було схвалено Етичним комітетом дитячої лікарні Нанкінського медичного університету. До включення у дослідження батьки надали письмову інформовану згоду.
Заходи
Антропометричні міри
Усі випробовувані голодували протягом 12 годин протягом ночі та спорожняли сечу та стілець перед вимірами. Склад тіла визначали за допомогою методу біоелектричного імпедансу (Inbody J20, Biospace, Корея), включаючи масу жиру, відсоток жирової маси (FM%) та масу скелетних м’язів. Відповідно до стандартного протоколу, зріст та вага вимірювались досвідченими дослідниками з точністю до 0,1 см та 0,1 кг відповідно. ІМТ розраховували як вагу (у кілограмах), поділену на квадрат зросту (у метрах). Оскільки ІМТ у дітей змінюється залежно від віку та статі, ІМТ був перетворений на z-показник ІМТ згідно зі стандартами розвитку дитини Всесвітньої організації охорони здоров’я (2006). Окружність талії (WC) вимірювали в сантиметрах з точністю до 0,1 см. Співвідношення талії та висоти (WHtR) розраховували як WC (у сантиметрах), поділене на зріст (у сантиметрах).
Стадія пубертату
Професійні педіатри проводили візуальний огляд та пальпацію для визначення стадії пубертату. Самки підбирали для грудей та волосся на лобку, а чоловіки для статевих органів та волосся на лобку [21]. Стадію пубертатного розвитку (I-V період) оцінювали відповідно до стадійних критеріїв Таннера, причому Таннер II був ознакою ініціації статевого дозрівання. Для аналізу різного ступеня розвитку пубертату стадію Таннера класифікували на три рівні: допубертатний (Tanner I), ранній пубертатний (Tanner II та III) та пізній пубертатний (Tanner IV та V) [21].
Аналіз кортизолу слини
Слинний кортизол відображає рівні біологічно активного кортизолу, який не зв’язаний з білками, у сироватці крові та відповідає циркадним варіаціям рівня сироваткового кортизолу [22]. Слинний кортизол сильно корелює з кортизолом у плазмі [23] і менш схильний до мінливості через зміни в кортизолзв’язуючих білках [24]. Завдяки легкому, неінвазивному збору та зручному транспортуванню та зберіганню, слинний кортизол широко використовується для педіатричних досліджень.
Зразки слини відбирали о 8:00, 16:00 та 23:00 год у спокійному стані після голодування 4 год. Для збору слини використовували комерційну трубку Salivette® (SARSTEDT AG & Co, Німеччина), що містить ватяний тампон. Тампон обертали у роті принаймні на 5 хв і вводили назад у пробірку. Зразки кортизолу, які стабільні при кімнатній температурі протягом декількох днів, [23] центрифугували при 1500 об/хв протягом 5 хв протягом 24 год для отримання прозорої слини з низькою в'язкістю, і 500 мкл слини піпетували в ЕР-пробірку мікропіпетка. Зразки слини зберігали при - 80 ° C після дозування.
За допомогою набору реактивів Elecsys та аналізатора імунологічного аналізу Cobas e (Roche Diagnostics GmbH, Німеччина) рівні кортизолу визначали за допомогою електрохімілюмінесцентного імунологічного аналізу (ECLIA) з високою чутливістю 0,054 нг/мл та коефіцієнтами варіації внутрішньо- та міжаналітичного аналізу нижче 10 % Ділянки під кривою відносно землі (AUC) представляють загальну кількість експозиції кортизолу протягом частин добового циклу кортизолу трапецієподібним методом [25]. Добовий нахил кортизолу (ДКС) характеризується як зниження рівня кортизолу протягом дня і обчислюється за формулою підвищення за пробіг як нахил лінії від першого значення часової точки до останньої виміряної точки [26]. Доведено, що немає різниці між лінійною регресією та формулами підвищення під час пробігу [26]. Таким чином, ми розрахували показники ритму осі HPA на основі рівнів кортизолу в 3 часові моменти, AUC08: 00-16: 00, AUC16: 00-23: 00 і AUC08: 00-23: 00, а також DCS.