Διερεύνηση της συσχέτισης του αυξητικού παράγοντα των ινοβλαστών-23 και της πρωτεΐνης Κλωθώ με τη μυϊκή και λιπώδη μάζα σε παιδιά με χρόνια νεφρική νόσο

Abstract

Background: Chronic kidney disease (CKD) is linked to increased body catabolism, resulting in a high risk of muscle and/or fat mass loss. Disorders of the fibroblast growth factor-23 (FGF23)-Klotho axis constitute early mineral and bone disorders. According to experimental studies, the rise of FGF23 leads to the development of systemic inflammation, anemia and iron deficiency, which affect the progress of nutritional disorders, while decline of Klotho protein is associated with muscle atrophy. Objectives: The aim of this thesis was to explore the association of the FGF23-Klotho axis with muscle and fat mass, nutritional disorders, anemia, iron deficiency, systemic inflammation, and with myokine and adipokine expression in children with CKD. Methods: Measurement of serum FGF23 and Klotho and body composition assessment by bioelectrical impedance were performed in 53 patients, 25 healthy controls and in 43 patients after 18 months of follow-up. Serum myokines, adipokines, interleukin-6 (IL-6), total iron binding capacity (TIBC), albumin, iron profile and hemoglobin level were also measured in patients. Moreover, the number of patients with protein-energy wasting was recorded and the malnutrition-inflammation score was measured using clinical and laboratory criteria. In the statistical analysis, adjustments were made for CKD stage and for the other mineral bone parameters. Results: Patients presented reduced lean mass, while patients with end-stage CKD presented significantly reduced fat mass. FGF23 was found increased and Klotho protein reduced in patients. A greater FGF23 increase was observed in end-stage CKD while greater FGF23 changes were observed in patients with worsening CKD stage. FGF23 was associated with reduced lean mass in the first (OR 1.941, 95% CI 1.095-3.442, p=0.023) and second patient timepoint measurements (OR 2.322, 95% CI 1.107-4.870, p=0.026). FGF23-Klotho axis was not correlated to fat mass in patients and to body composition indices in healthy controls. In CKD stage 3-4, FGF23 was correlated to iron (rs=-0.418, p=0.012), transferrin saturation (rs=-0.357, p=0.035) and hemoglobin level (rs=-0.649, p<0.001). FGF23 was also correlated to IL-6 (rs=0.397, p=0.004), TIBC (rs=-0.479, p<0.001) and albumin level (rs=-0.450, p=0.001). FGF23 was associated with protein-energy wasting (OR 5.100, 95% CI 1.559-16.684, p=0.007) and with the malnutrition-inflammation score (rs=0.434, p=0.002). The statistical power of the first association was reduced (p=0.041) while the second association lost statistical significance (p=0.230) after adjustment for hemoglobin and IL-6. In addition, correlation was observed between the myokine myostatin and FGF23 (rs=0.337, p=0.018), between the myostatin/insulin-like growth factor-1 ratio and the Klotho protein (rs=-0.394, p=0.006) and between the adipokine resistin and FGF23 (rs=0.495, p=0.001).Conclusions: FGF23 is associated with the occurrence of sarcopenia, protein-energy wasting and with the malnutrition-inflammation score in children with CKD. No association was observed between Klotho protein and nutritional disorders. FGF23 is associated with anemia, iron deficiency and systemic inflammation, which play a mediating role in the association between FGF23 and nutritional disorders. FGF23-Klotho axis interacts with the myokine expression in CKD.

Εισαγωγή: Στη χρόνια νεφρική νόσο (ΧΝΝ) παρατηρείται αύξηση του σωματικού καταβολισμού, με κίνδυνο την απώλεια μυϊκής ή/και λιπώδους μάζας. Οι διαταραχές του άξονα αυξητικού παράγοντα των ινοβλαστών-23 (FGF23)-πρωτεΐνης Κλωθώ συνιστούν πρώιμες διαταραχές των οστών και μετάλλων. Σύμφωνα με πειραματικές μελέτες, η αύξηση του FGF23 οδηγεί στην εμφάνιση της συστηματικής φλεγμονής, της αναιμίας και της σιδηροπενίας, οι οποίες επηρεάζουν την εξέλιξη των διαταραχών θρέψης, ενώ η μείωση της πρωτεΐνης Κλωθώ συσχετίζεται με τη μυϊκή ατροφία. Σκοπός: Η παρούσα διατριβή διερεύνησε τη συσχέτιση του άξονα FGF23-Κλωθώ με τη μυϊκή και λιπώδη μάζα, τις διαταραχές θρέψης, την αναιμία, τη σιδηροπενία, τη συστηματική φλεγμονή και την έκφραση των μυοκινών και αντιποκινών σε παιδιά με ΧΝΝ. Μέθοδοι: Πραγματοποιήθηκε μέτρηση των παραμέτρων FGF23 και Κλωθώ στον ορό και εκτίμηση της σύσταση του σώματος με βιοηλεκτρική εμπέδηση σε 53 ασθενείς, 25 υγιείς μάρτυρες και σε 43 ασθενείς μετά από παρακολούθηση 18 μηνών. Στους ασθενείς μετρήθηκαν επίσης οι μυοκίνες, οι αντιποκίνες, η ιντερλευκίνη-6 (IL-6), η σιδηροδεσμευτική ικανότητα ολικού σιδήρου (TIBC), η αλβουμίνη, οι δείκτες μεταβολισμού του σιδήρου και η αιμοσφαιρίνη. Παράλληλα, καταγράφηκε ο αριθμός των ασθενών με σύνδρομο εξάντλησης πρωτεϊνών-ενέργειας και μετρήθηκε ο δείκτης υποθρεψίας-φλεγμονής χρησιμοποιώντας κλινικο-εργαστηριακά κριτήρια. Στη στατιστική ανάλυση έγινε προσαρμογή ως προς το στάδιο της ΧΝΝ και τις λοιπές παραμέτρους του μεταβολισμού των οστών και μετάλλων. Αποτελέσματα: Οι ασθενείς παρουσίασαν μειωμένη άλιπη μάζα, ενώ εκείνοι με ΧΝΝ τελικού σταδίου σημαντική μείωση της λιπώδους μάζας. Ο FGF23 βρέθηκε αυξημένος και η πρωτεΐνη Κλωθώ μειωμένη στους ασθενείς. Μεγαλύτερη αύξηση του FGF23 παρατηρήθηκε στη ΧΝΝ τελικού σταδίου ενώ μεγαλύτερες μεταβολές του FGF23 παρατηρήθηκαν στους ασθενείς με επιδείνωση του σταδίου της ΧΝΝ. Ο FGF23 συσχετίστηκε με την εμφάνιση μειωμένης άλιπης μάζας στη πρώτη (OR 1,941, 95% CI 1,095-3,442, p=0,023) και δεύτερη καταγραφή των ασθενών (OR 2,322, 95% CI 1,107-4,870, p=0,026). Δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση του άξονα FGF23-Κλωθώ με τη λιπώδη μάζα στους ασθενείς και με τους δείκτες σύστασης σώματος στους υγιείς μάρτυρες. Στη ΧΝΝ σταδίου 3-4, ο FGF23 συσχετίστηκε με τον σίδηρο (rs=-0,418, p=0,012), τον κορεσμό της τρανσφερρίνης (rs=-0,357, p=0,035) και την αιμοσφαιρίνη (rs=-0,649, p<0,001). Επίσης, ο FGF23 συσχετίστηκε με την IL-6 (rs=0,397, p=0,004), την TIBC (rs=-0,479, p<0,001) και την αλβουμίνη (rs=-0,450, p=0,001). Ο FGF23 συσχετίστηκε με το σύνδρομο εξάντλησης πρωτεϊνών-ενέργειας (OR 5,100, 95% CI 1,559-16,684, p=0,007) και τον δείκτη υποθρεψίας-φλεγμονής (rs=0,434, p=0,002). Η στατιστική ισχύς της πρώτης συσχέτισης μειώθηκε (p=0,041) ενώ η δεύτερη συσχέτιση έχασε τη στατιστική σημαντικότητα (p=0,230) μετά από προσαρμογή ως προς την αιμοσφαιρίνη και την IL-6. Επιπλέον, παρατηρήθηκε συσχέτιση της μυοκίνης μυοστατίνης με τον FGF23 (rs=0,337, p=0,018), του λόγου μυοστατίνης/ινσουλινόμορφου αυξητικού παράγοντα-1 με την πρωτεΐνη Κλωθώ (rs=-0,394, p=0,006) και της αντιποκίνης ρεζιστίνης με τον FGF23 (rs=0,495, p=0,001). Συμπεράσματα: Ο FGF23 συσχετίζεται με την εμφάνιση της σαρκοπενίας, του συνδρόμου εξάντλησης πρωτεϊνών-ενέργειας και με τον δείκτη υποθρεψίας-φλεγμονής σε παιδιά με ΧΝΝ. Δεν παρατηρείται συσχέτιση της πρωτεΐνης Κλωθώ με τις διαταραχές θρέψης. Ο FGF23 συσχετίζεται με την αναιμία, τη σιδηροπενία και τη συστηματική φλεγμονή, οι οποίες παίζουν διαμεσολαβητικό ρόλο στη συσχέτιση του FGF23 με τις διαταραχές θρέψης. O άξονας FGF23-Κλωθώ αλληλοεπιδρά με την έκφραση των μυοκινών στη ΧΝΝ.