Investigation of Serum Leptin and Bone Mineral Densitometry Relationship in Obez Prepubertal and Pubertal Children

Öz

Abstract: Complex interaction between leptin, obesity and bone metabolism has been recently described. Leptin has potential role on growth and bone formation and has an effect on osteoblastic and osteoclastic activity resulting increased bone mineral content. The aim of this study was to evaluate possible association between serum leptin levels and bone mineral density (BMD). Forty-five children (27 girls and 18 boys) aged between 6 to 17 years old, diagnosed as exogen obesity at Department of Pediatrics, Eskisehir Osmangazi University Medical Faculty, were enrolled. Thirty-nine healthy children (17 girls, 22 boys= aged between 6 to 17 years old serve as a control group. Serum leptin levels have been performed in all children. BMD were evaluated with Dual-energy X-Ray absorptiometry (DEXA). Serum leptin levels were significantly higher in obese children than the controls (p<0.001). Also BMD values were higher in obese children than the controls (p<0.001). Serum leptin levels were similar between obese boys and girls (p>0.05) however BMD values were higher in obese girls than obese boys (p<0.05). Serum leptin levels and BMD values were similar between prepubertal and pubertal obese children. Serum leptin and BMD values were significantly higher in obese girls than the girls in the control group (p<0.001 for all). Serum leptin (p<0.001) and BMD values (p<0.05) were higher in obese boys than the controls. In obese children group, serum leptin were positively correlated with BMD values (p<0.05). As a conclusion, BMD values were higher in obese children and the rising levels resulting the osteoblastic activity might be associated with an increased serum leptin levels. Further studies needed for evaluation the potential central or peripheral effects of leptin on bone metabolism

Anahtar Kelimeler

• children,bone,bone mineral density,leptin

Obez Prepubertal Ve Pubertal Çocuklarda Serum Leptin Ve Kemik Mineral Dansitometresi İlişkisinin İncelenmesi

Öz

Öz: Leptin, obezite ve kemik formasyonu arasında kompleks ilişkiler bulunmaktadır. Leptinin büyüme ve kemik formasyonu ile osteoblastik ve osteoklastik aktiviteler üzerine etkileri olduğu, kemik mineral içeriğini arttırdığı düşünülmektedir. Bu çalışmada ekzojen obezitesi olan çocuklarda serum leptin düzeyleri ve kemik mineral dansitesi (KMD) ilişkisinin değerlendirilmesi planlandı. Çalışmaya Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Tıp Fakültesi, Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı polikliniğine şişmanlık yakınması ile getirilen ve eksojen obezite tanısı alan 6-17 yaş arasında 27’si kız, 18’i erkek toplam 45 ekzojen obezitesi olan hasta çocuk alındı. Kontrol grubu olarak yaşları 6-17 arasında değişen 17 kız ve 22 erkek toplam 39 sağlıklı çocuk seçildi. Çalışma grubundaki tüm çocuklarda serum leptin düzeyleri ile birlikte kemik mineral dansitesi Dual Enerji X-Ray Absorbsiyometrisi (DEXA) yöntemi ile değerlendirildi. Çalışma grubundaki obez çocukların serum leptin düzeyleri kontrol grubuna göre belirgin olarak yüksek saptandı (p<0.001). Obez çocuklarda KMD değeri kontrol grubundaki çocuklara göre yüksek olarak saptandı (p<0.001). Çalışma grubundaki obez kız çocukları ve obez erkek çocukları arasında serum leptin düzeyleri açısından istatiksel olarak fark saptanmadı (p>0.05) ancak KMD değeri obez kız çocuklarında erkek çocuklarına göre yüksek olarak saptandı (p<0.05). Çalışma grubuna alınan prepubertal ve pubertal obez çocuklar kendi içlerinde karşılaştırıldığında serum leptin ve KMD düzeyleri açısından istatistiksel olarak fark saptanmadı. Obez kız çocuklarının serum leptin ve KMD değerleri kontrol grubundaki kız çocuklarına göre istatistiksel olarak yüksek saptandı (hepsi için p<0.001). Obez erkek çocukların serum leptin düzeyleri ve KMD değerleri, kontrol grubundaki erkek çocuklar ile karşılaştırıldığında yüksek olarak saptandı (p<0.001ve p<0.05). Obez çocuklarda serum leptin konsantrasyonları ile KMD değerleri arasında pozitif korelasyon saptandı (p<0.05). Çalışmamızda eksojen obezitesi olan çocuklarda KMD düzeylerinin arttığı, osteoblastik aktivitedeki bu artışta artmış serum leptin düzeylerinin katkısının  olduğu düşünüldü. Leptinin kemik metabolizması üzerine santral ve periferik etkilerini değerlendirmek için daha geniş çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• çocuk,kemik,kemik mineral dansitometrisi,leptin

Kaynakça

1. 1. Glass AR, Burman KD, Dahma WT, Boehm TM. Endocrine function in human obesity. Metabolism 1981; 30: 89-101
2. 2. Alikaşifoğlu A, Yordam N. Obezitenin tanımı ve prevalansı. Katkı Pediatri Dergisi 2000; 21(4): 475-481.
3. 3. Auverx J, Steal SB. Leptin. The Lancet 1998; 351: 737-741.
4. 4. Wauters M, Considine RV, Van Goal LR. Human Leptin: From an adipocyte hormon to an endocrine mediator. European Journal of Endocrinology 2000; 143: 293-311,
5. 5. Schwetz V, Pieber T and Obermayer-Pietsch B. The endocrine role of the skeleton: background and clinical evidence. European Journal of Endocrinology 2012; 166: 959-967
6. 6. Sartoris DJ, Resnick D. Dual-energy radiographic absorptiometry for bone densitometry: current status and perspective. AJR Am J Roentgenol 1989; 152: 241-246.
7. 7. Yamauchi M, Sugimoto T, Yamaguchi T et al. Plasma leptin concentrations are associated with bone mineral density and the presence of vertebral fractures in postmenopausal women. Clin Endocrinol 2001;55:341-7.
8. 8. Konlogianni MD, Dafni UG, Routsias JG, Skopouli FN,. Blood leptin and adiponectin as possible mediators of the relation between fat mass and HMD in perimenopausal women. J Bone Miner Kes 2004; 19: 546-51.

9. 9. Huang KG, Cheng WC, Yen HF, Taal KS, Tai TY, Yang WS. Lack of independent relationship between plasma adiponectin, leptin levels and bone density in nondiabetic female adolescents. Clin Endocrinol 2004;61:204-8.
10. 10. Ruhi CE, Evverhart JE. Relationship of serum leptin concentration with bone mineral density in the United States population. J Bone Miner Res 2002;17: 1896-903.
11. 11. Hamill PVV, Drizd TA, Johnson CL, et al. Physical growth: National Center for health Statistics persentiles. Am J Clin Nutr 1979; 32: 609-610
12. 12. Cinaz P, Bideci A. Obezite. Günöz H, Öcal G, Yordam N, Kurtoğlu S. Pediatrik endokrinoloji ve oksoloji derneği yayınları; 2003. p. 487-505.
13. 13. Kutsal YG. Osteoporozda görüntüleme yöntemleri ve histomorfometri. In: Kutsal YG, editor. Osteoporoz. Istanbul: 1998. p: 81-103.
14. 14. Styne DM. Childhood and adolescent obesity, prevelance and significance. Pediatr Clin North Am 2001; 48: 823-854.
15. 15. Thomas T. Leptin: a potential mediator for protective effects of fat mass on bone tissue. Joint Bone Spine 2003; 70: 18-21.
16. 16. Considine RV, Sinha MK, Heiman ML, et al. Serum immunoreactive leptin concentrations in normal weight and obese humans. N Engl J Med 1996; 334: 292-295.
17. 17. Dagogo JS, Fanelli C, Paramore D, et al. Plasma leptin and insulin relationships in obese and nonobese humans. Diabetes 1996;45:695-698.
18. 18. Scheller E L, Khoury B, Moller K L, Wee Natalie K Y, Khandaker S, Kozloff K M, Abrishami S H, Zamarron B F and Singer K. Changes in skeletal integrity and Marrow adiposity during high-Fat Diet and after Weight loss. Frontiers in Endocrinology 2016; 7:1-12
19. 19. Ostlund RE, Yang JW, Klein S, et al. Relation between plasma leptin concentration and body fat, gender, diet, age and metabolic covariates. J Clin Endocrinol Metab 1996; 81: 3909-3913
20. 20. Ong KKL, Ahmed ML, Dunger DB. The role of leptin in human growth and puberty. Acta Paediatr Suppl 1999; 433: 95-98.
21. 21. Ruhl CE, Everhart JE. Relationship of serum leptin concentration with bone mineral density in US population. J Bone Miner Res 2002; 17: 1896-1903.
22. 22. Thomas T, Burguera B. Mini-Review. Is leptin the link between fat and bone mass? J Bone Min Res 2002; 17: 1563-1569.
23. 23. Matkovich V, Ilıch JZ, Skugar M, Bodenhap NE, Goel P, et al. Leptin is inversely related to age at menarche in human females. J Clin Endocrinol Met 1997; 82: 3229-3245
24. 24. Farooqi IS; Jebb SA, Langmack G, Lawrence E, Cheetham CH, Prentice AM, Hughes IA, McCamish MA. Effects of recombinant leptin therapy in a child with congenital leptin deficiency. N Eng J of Med 1999; 341: 879-84.
25. 25. Effects of obesity on bone metabolism. Cao Jay J. Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2011; 6:30-37
26. 26. Kume K, Satomura K, Nishisho S, et al. Potential role of leptin in endochondral ossification. J Histochem Cytochem. 2002; 50:159-69
27. 27. Bone: from a reservoir of minerals to a regulator of energy metabolism. Confavreux C B. Kidney International 2011; 79 (Suppl 121): 14–19
28. 28. Hasanoğlu A, Bideci A, Cinaz P, Tumer L, Unal S. Bone mineral density in childhood obesity. J Pediatr Endocrinol Metab 2000; 13(3): 307-11.
29. 29. Simha V, Zerwekh JE, Sakhaee K, Garg A: Effect of subcutaneous leptin replacement therapy on bone metabolism in patients ith generalized lipodystrophy. J Clin Endocrinol Metab 2002, 7: 4942-4945.
30. 30. Farooqi IS, Matarese G, Lord GM, Keogh JM, Lawrence E, Agwu C, Sanna V, Jebb SA, Perna F, Fontana S et al.: Beneficialeffects of leptin on obesity, T cell hyporesponsiveness, and neuroendocrine/metabolic dysfunction of human congenital leptin deficiency. J Clin Invest 2002, 110:1093-1103