Pediatric Obesity and GH/IGF-1 Axis: A New Insight

Background Pediatric obesity is an alarming problem, characterized by many influences on child’s health and many hormonal implications: one of the most interesting relationship concerns obesity and GH/IGF- 1 axis (GH: growth hormone, IGF-1: insulin like growth factor 1). Aim of the Study: to analyze the relation between phenotypic-clinical and metabolic features of Pediatric Obesity and GH/IGF-1 axis. Methods Clinical, laboratory and instrumental data of children-adolescents affected by essential obesity were collected. Data included: glucose metabolism indexes, lipid profile, GH/IGF-1 axis evaluation in basal condition and during oral glucose tolerance test (OGTT) and metabolic risk definition according cardiometabolic risk score. Hepatic steatosis (HS) was assessed using ultrasonography. IGF-1 receptor polymorphism was also analyzed. Results Forty eight children and adolescents, (mean age 11.8 ±2.8 yrs): 80% of our sample had values of IGF- 1 Standard Deviation (SD) <0, i.e. IGF-1<50°pc. IGF-1SD and BMI z-score were associated (r: - 0.362, p= 0.033), even after adjustment for pubertal stage. Children affected by HS had lowest levels of IGF-1SD (-0.811±0.56 vs -0.18±0.7; p=0.012). An interesting direct relation was observed between IGF-1SD and Area Under the Curve for insulin secretion during OGTT (p<0.05). Correlation analysis showed a strong inverse correlation between cardio-metabolic risk score and IGF-1 SD after adjustment of data for age, sex and pubertal stage (r:-0.629, p=0.029). Multiple Linear regression analyses was adopted to assess the role of clinical and metabolic parameters on prediction of HS: IGF-1SD was the only predictor on HS prevision with statistical significance (p=0.04). All children analyzed were wild type for IGF-1 receptor. Conclusions Obesity is characterized by many metabolic and hormonal changes. There are many doubts concerning the role of the GH/IGF-1 axis in this scenario, but our results showed a strong interaction between GH secretion, IGF-1 function and metabolic state of obese children. In particular, the role of IGF-1 needs further examination whether it is a potential therapeutic target in obese patients of increased cardio-metabolic risk or only an indicator of metabolic disorders.

L'obesità pediatrica rappresenta problema allarmante, caratterizzato da molteplici implicazioni sulla salute del bambino e, in particolare, sul pattern secretivo ormonale del soggetto in crescita: una delle relazioni più interessanti riguarda l'obesità e l'asse GH/IGF-1 (GH: ormone della crescita, IGF-1: insulin like growth factor 1). Scopo dello studio: analizzare la relazione tra le caratteristiche fenotipiche-cliniche e metaboliche dell'obesità pediatrica e l'asse GH/IGF-1. Metodi Sono stati raccolti dati clinici, laboratoristici e strumentali di bambini-adolescenti affetti da obesità primitiva. I dati includevano: indici del metabolismo glucidico, profilo lipidico, valutazione dell'asse IGH/IGF-1 in condizioni basali e durante il test orale di tolleranza al glucosio (OGTT). Il rischio metabolico è stato definito in base al cardiometabolic risk score. La presenza di steatosi epatica (HS) è stata valutata mediante ecografia. È stato anche analizzato il polimorfismo del recettore IGF-1. Risultati Quarantotto bambini e adolescenti (età media 11,8 ± 2,8 anni): 80% del nostro campione presentava valori di IGF-1 Standard Deviation (SD) <0, cioè IGF-1<50°pc. IGF-1SD e BMI z-score hanno mostrato un’associazione inversa statisticamente significativa (r: -0.362, p= 0.033), anche dopo l'aggiustamento per stadio puberale. I bambini affetti da HS avevano inoltre livelli più bassi di IGF- 1SD (-0.811±0.56 vs -0.18±0.7; p=0.012). È stata osservata un'interessante relazione diretta tra IGF- 1SD e l’area sottesa dalla curva della secrezione insulinica durante l'OGTT (p<0.05). L'analisi di correlazione ha mostrato una forte associazione inversa tra cardiometabolic risk score e l'IGF-1 SD, anche dopo l'aggiustamento dei dati per età, sesso e stadio puberale (r:-0.629, p=0.029). L’analisi di regressione ha inoltre evidenziato IGF-1SD come unico predittore significativo sulla diagnosi ecografica HS (p=0.04). Tutti i bambini analizzati erano wild type per il recettore IGF-1. Conclusioni L'obesità è caratterizzata da influenze metaboliche e ormonali, soprattutto in età pediatrica. Per quanto ci siano molte incertezze sul ruolo dell’asse GH/IGF-1 in questo scenario, i nostri risultati hanno mostrato una forte interazione tra secrezione di GH, IGF-1 e stato metabolico dei bambini obesi. In particolare, ulteriori studi sono necessari per chiarire il ruolo dell'IGF-1 come potenziale “target” terapeutico nei pazienti obesi con aumentato rischio cardiometabolico o quale indicatore di disordini metabolici.