Relación entre el estilo de vida y la salud ósea y cardiovascular en una cohorte de pacientes con síndrome metabólico” "association between lifestyle and bone and cardiovascular health in a cohort of metabolic syndrome patients”
- Autores: Blanca Riquelme Gallego
- Directores de la Tesis: Virginia Martínez Ruíz (dir. tes.), Beatriz García Fontana (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Javier Zamora Moreno (presid.), Carmen Amezcua Prieto (secret.), Eladio Jiménez Mejías (voc.), Araceli Muñoz Garach (voc.), Pernille Hermann (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Medicina Clínica y Salud Pública por la Universidad de Granada
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
- Resumen
- español
RESUMEN Antecedentes y objetivos: El actual estilo de vida es el principal causante del incremento exponencial de la obesidad, constituyendo una epidemia a nivel global. En España, aproximadamente el 60% de la población adulta presenta sobrepeso u obesidad. De acuerdo con esta tendencia, se ha estimado un incremento del 16% de casos para el año 2030, lo cual provocaría un aumento del 58% del gasto sanitario asociado.
La conexión existente entre la osteoporosis, la enfermedad cardiovascular (ECV) y la mortalidad asociada, está siendo actualmente objeto de estudio. Los factores de riesgo involucrados en la fragilidad ósea y en el riesgo cardiovascular (RCV) podrían explicar parcialmente dicha asociación. Ciertas proteínas relacionadas clásicamente con el metabolismo óseo como la osteocalcina (OC), están despertando gran interés por su influencia sobre los eventos cardiovasculares. Esta proteína involucrada en la mineralización ósea, ha mostrado su efecto sobre la regulación de la secreción y la sensibilidad insulínica. Tras su incorporación a la matriz extracelular, libera su fracción infracarboxilada (OCi) al torrente sanguíneo actuando sobre las células beta pancreáticas y los adipocitos tal y como se ha demostrado en modelos animales. Dichos hallazgos le han otorgado al hueso un nuevo rol como órgano endocrino.
La confluencia de la obesidad central y otras alteraciones como la dislipemia, la hipertensión arterial (HTA) y la hiperglucemia, da lugar al diagnóstico de síndrome metabólico (SM), lo cual supone un aumento de desarrollar cualquier tipo de evento cardiovascular.
La pérdida de peso promovida gracias a una dieta equilibrada junto a la práctica regular de ejercicio físico puede reducir la incidencia de SM y de diabetes tipo 2 (DM2) así como de las complicaciones cardiovasculares osteoarticulares que estas provocan. Tal es así que, una intervención para la pérdida de peso basada en la mejora de la calidad de la dieta y la práctica de ejercicio, podría mejorar la salud ósea, determinada por la microarquitectura ósea (MO) y los biomarcadores óseos que participan en la homeostasis ósea y cardiovascular, como es la osteocalcina infracarboxildada (OCi).
Justificación y objetivos: A pesar de la gran bibliografía que sustenta la conexión entre el metabolismo óseo y cardiovascular y las complicaciones asociadas en población con DM2, los estudios realizados hasta la fecha sobre OCi en población con SM no son concluyentes, siendo necesarios más estudios en humanos. Por tanto, la presente tesis doctoral pretende dar respuesta a los siguientes objetivos: 1. Analizar la evolución de los factores determinantes del SM y la DM2, el RCV así como los valores séricos de OCi al inicio del estudio, a los seis y a los doce meses de seguimiento.
2. Analizar la relación entre los factores determinantes del SM y la DM2 y el RCV y los niveles séricos de OCi según la pérdida de peso, la adherencia a la dieta mediterránea (ADM) y el nivel de actividad física en la población de estudio.
3. Determinar la influencia de la dieta mediterránea y la práctica de ejercicio sobre los parámetros óseos determinados por Absorciometría dual de rayos X (DXA) y la puntuación de Trabecular bone score (TBS) en un subgrupo de mujeres de la cohorte y analizar su relación con los niveles de OCi y los parámetros del RCV.
Métodos: Se llevó a cabo un estudio prospectivo de 235 pacientes diagnosticados de SM con una edad comprendida entre los 55 y 75 años (53.2% de mujeres) a los que se siguió durante 12 meses. Se recogieron datos antropométricos y se determinaron los valores bioquímicos y niveles séricos de OCi al inicio y a los 6 y 12 meses de seguimiento. El RCV fue calculado como un score global y homogéneo incluyendo los criterios diagnósticos del SM (CV-ZS). Los scores de RCV de Framingham y REGICOR fueron estimados con el fin de dar validez al nuevo score calculado. La ADM y el nivel de actividad física se recogieron mediante cuestionarios. Los parámetros óseos se determinaron a través de la densidad mineral ósea (DMO) medida por DXA y de la MO medida por TBS, así como el riesgo de fractura a los 10 años según la puntuación de FRAX a nivel basal y a los 12 meses de seguimiento en un subgrupo de mujeres procedentes de la cohorte. Se realizaron estudios de comparación con los test T student y ANOVA para el estudio descriptivo. Con el fin de analizar la asociación existente entre los niveles de OCi y el RCV se desarrollaron modelos de regresión lineal. Se realizaron análisis de regresión logística y modelos de curva ROC para analizar la utilidad de la determinación de los niveles séricos de OCi para estimar el riesgo de DM2 en nuestra población de estudio.
Resultados: Tras 12 meses de seguimiento de nuestra población, nuestros resultados confirmaron la efectividad de la pérdida de peso para mejorar la salud cardiometabólica en pacientes con SM a través de la estabilización del perfil lipídico y glucídico asociados a la reducción de la obesidad central. El RCV estimado según los diferentes scores mostró una disminución significativa en toda la población. La pérdida de peso mostró una asociación con la calidad de la dieta medida según la ADM y con el nivel de actividad física de los participantes. Aquellos sujetos físicamente activos mostraron un menor RCV y mejoraron los determinantes del SM, así como los niveles de colesterol HDL-C, triglicéridos y la obesidad. Los niveles de OCi mostraron un incremento significativo, especialmente a los 6 meses de seguimiento, aunque a los 12 meses volvieron a disminuir. Las mujeres y la población sin DM2 mostraron mayores niveles de esta proteína, la cual se correlacionó negativamente con el RCV y positivamente con los niveles de HDL-C que actuaron como predictores de sus niveles séricos. La determinación de OCi se mostró como un buen estimador del RCV, ya que aquellos pacientes con unos niveles por debajo del percentil 25 mostraron un peor perfil cardiometabólico. Por otra parte, niveles séricos incrementados de OCi mostraron una asociación independiente con un mayor riesgo de desarrollar DM2 en estos pacientes. Los resultados de la salud ósea del subgrupo de mujeres estudiadas mostraron un aumento significativo de la MO a pesar de reducir su puntuación de DMO. Las pacientes diagnosticadas de DM2 obtuvieron una mayor puntuación de DMO a pesar de mostrar una puntuación de TBS significativamente menor que las mujeres sin DM2. La dieta mediterránea y el ejercicio físico mostraron una asociación con los determinantes de la salud ósea.
Conclusiones: Este estudio confirma la relación entre la ADM y el ejercicio físico con la reducción del RCV y la mejora del perfil cardiometabólico, lo cual contribuye a la reversión del SM. La determinación de los niveles de OCi podría convertirse en una herramienta útil para una correcta estratificación de la población con SM en cuanto a RCV, especialmente en aquellos sujetos libres de DM2. Así mismo podría representar una estrategia preventiva para caracterizar aquellos sujetos a mayor riesgo y poder establecer las intervenciones oportunas. La OCi se postula además como estimador del riesgo de DM2 en la población con SM. Estos hallazgos abren nuevas líneas de investigación dirigidas a evaluar el rol que desempeña esta proteína ósea como biomarcador cardiovascular y como intervención terapéutica. Así mismo el uso de un score cardiovascular global y homogéneo como el CV-ZS podría ser constituir herramienta muy útil en la práctica clínica y en futuros estudios longitudinales.
- English
ABSTRACT Background and aim: Current lifestyle is causing a remarkable increase in overweight up to epidemic numbers globally. In Spain, over 60% of the adult population is overweight or obese. According to this trend, an increase of 16% in the number of cases is estimated by 2030 associated with a 58% increase in direct healthcare costs.
An association between osteoporosis, cardiovascular disease (CVD) and cardiovascular-related mortality has been reported. The common risk factors involved in bone fragility and CVD could partially explain this association. Bone-related proteins, such as osteocalcin (OC), are of special interest for the study of CVD. OC is a typically bone protein involved in bone mineralization after incorporation into the extracellular matrix. However, studies in vitro and in animal models have shown that its infracarboxylated fraction (ucOC) is released into the bloodstream, regulating insulin secretion and insulin sensitivity by acting directly on pancreatic beta cells and on adipocytes. These findings have assigned a new role to the bone as an endocrine organ with extra-skeletal functions.
Visceral obesity in conjunction with other disorders, such as dyslipidaemia, hypertension and fasting hyperglycaemia lead to the metabolic syndrome (MetS), conferring thus a larger risk of developing CVD.
Weight loss promoted by a balanced diet along the regular exercise practice can reduce the MetS incidence and type 2 diabetes (T2D) development and the cardiovascular complications and bone disorders they cause. Moreover, it could be associated with the improvement of the bone quality determined by bone microarchitecture measurement and markers involved in both bone and cardiovascular metabolism as is the ucOC.
Although the large bibliography between bone and cardiovascular metabolism and the health outcomes they are associated to, the studies carried out so far in MetS patients are not conclusive, and more human studies are necessary to confirm these results. This doctoral thesis aims were: 1. To analyze the evolution of the cardiometabolic profile, CVR and serum ucOC levels at baseline and after six and twelve months of follow-up in a cohort of MetS patients.
2. To analyze the influence of weight loss, Mediterranean diet (MedDiet) adherence and physical activity on MetS parameters, CVR and serum ucOC levels in the study population.
3. To determine bone quality though densitometry and TBS and to analyze its association with ucOC serum levels and cardiovascular risk (CVR) parameters in a sample of women from the cohort and to evaluate the influence that weight loss, diet quality and physical exercise practice can have on bone health in those women.
Methods: This one year following-up study included 235 patients with MetS, aged 55-75 years (53,2% women). Anthropometric data, lipid and glucose profile and circulating ucOC levels were measured at baseline and after six and twelve months of following. CVR was determined as a global and unified score of the diagnostic criteria for MetS (CV-ZS). Framingham and REGICOR scores were calculated to correlate to CV-ZS. Physical activity and MedDiet adherence were assessed. Bone mass density (BMD) and microarchitecture bone were determined at baseline and 12 after months in a women subgroup from the cohort and BMD and microarchitecture bone adjusted FRAX score was estimated when this data was available. T student and ANOVA tests were performed to descriptive assessment. Linear regression model was performed in order to analyze the association between circulating ucOC and CVR. A receiver operating curve (ROC) was performed to analyze the utility of ucOC as T2D risk estimator in our study population.
Results: After 12 months following-up of the study population our results confirmed that weight loss can improve cardiometabolic health in MetS patients. They improved their lipid and glycemic profile though the obesity reduction. CVR determined by the calculated scores showed a significant decrease in the study population. Weight loss was associated with the diet quality improvement measured by the MedDiet adherence and with the increase of physical practice. Participants that showed higher physical activity showed lower CVR and improved MetS determinants rates as HDL-C, triglycerides levels and the obesity. UcOC levels showed a significant increase on average at 6 months of follow-up, however it decreased at 12 months reaching baseline rates. Women and MetS non T2D population showed the highest levels of ucOC which was correlated negatively with CVR and positively with HDL-C. UcOC serum levels appeared to be a CVR estimator in MetS since patients below the 25 percentile of ucOC levels showed a worse cardiometabolic profile. Moreover ucOC levels was associated with T2D in those patients. Bone health results of the subgroup women we studied showed an improvement of the bone quality though of TBS although they did not increased their BMD score. T2D women showed higher BMD, however they showed lower TBS than women diagnosed with T2D. MedDiet and physical activity showed an association with some of the bone health determinants.
Conclusion: The present study confirms that weight loss, MedDiet adherence and physical activity are associated with CVR reduction and MetS determinants improvement and moreover MetS reversion. The measurement of circulating ucOC could be a useful tool to identify increased cardiovascular and T2D risk in MetS patients without T2D. The measurement of circulating ucOC levels could become a strategy to identify MetS patients at high risk in order to establish preventive and therapeutic approaches. In addition, lower serum levels of ucOC could contribute to T2D development. These findings break new ground for new research lines to evaluate the role of ucOC as a biomarker and as a potential therapeutic target, as well as the usefulness of CV-ZS in clinical practice in future longitudinal studies.
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