Introduction: It has been indicated that disturbances in the production of certain pro-inflammatory cytokines might contribute to the development of osteoporosis in girls with anorexia nervosa (AN). The aim of the study was to determine whether girls with AN exhibited a relationship between IL-1β, IL-6, TNF-α, bone turnover markers (OC and CTx), OPG, sRANKL, and the OPG/sRANKL ratio.
Material and methods: Serum IL-1β, IL-6, TNF-α, OC, CTx, OPG, and sRANKL were determined by ELISA in 59 girls with AN and in 17 healthy counterparts, aged 13 to 17 years.
Results: Girls with AN showed significant reduction in body weight, BMI, BMI-SDS, and Cole index compared to the controls. These changes were associated with a significant increase in IL-1β, IL-6, TNF-α, OPG, and sRANKL concentrations and a decrease in bone markers and the OPG/sRANKL ratio. Significant negative correlations were found between BMI, the Cole index and CTx, OPG (girls with AN); between BMI and OC, CTx as well as the Cole index and CTx (the control group — C); between BMI, the Cole index and IL-β1, IL-6, TNF-α, CTx in all study participants (group AN+C). The combined group AN+C also exhibited positive correlation between BMI, the Cole index, and the OPG/sRANKL ratio. Girls with AN showed positive correlations between IL-1β, IL-6, and CTx as well as between TNF-α and sRANKL whereas the correlation between TNF-α and the OPG/sRANKL ratio was negative (IL-6 and IL-1β were identified to be independent predictors of CTx, TNF-α and IL-6 independently predicted sRANKL while TNF-α, IL-6, and IL-1β were independent predictors of the OPG/sRANKL ratio). The control participants exhibited negative correlations between IL-1β and OPG and positive correlations between IL-1β and sRANKL (IL-1β was found to be an independent predictor of OPG and sRANKL). In the AN+C group, IL-1β correlated negatively with OC and OPG and positively with sRANKL, while IL-6 and TNF-α positively correlated with CTx (IL-6 and TNF-α turned out to be independent predictors of CTx, IL-1β of OPG while IL-6, TNF-α, and IL-1β were independent predictors of sRANKL and the OPG/sRANKL ratio).
Conclusions: The relationship between the nutritional status and IL-1β, IL-6, and TNF-α concentrations as well as bone status indicators seems to indicate that abnormalities observed regarding the concentrations of pro-inflammatory cytokines and bone remodelling in girls with AN might result from malnutrition. Correlations between IL-1β, IL-6, TNF-α, bone markers, OPG, its ligand sRANKL, and/or the OPG/sRANKL ratio suggest potential involvement of these cytokines in the mechanism underlying the lack of the expected bone mineral density increase in adolescent girls. (Endokrynol Pol 2015; 66 (4): 313–321)
Wstęp: Istnieją sugestie, że zaburzenia w wytwarzaniu niektórych cytokin prozapalnych mogą współuczestniczyć w mechanizmie prowadzącym do rozwoju osteoporozy u dziewcząt z jadłowstrętem psychicznym (AN, anorexia nervosa). Celem pracy było wykazanie, czy u dziewcząt z AN istnieje związek między IL-1β, IL-6, TNF-α, markerami obrotu kostnego (OC i CTx), OPG, sRANKL i wskaźnikiem OPG/sRANKL.
Materiał i metody: U 59 dziewcząt z AN i 17 zdrowych w wieku 13–17 lat oceniono stężenia IL-1β, IL-6, TNF-α, OC, CTx, OPG i sRANKL w surowicy metodą ELISA.
Wyniki: U dziewcząt z AN wykazano istotne obniżenie masy ciała, BMI, BMI-SDS oraz wskaźnika Cole’a w porównaniu z grupą kontrolną. Zmianom tym towarzyszył istotny wzrost stężeń IL-1β, IL-6, TNF-α, OPG, sRANKL przy zmniejszonym stężeniu markerów kostnych i obniżonym wskaźniku OPG/sRANKL. Wykazano ujemną korelację między wskaźnikami BMI i Cole’a a CTx i OPG (dziewczęta z AN); między BMI a OC i CTx oraz między wskaźnikiem Cole’a a CTx (grupa kontrolna — C); między wskaźnikami BMI i Cole’a a IL-β1, IL- 6, TNF-α, CTx (u wszystkich badanych łącznie: grupa AN+C). W grupie AN+C wskaźniki BMI i Cole’a korelowały ponadto dodatnio z wskaźnikiem OPG/sRANKL. U dziewcząt z AN stwierdzono dodatnią korelację między IL-1β i IL-6 a CTx, a także między TNF-α a sRANKL oraz ujemną między TNF-α a wskaźnikiem OPG/sRANKL (udokumentowano, że IL-6 i IL-1β są niezależnymi predyktorami dla CTx, TNF-α i IL-6 dla sRANKL a TNF-α, IL-6 i IL-1β dla wskaźnika OPG/sRANKL). W grupie kontrolnej IL-1β korelowała ujemnie z OPG a dodatnio z sRANKL (stwierdzono, że IL-1β jest niezależnym predyktorem dla OPG i sRANKL). W grupie AN+C zanotowano ujemną korelację między IL-1β a OC i OPG, a dodatnią między IL-1β a sRANKL oraz między IL-6 i TNF-α a CTx (wykazano, że IL-6 i TNF-α są niezależnymi predykatorami dla CTx, IL-1β dla OPG a IL-6, TNF-α i IL-1β dla sRANKL i wskaźnika OPG/sRANKL).
Wnioski: Wykazana zależność między stopniem odżywienia a stężeniami IL-1β, IL-6, TNF-α oraz wykładnikami stanu kośćca może świadczyć o tym, że przyczyną obserwowanych nieprawidłowości w stężeniach badanych cytokin prozapalnych i przebudowie tkanki kostnej u dziewcząt z AN może być niedożywienie. Istnienie powiązań między stężeniami IL-1β, IL-6, TNF-α a markerami kostnymi, OPG, jej liganden sRANKL i/lub wskaźnikiem OPG/sRANKL wskazuje na możliwy współudział wymienionych cytokin w mechanizmie prowadzącym do braku oczekiwanego wzrostu gęstości mineralnej kości u dziewcząt w okresie dorastania. (Endokrynol Pol 2015; 66 (4): 313–321)
