UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA
Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale
Corso di Laurea Specialistica in Medicina e ChirurgiaTESI DI LAUREA
“Deficit dell'ormone della crescita in fase di transizione.
Studio dell'assetto metabolico
e della densità minerale ossea.”
Relatore
...
Prof. Giuseppe Saggese
Candidato
Simone Paterni
2
Indice
Riassunto
Pag.3
0
1. Introduzione
Pag.9
0
1.1 Asse GH-IGF1 e deficit dell’ormone della crescita (GHD) Pag.90 1.2 Fase di transizione: definizione e retesting Pag.35 1.3 Alterazioni metaboliche nel GHD durante la fase di
transizione
Pag.43
1.3.1 Profilo glico-lipidico e rischio cardiovascolare Pag.43
1.3.2 Composizione corporea Pag.45
1.3.3 Densità minerale ossea Pag.46
1.4 Effetti della terapia con ormone della crescita nel GHD durante la fase di transizione
Pag.48
1.4.1 Effetti sul profilo metabolico Pag.50 1.4.2 Effetti sulla composizione corporea Pag.52 1.4.3 Effetti sulla densità minerale ossea Pag.54
2. Scopo della tesi
Pag.56
3. Pazienti e metodi
Pag.57
4. Risultati
Pag.64
5. Discussione
Pag.80
6. Conclusioni
Pag.91
Bibliografia
Pag.92
3
Riassunto
Premessa. L’ormone della crescita (GH) svolge un ruolo centrale nel
processo di accrescimento staturale del bambino. Questa sua azione,
necessaria per il raggiungimento della statura definitiva, è accompagnata
anche da altre azioni di rilievo che modificano in maniera sostanziale
l’assetto endocrino-metabolico del soggetto in età evolutiva. Il deficit di GH (GHD) non deve perciò essere inteso solo come un’auxopatia, quanto
piuttosto come un sindrome complessa, caratterizzata da specifiche
alterazioni biochimiche e metaboliche, quali l’alterazione della composizione corporea e del profilo lipidico. È sulla base di tali evidenze
che molti studi hanno focalizzato la loro attenzione sui pazienti affetti da
GHD durante la fase di transizione. Questa fase della vita va dal
completamento dello sviluppo auxologico, con il raggiungimento della
statura finale, all’età del giovane adulto; ha quindi una durata di 6-7 anni e include pazienti tra i 16 ed 25 anni di età. Durante la fase di transizione si
verificano i cambiamenti dell’organismo alla base dello sviluppo e della maturazione del soggetto, sino alla stabilizzazione dei vari processi
maturativi, endocrini e metabolici, ed al raggiungimento della struttura corporea dell’adulto. Per quanto riguarda il metabolismo osseo, nel corso della fase di transizione la densità minerale ossea (Bone Mineral Density,
BMD) si modifica significativamente, aumentando fino al raggiungimento
4
cartilagini epifisarie. Il GH svolge un ruolo indispensabile in questo
processo. Infatti nei pazienti con deficit dell’ormone della crescita che dopo
il retesting hanno interrotto la terapia, la BMD continua a crescere ma ha
valori inferiori rispetto ai controlli sani; inoltre il picco di massa ossea che
viene raggiunto è ridotto e ritardato, ed è seguito da un decremento più
rapido dei valori della BMD. In questi pazienti è descritto un significativo
aumento del rischio di fratture in età adulta. Al contrario, il trattamento nei
pazienti con GHD dopo il raggiungimento della statura finale favorisce il
completamento del processo di maturazione della massa ossea fino al
raggiungimento del picco e consente di mantenere una adeguata BMD.
L’ormone della crescita durante la fase di transizione è fondamentale anche per il raggiungimento di un’adeguata composizione corporea. Recenti studi dimostrano infatti che i pazienti con GHD in fase di transizione che non
effettuano la terapia sostitutiva presentano una riduzione della massa magra
ed un aumento della massa grassa. La prosecuzione o la reintroduzione
della terapia con GH in questi pazienti modifica significativamente la
composizione corporea, determinando un’inversione di questa tendenza.
Infine, il GH è in grado di normalizzare il profilo di rischio cardiovascolare
in quanto il deficit di GH determina, anche nei soggetti in fase di
transizione, l’aumento del colesterolo totale, del colesterolo LDL, del rapporto tra colesterolo totale ed HDL e della apolipoproteina B, oltre ad
5
adiponectina. Alterazioni morfologiche e funzionali cardiache nonché della
funzione vascolare sono inoltre già presenti, seppur in forma lieve, nei
pazienti GHD in fase di transizione e sono reversibili dopo alcuni mesi di
terapia con GH. Quanto osservato suggerisce che è opportuno continuare il
trattamento con GH nei pazienti con GHD in fase di transizione. Tuttavia,
poiché non tutti i bambini ai quali è stato diagnosticato il GHD conservano
il deficit anche dopo il raggiungimento della statura finale, è indispensabile
distinguere tra i soggetti GH sufficienti da coloro che conservano il deficit
e necessitano di proseguire il trattamento. Per questo motivo, una volta
raggiunta la statura finale si sospende la terapia con GH per un periodo di
1-3 mesi e quindi si sottopone i pazienti ad una rivalutazione dell’asse
GH-IGF1. Il retesting si avvale della misurazione combinata dei livelli di IGF1
e del picco di GH stimolato con un test dinamico. Di fronte alla riduzione
di entrambi i parametri si conferma la diagnosi di GHD persistente, mentre
se entrambi risultano normali il paziente è definito GH sufficiente; nel caso
in cui i due valori siano discordanti è necessario mantenere il paziente in
follow-up in attesa di definire la diagnosi. Fra i test dinamici disponibili il
gold-standard è oggi considerato il test di tolleranza insulinica (ITT), ma
anche il test al GHRH potenziato con arginina (GHRH+ARG) può essere
utilizzato nei soggetti nei quali è controindicato il primo. I valori soglia
sono stati oggetto di disquisizione ma, ad oggi, è stato dimostrato che un
6
inferiore a 19 ng/ml, nel caso si utilizzi il test GHRH+ARG, è da
considerarsi patologico nei soggetti valutati durante la fase di transizione.
Nei soggetti risultati GHD al retesting è quindi corretto proseguire il
trattamento terapeutico e monitorare la risposta effettuando, ogni sei mesi,
il dosaggio di IGF1, la cui secrezione e indotta dal GH. Infatti, dal
momento che l'accrescimento non può più essere considerato la fisiologica
risposta alla terapia, i livelli di IGF1, proporzionali ai livelli di GH, restano
il principale parametro di efficacia della terapia.
Scopi dello studio. Nella presente studio sono stati valutati i soggetti che, a
partire dall'anno 2009, hanno effettuato il retesting nella Sezione di
Endocrinologia Pediatrica della Clinica Pediatrica dell’Università di Pisa.
In seguito i soggetti rivelatisi GH sufficienti hanno interrotto la terapia
mentre i soggetti in cui è stato confermato il GHD hanno proseguito il
trattamento. Ad un anno di distanza, è stata effettuata una rivalutazione e
un confronto del quadro endocrino-metabolico dei due gruppi. Con questo
lavoro vogliamo valutare gli effetti della terapia con ormone della crescita sui processi di maturazione dell’organismo durante la fase di transizione.
Risultati. Lo studio ha valutato una popolazione di 39 soggetti (28 maschi,
11 femmine) di età compresa tra i 15,5 e i 18,7 anni (età media di 17,6
anni) una volta raggiunta la statura finale. È stato evidenziato che, al
7
metabolismo glucidico e fosfo-calcico non si discostavano dalla media
della popolazione sana e restavano entro i range di normalità. I livelli di
IGF1 erano significativamente ridotti nei soggetti affetti da GHD. Dopo un
anno di follow-up non sono state individuate modificazioni significative dei
suddetti parametri, né nella popolazione con GHD persistente né in quella
GH sufficiente, rimaste sostanzialmente sovrapponibili. Le densitometrie
ossee effettuate al momento del retesting non mostravano differenze
significative tra i due gruppi di soggetti ed anche dopo un anno di
follow-up sono risultate equivalenti. Una moderata tendenza all’aumento della
BMD è stata riscontrata in entrambi i gruppi di pazienti. La densità
minerale ossea, perciò, sia nei soggetti GH sufficienti che nei soggetti con
GHD persistente che assumono la terapia, tende a incrementare verso il
picco di massa ossea. Nel gruppo di pazienti GHD che hanno proseguito la
terapia sostitutiva durante la fase di transizione si sono riscontrati moderati
cambiamenti favorevoli nell’ambito dell’assetto lipidico e della composizione corporea. Seppur non statisticamente significative, queste
tendenze si muovono nella direzione mostrata dagli studi sul trattamento
con GH nei pazienti GHD in fase di transizione.
Conclusioni. Questo studio ha dimostrato che la terapia sostitutiva con
ormone della crescita nel corso della fase di transizione permette al
8
questa fase, in modo sovrapponibile al soggetto sano. L’interruzione della terapia nei pazienti che hanno confermato il GHD al retesting deve essere
assolutamente evitata in quanto, come dimostrato negli studi descritti,
altera il processo di maturazione che si realizza durante la fase di
transizione, compromettendo il raggiungimento di una struttura corporea
adeguata e ponendo le basi per un profilo metabolico di aumentato rischio
cardiovascolare. Al contrario, la prosecuzione del trattamento, senza alcuna
interruzione, permette il corretto processo di sviluppo che porta all’età
adulta. È quindi indispensabile, ai fini di un idoneo trattamento, che i
soggetti con deficit di GH, una volta raggiunta la statura finale, siano
sottoposti a rivalutazione dopo un breve periodo di sospensione della
terapia e che coloro che mostrino al retesting un ridotto picco di GH
9
1. Introduzione
1.1
Asse GH-IGF1 e deficit dell’ormone della crescita
(GHD)
L’ormone della crescita
L’ormone della crescita (Growth Hormone, GH) è un ormone proteico prodotto dalle cellule somatotrope dell’ipofisi anteriore [1]. Il gene
ipofisario hGH-n, facente parte di un cluster di 5 geni localizzati sul
cromosoma 17q22, esprime due prodotti genici derivanti da splicing alternativo: una isoforma di 22 kDa, che costituisce l’80-90% del GH circolante, ed una isoforma di 20 kDa, meno abbondante ma con attività
biologica simile [2]. La popolazione delle cellule somatotrope è la più
numerosa dell’ipofisi anteriore, costituendo oltre il 50% della ghiandola, ed il GH è l’ormone più abbondante presente nell’adenoipofisi [1].
La produzione ipofisaria di GH è primariamente controllata dall’ipotalamo
attraverso l’azione combinata e contrapposta di due ormoni, il GHRH e la Somatostatina [3, 4]. Il GHRH (GH Releasing Hormone) è l’ormone che
stimola il rilascio di GH ed è un polipeptide esistente in 3 forme di 37, 40 e
44 aminoacidi, prodotto dai neuroni dei nuclei arcuato e ventromediale
dell’ipotalamo. Il GHRH agisce sulle cellule somatotrope attraverso uno specifico recettore di membrana accoppiato ad una proteina G, che tramite
un meccanismo cAMP-mediato stimola la sintesi ed il rilascio di GH ed
10
La Somatostatina (SS), ormone coinvolto in molteplici funzioni a differenti
livelli dell’organismo, è sintetizzata nell’area preottica dell’ipotalamo ed
inibisce la secrezione, ma non la sintesi, di GH; la Somatostatina
ipotalamica è un peptide di 14 aminoacidi che si lega a 5 diversi sottotipi
recettoriali (SSTR1-SSTR5) attraverso i quali inibisce, oltre al rilascio di
GH, anche quello di TSH e PRL [1, 3]. La regolazione della secrezione di
GH è inoltre modulata da numerosi fattori nervosi, endocrini e metabolici,
che, agendo a livello ipotalamico ed ipofisario, stimolano o inibiscono la
secrezione di GH. Alcuni di questi fattori sono elencati in tabella 1 [5].
Fattori stimolanti la secrezione di GH
Fattori inibenti la secrezione di GH
Riduzione della glicemia
Riduzione della
concentrazione plasmatica di FFA
Incremento della
aminoacidemia (Arginina)
Fame o digiuno, carenza proteica
Traumi, stress fisici e psichici, Esercizio fisico
Testosterone, Estrogeni
Sonno profondo (fasi II e IV)
GHRH
Ghrelina
Incremento della glicemia
Incremento della concentrazione plasmatica di FFA Invecchiamento Obesità Somatostatina GH (esogeno) IGF Tabella 1 [5]
11
La Ghrelina, ormone sintetizzato principalmente dallo stomaco e coinvolto
nella stimolazione dell’introduzione di cibo e nella riduzione del consumo energetico, è oggi annoverato fra i più potenti mediatori che stimolano la
secrezione di GH [1, 6]. Questo peptide acilato di 29 aminoacidi, la cui
sintesi è stata dimostrata a livello di vari tessuti, fra i quali ipotalamo ed
ipofisi, stimola la secrezione di GH legando sulle cellule somatotrope i
recettori GHS-R1a (GH Secretagogue Receptor), già noti come bersaglio
dei GHRP (GH Releasing Peptides) [6, 7]. Inoltre agisce sinergicamente al
GHRH sulla secrezione di GH [8]. Il GH autoregola la propria secrezione
attraverso meccanismi di feedback di tipo lungo, corto ed ultracorto,
evidenziati da numerosi studi [3]. A questo riguardo, la sintesi e la
secrezione di GH sono regolate in senso inibitorio anche dal fattore di
crescita insulino-simile di tipo 1 (Insuline-like Growth Factor 1, IGF1), mediatore indiretto dell’azione del GH [5].
La secrezione di GH avviene in maniera pulsatile, con picchi secretori
massimi misurabili durante la notte, in particolare nelle prime ore del
sonno; il GHRH è il principale responsabile dei picchi, mentre la
Somatostatina regola il tono basale [1, 2].
Sesso ed età diversificano la secrezione di GH. L’intermittenza della
secrezione nel sesso maschile si distingue infatti dalla secrezione
12
i livelli di GH sono più elevati nel neonato, si stabilizzano sui valori basali
nei primi giorni di vita ed aumentano gradatamente fino alla pubertà,
momento del tipico picco di secrezione del GH; infine decrescono
gradualmente dalla tarda pubertà all’età adulta, per poi raggiungere i livelli minimi nella vecchiaia [3].
Attività del GH
Il recettore periferico del GH (GHR) è una proteina di 70 kDa che
appartiene ad una ampia famiglia di recettori di cui fanno parte anche quelli
della PRL, dell’eritropoietina e di numerose citochine [1]. Una singola
molecola di GH ha due siti di legame per il recettore e lega due GHR, dei
quali induce la dimerizzazione e l’attivazione. Il recettore dimerizzato interagisce a sua volta con una tirosin-chinasi non recettoriale, la Janus
kinase 2 (Jak2), e ne induce l’autofosforilazione seguita dalla fosforilazione del dominio citoplasmatico di GHR al quale la Jak2 è associata. Da questo
processo prende inizio una cascata di trasduzione che coinvolge un ampio
gruppo di molecole di segnale, alla quale è legata l’attività del GH come
regolatore della trascrizione di geni, ruolo da cui dipende la sua funzione
biologica. Fra le principale molecole di segnale coinvolte sono le STAT
(Signal Transducers and Activators of Transcription), che una volta
attivate traslocano nel nucleo per modulare l’espressione dei geni bersaglio
13
delle MAP chinasi [9]. Il prodotto proteolitico del dominio extracellulare di
GHR costituisce la proteina che veicola il GH nel torrente circolatorio, la
GHBP (Growth Hormone Binding Protein). Questa proteina di trasporto ad
alta affinità, legando il GH, ne incrementa l’emivita [10].
Il GH ha un ruolo fondamentale nel processo della crescita. La crescita
fetale è influenzata da fattori genetici e da fattori materni. Dopo la nascita
prendono il sopravvento fattori ormonali, nutrizionali e ambientali. Se nel
corso della vita fetale il ruolo del GH sull’accrescimento è minimo, già dai primi mesi di vita la sua attività diviene fondamentale. La crescita è
influenzata anche da altri ormoni, in particolare gli ormoni steroidei e gli
steroidi sessuali, e da altri fattori come malattie croniche o ricorrenti, la
dieta e le condizioni psicosociali del soggetto [11, 12].
Tessuto adiposo
Il GH ha un effetto stimolante la lipolisi, in particolare sul tessuto viscerale,
con un relativo risparmio del tessuto adiposo sottocutaneo [1, 13]. Ne
risulta un aumento in circolo degli Acidi Grassi Liberi (Free Fatty Acids,
FFA), il cui incremento è in grado di inibire la secrezione di GH [14, 15].
Il GH ha inoltre un effetto di tipo adipogenetico, ovvero stimola la
differenziazione dei pre-adipociti in adipociti maturi, attraverso l’attivazione della via STAT5A/5B-PPARγ [16]; in questo modo aumenta la capacità di immagazzinare trigliceridi ed il potenziale lipolitico [17].
14
Il GH è in grado di ridurre la captazione di glucosio da parte delle cellule
adipose, mediante un meccanismo d’azione non ancora chiaro [17].
Fegato
Il GH stimola la captazione dei trigliceridi da parte degli epatociti,
aumentando l’espressione della Lipoproteina Lipasi (LPL) e della Lipasi epatica (HL) [17]. Inoltre il GH induce uno stato di deposito di trigliceridi
nel fegato, attraverso l’inibizione della lipolisi intraepatica dei trigliceridi, l’inibizione della ossidazione lipidica e l’aumento della lipogenesi, tramite meccanismi che coinvolgono la fosforilazione di STAT1 e STAT3 [17, 18].
Un altro effetto è quello sul glucosio: il GH ne incrementa la produzione
intraepatica stimolando la glicogenolisi e la gluconeogenesi [14].
Il GH stimola a livello epatico anche la sintesi di IGF1, nonché delle
proteine IGFBP-3 (Insuline-like Growth Factor Binding Protein) ed ALS
(Acid Labile Sub-unit), alle quali l’IGF1 è legato nel circolo in forma di
complesso ternario [1, 17]. Sebbene il fegato sia il principale produttore di
IGF1, anche la maggior parte dei tessuti periferici produce IGF ad azione
paracrina ed autocrina [19].
Muscolo scheletrico
Anche nel muscolo scheletrico il GH incrementa l’espressione di LPL e quindi la captazione e l’utilizzo dei trigliceridi [17, 20]. Questi possono essere immagazzinati come trigliceridi intramiocitari oppure metabolizzati
15
attraverso i processi di lipolisi o di ossidazione lipidica; secondo alcuni
studi il GH sembrerebbe incrementare sia il deposito di trigliceridi
intramiocitari, sia il processo di ossidazione lipidica e si ipotizza che ciò
avvenga a seconda del contesto [17, 21]. Inoltre il GH riduce la captazione
di glucosio e l’ossidazione dei carboidrati da parte del muscolo scheletrico, anche come conseguenza indiretta sul metabolismo lipidico di questi tessuti
[14]. Quindi a livello muscolo-scheletrico il GH induce lo spostamento del
consumo metabolico di substrati dal glucosio ai lipidi [22].
Alcuni studi hanno evidenziato il ruolo di GH e IGF1 nel contrastare la
sarcopenia età-correlata attraverso la stimolazione della proliferazione delle
fibre muscolari e l’inibizione della loro apoptosi [23, 24].
Metabolismo glucidico
L’azione complessiva del GH sul metabolismo glucidico è di carattere diabetogeno, in quanto il GH riduce l’ingresso di glucosio nelle cellule dei tessuti periferici ed aumenta la sintesi epatica di glucosio attivando la
gluconeogenesi [14, 17]. L’incremento dei livelli di FFA circolanti,
conseguente all’azione sul tessuto adiposo, è stato correlato alla
insulino-resistenza indotta da parte del GH [25, 26]. I meccanismi molecolari non
sono ancora noti ma recenti studi rivelano un collegamento fra componenti
della famiglia di proteine SOCS, la cui espressione è indotta dal GH, e la
16 Metabolismo proteico
Il GH ha un netto effetto anabolico sul metabolismo proteico, infatti
stimola la sintesi proteica ed inibisce la proteolisi [17, 28]. In questo modo
determina la riduzione dei livelli circolanti di aminoacidi, la ritenzione di
composti azotati e la diminuzione della produzione di urea [14]. Gli effetti
anabolici del GH sul metabolismo proteico sono mediati indirettamente
anche da IGF1 [28].
Assetto lipidico e rischio cardiovascolare
Il GH agisce sull’assetto lipidico ematico riducendo il colesterolo totale, il colesterolo LDL ed i trigliceridi ed aumentando il colesterolo HDL [29].
Gli effetti del GH inoltre comprendono inoltre una riduzione significativa
della espressione di Apolipoproteina B, mentre la Apoliproteina A rimane
invariata [30]. L’induzione dei recettori epatici delle LDL da parte del GH sembra avere un ruolo rilevante nella regolazione dell’assetto lipidico [31]. Un altro effetto riscontrato è l’aumento della Adiponectina, citochina
sintetizzata esclusivamente dal tessuto adiposo che sembra avere un ruolo
protettivo sul sistema cardiovascolare, attraverso proprietà
anti-infiammatorie ed anti-aterogeniche [32, 33]. Nel complesso il GH è quindi
17 Cuore e vasi
L’asse GH/IGF1 svolge un importante ruolo nel mantenimento della struttura e della funzione di cuore e vasi. Nel cuore, dati sperimentali
indicano che GH ed IGF1 potrebbero agire tramite recettori specifici
miocitari ed avere anche un effetto diretto sulla contrattilità cardiaca,
aumentando il contenuto calcico intracellulare e la sensibilità al calcio [35].
Inoltre i livelli circolanti di IGF1 hanno un effetto stimolatorio diretto sulle
funzioni endoteliali attraverso l’induzione di ossido nitrico (NO) [36]. Tessuto scheletrico
L'osso è un tessuto connettivo dinamico, sottoposto a continui processi di
neoformazione e riassorbimento. Questo processo è mediato da vari tipi
cellulari, fra i quali le cellule osteoprogenitrici, che contribuiscono a
mantenere un’adeguata popolazione osteoblastica; le cellule osteoblastiche stesse, che sintetizzano la matrice ossea; gli osteociti, che influenzano la
struttura ossea e rispondono al carico meccanico esercitato sull'osso; gli
osteoclasti, che stimolano il riassorbimento osseo [37].
La maturazione delle cellule osteoblastiche è regolata da una quantità
numerosa di segnali (ormoni, citochine, fattori di crescita, proteine della
matrice e proteine del microambiente) fra i quali un ruolo importante è
svolto anche dall'asse GH-IGF1, in particolare attraverso l’azione di IGF1
18
l’importanza del ruolo di IGF1 nello sviluppo e nella funzione delle cellule osteoblastiche. IGF1 è in grado di inibire l'apoptosi degli osteoblasti,
tramite la via della fosfatidilinositolo-3 chinasi (PI3K), e promuovere
l'osteoblastogenesi; questi effetti, associati ad un modesto stimolo mitotico,
determinano l'incremento della funzione e del numero degli osteoblasti e
favoriscono la neoformazione ossea [37, 39]. Gli effetti dell'asse GH-IGF1
sul riassorbimento osseo sono invece meno chiari; di fatto IGF1 induce la
sintesi di RANK-L, stimolando cosi l'osteoclastogenesi, ed inoltre
determina un aumento della funzione osteoclastica [37]. In definitiva sia la
neoformazione ossea che il turn over complessivo osseo sembrano essere
stimolati da IGF1 [1]. Altro elemento da prendere in considerazione è la
contrapposizione tra l'effetto sull'osso trabecolare e quello sull'osso
corticale. Infatti, da alcune indagini effettuate su animali, un deficit di GH
o di IGF1 determina una riduzione di osso corticale mentre l'effetto
sull'osso trabecolare è molto inferiore [37]. Al contrario un aumento della
produzione locale di IGF1 da parte dell'osso gioca un ruolo maggiore
sull'osso trabecolare rispetto al corticale incrementando l'attività degli
osteoblasti residenti [40]. Recenti studi hanno inoltre rilevato il ruolo di
IGF1 come mediatore della risposta dello scheletro al carico meccanico
[41, 42]; IGF1 partecipa infatti nella regolazione della capacità individuale
di adattare la struttura ossea al carico meccanico nel corso della crescita e
19
GH attiva il processo di crescita ossea, necessario al raggiungimento del
target staturale, attraverso la stimolazione della proliferazione e della
maturazione dei condrociti [44]. Queste azioni sono in larga parte mediate
dall’azione di IGF1[37, 39].
Densità minerale ossea e composizione corporea
Il GH ha un ruolo fondamentale nel processo di mineralizzazione ossea in
quanto aumenta la densità minerale ossea e permette il raggiungimento del
picco di massa ossea [45, 46]. Gli effetti del GH si ripercuotono in modo
positivo sulla composizione corporea: il GH infatti riduce la massa grassa,
soprattutto viscerale, ed aumenta la massa magra [45].
IGF1
IGF1 (Insuline-like Growth Factor 1), noto in passato con il nome di
Somatomedina C, è un ormone proteico di 70 aminoacidi, codificato da un
gene specifico situato sul braccio lungo del cromosoma 12. La fonte
principale di IGF1 circolante è il fegato; i tessuti periferici di origine
mesodermica ed ectodermica (in particolare la cartilagine di accrescimento
dei bambini) producono quantità minori di IGF1 ad azione autocrina e
paracrina. L’IGF1 in circolo fa parte di un complesso ternario di 150kDa
costituito assieme alle proteine IGFBP-3 (IGF Binding Protein 3) ed ALS
(Acid Labile Subunit); questo complesso prolunga l’emivita di IGF1 e ne
20
Le concentrazioni sieriche di IGF1 sono influenzate da numerosi fattori sia
fisiologici che patologici: l’età ne condiziona i livelli plasmatici, i quali aumentano durante la pubertà fino ad un picco che si ha intorno ai 16 anni,
per poi ridursi nel tempo e calare anche dell’80% con l’invecchiamento; nel
sesso femminile si riscontrano valori maggiori rispetto al sesso maschile;
stati di ridotto apporto calorico come malnutrizione, cachessia e sepsi
determinano una riduzione dei livelli di IGF1 circolante [1, 48]. Il GH è il
principale agente stimolante la sintesi di IGF1 a livello epatico; qualsiasi
alterazione della sintesi o dell’azione di GH provoca quindi una riduzione dei livelli circolanti di IGF1 [1, 49].
IGF1 è un potente fattore di crescita e differenziazione e media molte delle
azioni fisiologiche del GH [1, 28]. I suoi tessuti bersaglio sono dotati del
recettore specifico IGF1-R, appartenente alla famiglia dei recettori
tirosino-chinasici [47]. IGF1 stimola l’anabolismo proteico, promuove la sintesi di
acidi nucleici e determina l’aumento del numero e delle dimensioni cellulari. Sulla cartilagine di accrescimento questi effetti si traducono
nell’accrescimento staturale del bambino, mentre sui visceri nell’aumento della dimensione e della funzionalità degli stessi [50]. Sebbene l’asse
GH-IGF1 sia un sistema strettamente coordinato, alcune azioni di GH e GH-IGF1
sono indipendenti; in particolare sul fronte del metabolismo glucidico IGF1
aumenta la sensibilità all’insulina e riduce i livelli di glicemia, con azioni opposte al GH [28, 50].
21
Il deficit dell’ormone della crescita
Si definisce deficit di GH (GHD) una condizione patologica caratterizzata
da anomalie auxologiche, cliniche, biochimiche e metaboliche causate da
una secrezione ridotta di GH e da una conseguente riduzione degli ormoni
GH-dipendenti e di fattori di crescita [51].
Epidemiologia
I dati epidemiologici che riguardano il deficit di ormone della crescita sono
molto approssimativi. Uno dei motivi è la diseguale frequenza di GHD fra i
vari paesi, non dovuta ad una effettiva differenza epidemiologica ma ad
una differente percentuale di diagnosi. Inoltre il 25-75% delle diagnosi di
GHD risultano essere piuttosto delle insufficienze reversibili, legate ad una
immaturità del sistema, che si risolve con lo sviluppo del bambino. Infine
non sono disponibili molti dati affidabili in merito al GHD, in relazione al
fatto che centri diversi utilizzano, per la diagnosi ed il monitoraggio del
paziente, test differenti che non sempre sono comparabili fra loro [2]. Fatte
queste premesse, alcuni studi riportano una frequenza di 1/3000-4000,
anche se tale valore probabilmente sovrastima la reale prevalenza del GHD
nella popolazione [2, 52]. Nella maggior parte dei casi di GHD non si
riconosce una trasmissione ereditaria né una associazione con processi
patologici documentabili a livello ipotalamo-ipofisario.
Il GHD prevale nel sesso maschile, con una proporzione fra maschi e
22 Eziologia
A causa della molteplicità e della varietà di cause che sottendono al GHD si
è resa da tempo necessaria una complessa classificazione eziologica di
questa patologia. Innanzitutto il “KIGS Aetiology Classification System” distingue fra GHD idiopatico, GHD organico ed altre forme di bassa
statura; il GHD idiopatico è a sua volta suddiviso in 3 sottotipi (classico,
disfunzione neurosecretoria, transitorio) mentre il GHD organico si divide
fra forme congenite e forme acquisite [53]. Alcune cause di GHD sono
elencate nella tabella 2 [2].
Eziologia del GHD Congenito:
Genetico
Associato a difetti strutturali encefalici (agenesia del corpo calloso, displasia setto-ottica, oloprosencefalia,
encefalocele, idrocefalo)
Associato a difetti facciali della linea mediana (labbro leporino, palatoschisi, incisivo mediano unico superiore)
Acquisito:
Trauma (perinatali, postnatali)
Infezione (encefalite, meningite)
Tumori del SNC
(craniofaringioma, germinoma ipofisario, adenoma ipofisario, glioma del nervo ottico)
Istiocitosi a cellule di Langerhans Post-irradiazione cranica Post-chemioterapia Infarto ipofisario Tabella 2 [2]
È possibile inoltre classificare le cause di GHD sulla base della sede
anatomica dell’alterazione che conduce al deficit, fra forme ipotalamiche e forme ipofisarie. Il GHD può peraltro manifestarsi in modo isolato o
23
Tra le forme acquisite è relativamente frequente quella dovuta ad una
massa occupante spazio, che si accresce a livello ipofisario oppure nel
contesto della regione soprasellare; la forma principale nell’infanzia è dovuta alla presenza di un craniofaringioma. Altre possibili condizioni
sono l’adenoma ipofisario, il glioma del nervo ottico, l’astrocitoma ed il germinoma. L’istiocitosi a cellule di Langerhans si può associare a GHD, sebbene l’endocrinopatia più frequentemente correlata sia il diabete
insipido. Nel caso si sospettino queste forme è possibile ricercarne la
presenza a livello dell’ipofisi o delle aree circostanti attraverso la Risonanza Magnetica cerebrale [2].
Altra forma acquisita è quella correlata alla irradiazione encefalica,
eseguita per il trattamento di tumori solidi dell’encefalo o come profilassi
nel contesto di una leucemia; il danno alle strutture ipotalamo-ipofisarie
dipende chiaramente dalla dose e dal frazionamento, ma anche dall’età del soggetto [54]. Le cellule somatotrope sono inoltre le più sensibili alla
radiazione, seguite da quelle secernenti TSH, ACTH, gonadotropine [55].
Il GHD congenito si può associare a difetti strutturali encefalici oppure a
difetti facciali della linea mediana [2]. Una terza forma congenita è il
deficit genetico di GH, di recente definizione, del quale in alcuni casi sono
note le basi molecolari. La forma su base genetica dovuta a mutazione di
24
è stata classificata da McKusick in 5 tipi sulla base della modalità di
trasmissione e dell’entità del deficit, come mostrato in tabella 3 [56].
Tipo Trasmissione Gene Fenotipo
IGHD IA AR GH1 Bassa statura severa
IGHD IB AR GH1;
GHRH-R
Bassa statura non severa
IGHD II AD GH1 Bassa statura non severa, con possibile deficit ormonali multipli
IGHD III X-linked SOX-3 Bassa statura non severa con possibili deficit immunitari IGHD IV (?) AR GHRS Bassa statura di grado
moderato Tabella 3 [57]
Il deficit combinato di GH su base genetica è invece secondario a
mutazioni dei fattori di trascrizione che svolgono un ruolo cruciale
nell’organogenesi ipofisaria e quindi nel processo di formazione delle varie popolazioni di cellule secernenti [2, 58]. In queste forme il deficit di GH si
associa frequentemente ad una ridotta secrezione di altri ormoni di origine
ipofisaria quali TSH, PRL, ACTH, FSH/LH [58].
La forma di GHD sicuramente più frequente resta comunque quella
idiopatica, nella quale non si riscontrano, per definizione, alterazioni
anatomiche della regione ipotalamo-ipofisaria né mutazioni o delezioni a
carico di geni coinvolti nell’asse GH-IGF1 [4]. Si può tuttavia ipotizzare che con il passare del tempo e con il miglioramento delle tecniche
diagnostiche la percentuale di GHD idiopatico possa ridursi in maniera
25 Quadro clinico
Il quadro clinico del GHD dipende dall’entità del deficit e dall’eziologia del disturbo. Infatti forme acquisite si manifestano tardivamente, nel
momento in cui compare la patologia di base, mentre forme congenite
possono rendersi evidenti entro il primo anno di vita. Inoltre, nel caso si
tratti di forme combinate, la sintomatologia del deficit di GH può
sovrapporsi a quella dovuta a carenza di altri ormoni ipofisari (PRL, TSH,
FSH/LH e ACTH) [3].
Il paziente affetto da una forma severa di GHD combinato in genere
presenta, a pochi giorni dalla nascita, ittero, crisi ipoglicemiche (indotte
dal deficit di GH ma aggravate da quello di ACTH), micropene (associato
a criptorchidismo se coesiste anche un deficit di gonadotropine) ed
ipotiroidismo da deficit di TSH (che accentua il ritardo di crescita e della
maturazione ossea, eventualmente aggravato anche dal deficit di
gonadotropine) [2].
Il deficit di GH si manifesta clinicamente con un ritardo armonico della
crescita staturale. Problematiche quali presentazione podalica ed asfissia
neonatale possono presentarsi alla nascita nelle forme severe. La facies
appare immatura, con prominenza delle bozze frontali e ridotto sviluppo
della linea mediana. La maturazione ossea e la dentizione sono ritardate. La
composizione corporea è alterata per la riduzione della massa muscolare e
26
fini e radi, la crescita ungueale è lenta, la voce acuta. Si possono associare
difetti della linea mediana (fra cui la displasia setto-ottica, l’encefalocele
frontale o nasale, l’incisivo mediano unico superiore, la palatoschisi) o
un’ipoplasia del nervo ottico [2]. Sono possibili anche crisi ipoglicemiche a digiuno ed un ritardo dello sviluppo puberale [3].
La presentazione classica del GHD idiopatico è la bassa statura o il
rallentamento della crescita [60]. Il difetto si rende evidente con la brusca
riduzione della crescita che si sviluppa entro i primi 2 anni di vita [2]; in
alcuni casi il deficit è talmente lieve che la diagnosi è posta all’età di 6-7
anni [3]. Alla nascita questi bambini possono presentare una lunghezza
lievemente inferiore alla media dei soggetti sani [61].
Il GHD tende a modificare la composizione corporea attraverso l’aumento
della massa grassa, in particolare del tessuto adiposo a distribuzione
centrale, in rapporto alla massa magra [62]. La valutazione della
composizione corporea nei bambini GHD presenta una complessità
maggiore rispetto al paziente adulto, a causa degli importanti cambiamenti
che si realizzano durante la pubertà. Nei pazienti GHD di età compresa fra
i 5 e i 12 anni non si riscontrano differenze significative nel rapporto fra
massa magra e massa grassa rispetto alla popolazione dei pazienti sani;
queste modificazioni della composizione corporea compaiono invece nella
27
ed i 16 anni di età. Questo dato suggerisce l’importanza dello sviluppo
puberale nel determinare il quadro completo di GHD [63].
Il GHD modifica anche l’assetto lipidico causando l’incremento del colesterolo totale, del colesterolo LDL e del rapporto tra colesterolo totale
ed HDL (indice di aterogenesi), nonché dei trigliceridi; il colesterolo HDL
rimane invece fondamentalmente invariato [33, 64]. Le alterazioni del
profilo lipidico sono indipendenti dall’età a dimostrare una maggiore suscettibilità nei confronti del deficit di GH rispetto alla composizione
corporea [64]. Sono stati anche evidenziati un incremento dei livelli di
apolipoproteina B ed un decremento rilevante della adiponectina, ormone
dal ruolo protettivo sul sistema cardiovascolare grazie alla sua azione
anti-infiammatoria ed anti-aterogenica [32, 33].
Alcuni studi hanno inoltre evidenziato come il deficit di GH si associ
all’aumento di una serie di indici infiammatori, fra cui il TNF-α, la PCR, il
fibrinogeno e la IL-6 [65, 66]; l’aumento di questi marcatori di flogosi
indica la presenza di una condizione infiammatoria cronica che incrementa
il rischio aterogenico, in quanto elemento di danno endoteliale [67, 68]. Si
determina anche una riduzione dell’attività fibrinolitica, evidenziata
dall’incremento di PAI-1, principale inibitore della tPA [69].
Il deficit di GH nell’adulto, se non trattato, può presentare l’associazione
di molteplici fattori di rischio, in particolare l’aumento dell’obesità
28
flogosi e la riduzione dell’attività fibrinolitica, che insieme aumentano il
rischio cardiovascolare del paziente [35, 70]. Inoltre adulti con GHD ad
esordio nell’infanzia o nell’età adulta mostrano alterazioni cardiovascolari, fra cui la riduzione della massa cardiaca, della funzione diastolica e della
risposta ventricolare sinistra al picco di esercizio, nonché l’aumento dello spessore intimale e della disfunzione endoteliale. Queste anomalie sono
reversibili, almeno in parte, con la terapia sostitutiva con GH [71]. Recenti
evidenze suggeriscono che il GHD può associarsi all’alterazione della morfologia e della funzione cardiaca nonché della funzione vascolare già
nell’infanzia e nell’adolescenza [36, 72-74]. In particolare nell’infanzia è stata riscontrata una riduzione significativa della massa ventricolare
sinistra, proporzionale all’entità del deficit di GH e reversibile attraverso la terapia sostitutiva [36, 75]. Per quanto riguarda la funzione vascolare nei
bambini GHD sono ancora poche le informazioni disponibili. Un
significativo aumento dello spessore intimale, che rappresenta il più
precoce cambiamento morfologico della parete arteriosa nel processo
aterogenico, nonché un fattore predittivo indipendente di coronaropatia
ischemica dell’adulto, è stato riscontrato a livello delle arterie carotidi comuni nei bambini e negli adolescenti GHD [74]. Nel complesso queste
informazioni suggeriscono che il GHD si associ ad alterazioni della
morfologia e della funzione cardiaca non solo negli adulti ma anche nei
29
Il deficit di GH determina infine una riduzione della densità minerale
ossea, con perdita maggiore della corticale rispetto alla trabecolare e
conseguente aumento del rischio di fratture, soprattutto a livello del radio
[78, 79]. Il grado di perdita ossea correla con la durata e l’età dell’esordio,
con la gravità della malattia e con l’età del paziente [80]. Diagnosi
Una comune causa di valutazione endocrinologica pediatrica è
rappresentata dalla constatazione di una bassa statura o di una ridotta
velocità di crescita per età cronologica. Il sospetto di deficit di GH compare
inevitabilmente dopo l’esclusione di altre cause, fra cui la bassa statura familiare, il ritardo costituzionale di crescita e sviluppo puberale, la
sindrome di Turner, l’ipotiroidismo e le malattie croniche come la celiachia. È inoltre necessario distinguere le forme di GHD associate a
deficit di altri ormoni ipofisari e/o a patologie organiche del SNC che
possono esserne alla base. Focalizzando in particolare la nostra attenzione
sulle forme di GHD isolato, la diagnosi di GHD include la valutazione
auxologica, la misurazione dell’età ossea, il dosaggio di IGF1 e IGFBP-3,
il test di stimolo per il GH, la RM cerebrale ed in alcuni casi i test genetici.
La velocità di crescita ed il grado di bassa statura sono i primi elementi da
considerare per poter intraprendere il percorso di valutazione del deficit di
30
1. Bassa statura severa (altezza < -3 SD rispetto alla media) 2. Altezza < -1,5 SD sotto l’altezza parentale media
3. Altezza < -2 SD sotto la media, con velocità di crescita < -1 SD rispetto all’anno precedente oppure con un decremento dell’altezza SD sopra 0,5 SD rispetto all’anno precedente.
4. In assenza di bassa statura, velocità di crescita < -2 SD sotto la media per oltre 1 anno oppure < -1,5 SD sotto la media per oltre 2 anni.
5. Segni di lesione intracranica
6. Segni di deficit ormonale ipofisario multiplo
7. Segni e sintomi neonatali di GHD, fra i quali ipoglicemia, ittero prolungato, micropene o anomalie cranio-facciali della linea mediana. Tabella 4 [82]
I dati auxologici ottenuti si confrontano con i valori medi per età, sesso e
razza, attraverso le tavole dei percentili di Tanner, nelle quali si
identificano diverse linee fra i due estremi: il 3° ed il 95° percentile, che
corrispondono rispettivamente al limite minimo ed al limite massimo di
peso ed altezza ritenuti normali. Il pediatra deve inoltre valutare la velocità
di crescita del paziente, con tavole percentiliche specifiche per sesso, ed il
target genetico staturale, calcolando la statura media parentale con la
formula di Tanner [83, 84]. La radiografia del polso e della mano non
dominante è invece indispensabile per valutare il livello di maturità
scheletrica attraverso la definizione dell’età ossea e per confrontare questo dato con l’età cronologica del bambino. Questo permette inoltre di stimare il potenziale di crescita residuo e di calcolare l’altezza prevista da adulto (Predicted Adult Height, PAH) stimata in base all’età ossea. L’età ossea nei
31
IGF1 e IGFBP-3 riflettono i livelli di GH in circolo e, a differenza del GH,
entrambi variano molto poco nel corso della giornata e possono essere
dosati facilmente come test di screening per GHD [81, 86]. Si deve tenere
presente che IGFBP-3 può essere influenzata acutamente dal pasto, mentre
IGF1 si riduce negli stati di denutrizione cronica [87, 88]. Inoltre
l’interpretazione dei valori di IGF1 ed IGFBP-3 deve essere correlata all’età, allo stadio puberale e, per quanto riguarda IGF1, anche al sesso [87, 89]. Nei bambini, per i quali i livelli di IGF1 sono normalmente più bassi,
l’utilità della misurazione di IGF1 è limitata dalle problematiche che gravano sulle tecniche di dosaggio, in costante rivalutazione [87, 90].
Nonostante ciò la letteratura scientifica indica il dosaggio di IGF1 e
IGFBP-3 come uno strumento funzionale alla diagnosi di GHD, dotato di
una buona specificità e di una relativamente bassa sensibilità, la cui utilità
aumenta se inserito nel quadro di valutazione complessivo [81, 91].
La somministrazione di uno stimolo per la secrezione di GH è un passo
fondamentale per indagarne la produzione ed ha un ruolo primario nella
diagnosi di GHD [81, 92]. I più comuni agenti stimolanti includono
insulina, glucagone, clonidina, arginina, L-dopa o loro combinazioni. Il
GHRH non è comunemente usato nel bambino in quanto la presenza di
disordini ipotalamici può falsare il test [81]. I test di stimolo per il GH sono
32
problematiche che li riguardano. I principali limiti sono la scarsa
riproducibilità, legata alla produzione fluttuante di GH, e la dipendenza
dall’età e dai livelli di ormoni sessuali, correlati allo stadio puberale [93]. Inoltre la stimolazione del picco di GH risente del recente stato nutrizionale
e del BMI, con maggior picco dopo il digiuno ed in pazienti con BMI più
basso [94, 95]. In un bambino che soddisfi i criteri clinici di GHD, un picco
di GH inferiore ai 10 ng/ml in due diversi test di stimolo conferma la
diagnosi di GHD [81, 83].
Trattamento
Il trattamento del GHD è di tipo sostitutivo. Sono oggi disponibili
specialità farmaceutiche a base di GH umano ricombinante (rhGH). La
terapia sostitutiva con GH in bambini GHD deve determinare un catch-up
growth appropriato al target genetico staturale nel tentativo di raggiungere
una statura finale quanto più alta possibile all’inizio della pubertà [96, 97].
La velocità di crescita che segue il catch-up growth deve essere normale e
deve essere accompagnata da un normale spurt puberale. L’età d’inizio della pubertà dovrebbe essere vicina all’età media in cui si verifica nei coetanei e la statura finale dovrebbe risultare compresa nel range normale
rispetto alla popolazione di riferimento e quanto più vicina possibile al
target genetico staturale [96]. La dose indicata varia fra i diversi centri ma,
33
µg/Kg/die [98]. La somministrazione avviene con iniezione sottocutanea,
una volta al giorno, alla sera. Il dosaggio ed il numero di iniezioni
settimanali possono esser modificate allo scopo di adeguare il trattamento
al quadro clinico ed ai livelli di IGF1 [82]. L’efficacia del trattamento deve
essere valutata ogni 3-6 mesi, primariamente attraverso la misurazione
dell’altezza e della velocità di crescita del bambino, fondamentali indicatori di risposta alla terapia; è opportuno inoltre dosare anche IGF1 ed IGFBP-3
ed effettuare le comuni indagini di routine e la valutazione dell’assetto
lipidico [82]. Se all’inizio della pubertà l’altezza non è ancora adeguata può
essere utile associare al trattamento con rhGH un analogo del GnRH, allo
scopo di ritardare la fusione delle cartilagini di accrescimento, oppure, in
alternativa, si può semplicemente aumentare il dosaggio di rhGH [99, 100].
Il miglior parametro per valutare l’efficacia del trattamento è la statura finale. Si può parlare di statura finale quando la velocità di crescita è
inferiore a 2 cm/anno ad un’età cronologica superiore ai 17 anni nel
maschio ed ai 15 anni nella femmina oppure ad un’età ossea superiore ai 16
anni nel maschio ed ai 14 anni nel femmina [101].
I principali fattori predittivi di risposta al trattamento sono: la durata del
trattamento; la dose totale di GH a cui il soggetto è esposto durante gli anni
34
diagnosi; la statura raggiunta al momento della pubertà. È quindi opportuno
iniziare il trattamento il più precocemente possibile [102].
Sebbene l’obiettivo primario della terapia sostitutiva nei bambini GHD rimanga il raggiungimento della statura finale, si osservano anche altri
effetti terapeutici. La composizione corporea si modifica attraverso una
riduzione della massa grassa in favore della massa magra, che risulta
aumentata [29, 103].Si riducono il colesterolo totale, il colesterolo LDL ed
i trigliceridi mentre aumenta il colesterolo HDL [29, 104]. Il
rimodellamento osseo è accelerato con significativo aumento della BMD
[29, 105]. Si assiste ad un miglioramento della funzione cardiaca ed alla
riduzione del rischio cardiovascolare [36, 72]. Sul fronte del metabolismo
glucidico i parametri risultano invece alterati, in quanto l’ormone della crescita favorisce un certo grado di insulino-resistenza. Questo è
testimoniato dall’incremento dei livelli di glicemia, di insulinemia e talvolta di emoglobina glicata, così come dell’indice HOMA-IR; tali parametri rimangono comunque nel range di normalità per età [29, 106].
Il trattamento con rhGH è sicuro. Gli effetti avversi possibili sono cefalea,
convulsioni, artralgie, scoliosi, epifisiolisi, ginecomastia prepuberale,
35
1.2 Fase di transizione: definizione e retesting
La fase di transizione
In passato la terapia del paziente affetto da GHD era interrotta al
raggiungimento della statura finale [107]. La descrizione della “Sindrome
del GHD dell’età adulta”, le cui caratteristiche sono riassunte in tabella 5, e
l’evidente miglioramento del relativo quadro clinico nei soggetti che assumono terapia sostitutiva, hanno focalizzato l’attenzione sulle
alterazioni metaboliche che compaiono nei pazienti GHD dopo il
raggiungimento della statura finale, in assenza di un adeguato trattamento
[51, 108].
Caratteristiche cliniche e metaboliche della “Sindrome del GHD in età adulta” Riduzione di: Massa magra; Massa ossea; Funzione cardicaca; Colesterolo HDL;
Performance fisica e cognitiva
Qualità della vita
Aumento di:
Massa grassa viscerale e sottocutanea Pressione arteriosa Insulino-resistenza Colesterolo totale e LDL Arteriosclerosi precoce Rischio cardiovascolare
Tabella 5: “Sindrome del GHD in età adulta”[51].
Oggi sappiamo che la statura è sì un obiettivo fondamentale da
raggiungere, ma anche che in seguito al raggiungimento della statura finale
avvengono ulteriori cambiamenti fisici e biochimici che concludono il processo di accrescimento dell’organismo nel suo complesso [107].
36
La fase della vita di un individuo nella quale si realizzano tali cambiamenti
è nota come “fase di transizione”, definita come quel periodo compreso tra il completamento dello sviluppo auxologico, identificato con il
raggiungimento della statura finale, e l’età del giovane adulto. La fase di
transizione inizia quindi nella tarda adolescenza ed ha una durata di circa
6-7 anni, includendo quindi pazienti fra i 16 ed i 25 anni di età [109, 110].
Picco di massa ossea
Nel corso della fase di transizione la densità minerale ossea (Bone Mineral
Density, BMD) si modifica significativamente, aumentando fino al raggiungimento del picco di massa ossea (Bone Peak Mass, BPM), ovvero
del livello più elevato di densità minerale ossea raggiungibile al termine di
una crescita normale. L’acquisizione della massa ossea si realizza per il
40% in fase di transizione, continuando per un periodo della durata di 5-7
anni dalla saldatura delle cartilagini epifisarie e dal raggiungimento della
statura finale [103, 111]. Il picco è raggiunto ad un'età variabile da soggetto
a soggetto, intorno ai 14,5-16 anni nelle ragazze ed ai 16,5-18 anni nei
ragazzi [112]. Tale traguardo rappresenta un passaggio critico in quanto un
picco di massa ossea ridotto è un importante fattore di rischio per la
comparsa di osteoporosi e di fratture in fasi più avanzate della vita; la
riduzione di 1SD della BMD al picco di massa ossea raddoppia infatti il
37
in larga parte da fattori genetici, ma anche altri fattori possono modificare
la capacità del soggetto di raggiungere il suo potenziale genetico. Fra questi
hanno rilevanza nota fattori ambientali, come l’attività fisica, fattori
nutrizionali come l’apporto di calcio e soprattutto di vitamina D, ed infine fattori ormonali, che comprendono l’asse GH-IGF1, gli steroidi sessuali, la
1,25(OH)2Vitamina D [114, 115]. Il GH, fra i fattori ormonali, svolge un
ruolo chiave nel processo di mineralizzazione ossea ed è in grado di
determinare un picco di massa ossea maggiore e precoce [116, 117].
La particolare importanza del deficit di transizione nel soggetto con GHD è
dovuta al ruolo essenziale che il GH svolge nel processo di crescita e
sviluppo. È quindi necessario, attraverso la valutazione degli effetti
endocrini e metabolici successivi alla sospensione del trattamento con GH,
identificare i pazienti GHD che devono proseguire il trattamento anche in
fase di transizione [107].
Il retesting
Non tutti i bambini ai quali è stato diagnosticato il GHD sulla base dei
criteri diagnostici classici mantengono il deficit anche dopo il
raggiungimento della statura finale. È quindi opportuno identificare il
sottogruppo di soggetti che mantengono il deficit ormonale anche in fase di
transizione, allo scopo di selezionare i pazienti che devono proseguire la
38
pratica al momento del raggiungimento della statura definitiva, al fine di
identificare quei pazienti che mantengono il GHD e necessitano di terapia,
è nota sotto il nome di retesting [107, 120].
Chi?
Questa rivalutazione è necessaria in tutti quei pazienti nei quali sia stato
diagnosticato il GHD nell’infanzia [120]. I pazienti affetti da forme
idiopatiche e isolate di GHD, in assenza di alterazioni evidenti alla
risonanza magnetica cerebrale, sono considerati a “bassa probabilità” di mantenere il GHD e quindi candidati al retesting [109]. In presenza di una
forma idiopatica e isolata di GHD il 67% dei soggetti supera il retesting
non confermando il GHD [118, 120]. Il retesting può essere invece evitato
nei pazienti ad “alta probabilità” di mantenere il GHD, cioè in quei pazienti
con GHD severo che presentano deficit ormonali ipofisari multipli e bassi
livelli di IGF1, in presenza di almeno una condizione nota fra le
caratteristiche elencate in tabella 6 [120].
Anomalie congenite della linea mediana che coinvolgono la regione sellare o parasellare.
Patologie ipotalamo-ipofisarie acquisite.
Pregressi interventi chirurgici o radioterapia ad alta dose che hanno coinvolto la regione ipotalamo-ipofisaria.
Difetti genetici/molecolari comprovati che interessano la produzione di GH.
39
In questi pazienti si suppone a priori la persistenza del GHD dopo il
raggiungimento della statura finale ed è sufficiente la presenza di bassi
livelli di IGF1 (< -2SD rispetto alla media per sesso e per età) dopo una
breve interruzione della terapia per confermare tale ipotesi [120, 121]; in
caso contrario è necessario l’uso di un test dinamico [109].
In presenza di deficit ormonali multipli e/o malattie organiche
ipotalamo-ipofisarie la persistenza di un GHD severo è confermata in più del 90% dei
casi [122]. Oltre alla presenza di patologie organiche ipotalamo-ipofisarie
ed ai bassi livelli di IGF1, recenti studi hanno evidenziato come la presenza
di bassi livelli di IGFBP-3 ed un intervallo di tempo dalla diagnosi
primitiva sotto 4 anni possano essere considerati fra i fattori predittivi di
persistenza [123].
Quando?
Il retesting si attua una volta ottenuto il primo obiettivo della terapia
sostitutiva nel bambino con GHD, ovvero il raggiungimento della statura
finale. Tuttavia, poichè la terapia appena conclusa può invalidare il
risultato dell’analisi, è indicata l’esecuzione del retesting ad almeno un mese dalla sospensione della terapia con GH. L’intervallo di tempo adeguato non è noto ma studi recenti propongono di svolgere il retesting
40 Come?
Il retesting si avvale della misurazione combinata dei livelli di IGF1 e del
picco di GH stimolato con un test dinamico. Di fronte alla riduzione di
entrambi i parametri si conferma la diagnosi di GHD persistente, mentre se
entrambi risultano normali il paziente è definito GH sufficiente; nel caso in
cui i due valori siano discordanti è necessario mantenere il paziente in
follow-up in attesa di definire la diagnosi [109, 125]. Tra i test dinamici
disponibili, il gold standard è il test di tolleranza insulinica (ITT), che deve
essere eseguito in un ambiente adatto e con un certo livello di esperienza ed
è controindicato in pazienti con patologie cardiache o neurologiche; un
difetto di questo test è l’importante variabilità individuale [109, 120]. Un’alternativa attualmente consigliata è il test con GHRH potenziato con Arginina, il quale si è dimostrato, in termini di sensibilità e specificità,
sovrapponibile al test ITT negli adulti ed in fase di transizione almeno
ugualmente sensibile [126]. È il test di stimolo più potente attualmente a
disposizione, in grado di stimolare la massima secrezione di GH. Ha il
vantaggio di valutare la massima capacità secretiva delle cellule
somatotrope ma, essendo secretagogo anche per l’ipotalamo, ha lo
svantaggio di impedire la diagnosi differenziale tra forme di GHD
41
È ovviamente fondamentale stabilire un adeguato cut-off in base al quale
distinguere i pazienti risultati GH sufficienti al retesting e quelli in cui è
confermato il deficit ormonale. I livelli di GH non sono infatti costanti nel
corso della vita ma variano a seconda dell’età. Di conseguenza non è possibile l’utilizzo, in questa fase di passaggio dall’età pediatrica all’età adulta, del cut-off del bambino, in quanto troppo elevato, né di quello
dell’adulto, in quanto troppo restrittivo. Si era quindi stabilita, per quanto riguarda il test ITT, una soglia di 5 ng/ml in quanto valore medio fra il
cut-off del bambino e quello dell’adulto [109]. Tuttavia sono state mosse molte
critiche in tal senso, ritenendo fondamentale individuare il valore
sperimentalmente e non attraverso semplici deduzioni matematiche. Nel
2005 uno studio ha infatti dimostrato l’eccessiva restrittività del valore di 5 ng/ml ed ha proposto per il test ITT il cut-off di 6,1 n/ml, in quanto più
attendibile e dotato di una sensibilità del 96% e di una specificità del 100%
[128]. Qualora invece il test di stimolo utilizzato sia il GHRH potenziato
con Arginina (GHRH + ARG) la soglia al di sotto della quale si considera
il paziente in esame come GHD persistente è di 19 ng/ml, con una
sensibilità del 100% ed una specificità del 97% [129]. I valori in questo
caso sono molto distanti da quelli usati per il test ITT in quanto il test
GHRH + ARG misura la riserva completa di GH a livello dell’ipofisi. È
inoltre interessante notare che il cut-off individuato (19 ng/ml) è molto
42
quello dell’adulto (9 mg/dl). Al contrario, per quanto riguarda il test ITT, il cut-off individuato sperimentalmente (6,1 ng/ml) non è particolarmente
simile né a quello dell’adulto né a quello del bambino [129]. È opportuno ricordare che nei pazienti “ad alta probabilità” di mantenere il GHD dopo il raggiungimento della statura finale, la rivalutazione si basa sul dosaggio di
IGF1, effettuato sempre 1-3 mesi dopo la sospensione della terapia. Se il
valore è inferiore a -2 SD rispetto alla media dei soggetti sani di pari età e
sesso la diagnosi è confermata. In caso contrario è necessario attuare un test
dinamico per confermare la diagnosi [109]. La figura 1 mostra il
diagramma di flusso che riassume le varie fasi del retesting [109].
43
1.3 Alterazioni metaboliche nel GHD durante la fase di
transizione
Recenti studi hanno evidenziato come la persistenza del GHD durante la
fase di transizione abbia rilevanti conseguenze su vari fronti, fra cui
l’assetto metabolico, la composizione corporea, il rischio cardiovascolare, la densità minerale ossea ed il raggiungimento del picco minerale osseo.
1.3.1 Profilo glico-lipidico e rischio cardiovascolare
L’interruzione della terapia sostitutiva durante la fase di transizione determina un incremento significativo del colesterolo totale e del
colesterolo LDL, mentre il colesterolo HDL tende a restare invariato, con
un aumento del rapporto tra colesterolo totale e colesterolo HDL,
importante indice di rischio cardiovascolare [130, 131]. Si assiste inoltre
all’aumento dei trigliceridi ed è stato dimostrato che anche la apolipoproteina B (ApoB) è maggiore nei soggetti affetti da GHD [33].
Nei soggetti adulti il GHD è correlato all’aumento della produzione di VLDL ed alla loro ridotta clearance. Questo elemento è alla base
dell’incremento delle LDL e delle ApoB. Poichè l’obesità addominale stimola la produzione epatica di VLDL è possibile supporre che sia
l’aumento della massa grassa addominale alla base dell’incremento di LDL nel paziente GHD. Il GH stimola la produzione dei recettori epatici delle
44
Di fatto, l’interruzione della terapia sostitutiva con GH per almeno un anno causa negli adolescenti con GHD severo l’accumulo di marcatori del rischio cardiovascolare, fra cui l’alterazione della composizione corporea, l’aumento del colesterolo totale e la riduzione del colesterolo HDL [130]. Anche nei pazienti GHD in transizione, se non trattati, si osservano la
riduzione dei livelli di adiponectina e dell’attività fibrinolitica, indicata da
basse concentrazioni sieriche di PAI-1, nonché l’aumento dei marcatori di
di infiammazione (PCR, IL-6, fibrinogeno e TNF-α) [33, 63, 69].
Recenti evidenze suggeriscono inoltre che il GHD può associarsi
all’alterazione della morfologia e della funzione cardiaca nonché della funzione vascolare già nell’infanzia e nell’adolescenza [72, 73, 132]. Durante la fase di transizione, la sospensione del trattamento causa, negli
adolescenti con GHD severo, una notevole riduzione dei livelli di IGF1,
l’alterazione del profilo lipidico ed il cambiamento della morfologia e della funzione cardiaca. Dopo sei mesi si assiste infatti alla riduzione
significativa della massa ventricolare sinistra, alterazione reversibile dopo
sei mesi di terapia con GH [131]. Inoltre, negli adolescenti GHD non
trattati è stato osservato l’aumento del tessuto adiposo epicardico, il quale è un buon indicatore del livello di grasso viscerale [36, 72].
La sospensione per almeno 3 anni del trattamento in questa fase è stata
45
parete delle arterie carotidi comuni [74]; la presenza di questa alterazione
seppur in assenza dei classici fattori di rischio cardiovascolari supporta
l’ipotesi secondo cui il GHD contribuisce di per sé al processo di aterosclerosi già alla fine della fase di transizione [133, 134]. Anche
l’aumento dello spessore intimale è reversibile dopo almeno sei mesi di terapia con GH [134, 135].
In merito al metabolismo glucidico, si può affermare che anche in fase di
transizione gli effetti del GHD e della terapia con GH sulla sensibilità
insulinica sono controversi [75]. Infatti, dopo la sospensione del
trattamento al completamento della crescita lineare, alcuni studi hanno
descritto un aumento della sensibilità insulinica, altri la sua diminuzione,
altri ancora hanno riscontrato una riduzione dei livelli di glicemia con
cambiamenti dell’insulinemia non significativi [75, 136-138].
1.3.2 Composizione corporea
Importanti modificazioni fisiologiche della composizione corporea si
realizzano anche dopo il raggiungimento della statura finale, fino al
compimento dell’età adulta. Durante la fase di transizione si assiste infatti alla maturazione della composizione corporea: i maschi perdono l’8% della
massa grassa mentre le femmine ne guadagnano il 6%, senza dimenticare
che in questa fase viene raggiunto il picco di massa ossea. Le differenze fra
