Fator de crescimento semelhante à insulina sérico e hormônio do crescimento como potenciais biomarcadores diagnósticos para osteoporose pós-menopáusica entre mulheres chinesas

Resumo

Este estudo teve como objetivo avaliar o fator de crescimento semelhante à insulina sérico (IGF-1) e o hormônio do crescimento (GH) como biomarcadores complementares para a triagem da osteoporose pós-menopáusica em mulheres chinesas pós-menopáusicas. Este estudo identificou que o IGF-1 identifica efetivamente baixa massa óssea, enquanto o GH não, apoiando seu uso como uma alternativa viável às varreduras de absorptiometria de raios X de energia dupla (DEXA).

Resumo

A osteoporose pós-menopáusica (PMOP) é uma preocupação significativa entre as mulheres. O padrão ouro para diagnóstico envolve a absorptiometria de raios X de energia dupla (DEXA) para medir a densidade mineral óssea (DMO). No entanto, o DEXA se torna impraticável quando o scanner não está disponível. Este estudo incluiu 345 mulheres pós-menopáusicas entre 45 e 70 anos. Todos os participantes passaram por exames DEXA e foram medidos os níveis de IGF-1 e GH. Com base nos escores t, os participantes foram categorizados em três grupos: controle (n = 99), osteopenia (n = 153) e osteoporose (n = 93). A ANOVA avaliou IGF-1 e GH em vários grupos. Análises estatísticas exploraram correlações entre IGF-1, GH e outros parâmetros. A utilidade diagnóstica do IGF-1 e GH foi avaliada usando curvas de característica operacional do receptor (ROC). Diferenças significativas entre grupos foram observadas para IGF-1 e GH. O IGF-1 apresentou correlações negativas com idade, duração da menopausa, pro-peptídeo N-Terminal intacto (PI.NP) e hormônio paratireoidiano (PTH), enquanto se correlacionava positivamente com índice de massa corporal (IMC), estradiol (E₂), GH, DMO e escores t. A GH apresentou correlações negativas com idade, duração da menopausa, IMC e PTH, e correlações positivas com_E2, IGF-1, DMO e escores t. A análise ROC indicou alta precisão, especificidade e sensibilidade dos valores de corte do IGF-1 na distinção do grupo controle daqueles com deficiência mineral óssea. No entanto, esses resultados não foram replicados para a GH. A medição sérica de IGF-1 é promissora para triagem de pacientes pós-menopáusicas. A ultrassonografia subsequente de DEXA deve ser considerada para a graduação de gravidade da osteoporose, se indicada. Em contraste, a GH mostrou-se inadequada para diagnosticar osteoporose pós-menopáusica. Em conclusão, os níveis séricos de IGF-1 oferecem uma ferramenta promissora para condições de baixa massa óssea em mulheres pós-menopáusicas, especialmente em ambientes sem acesso a scanners DEXA. A classificação de severidade usando DEXA poderia ser facilitada com níveis de IGF-1 abaixo do ponto de corte. Em contraste, a GH carece de potencial diagnóstico para PMOP. Este estudo avança na identificação de novos marcadores séricos para o diagnóstico clínico da osteopenia/osteoporose pós-menopáusica.

Introdução

A osteoporose constitui um grande fardo global de saúde caracterizado por integridade esquelética comprometida e risco elevado de fraturas, sendo as mulheres pós-menopáusicas as que suportam a maior carga da^{doença 1}. A osteoporose pós-menopáusica (PMOP) é responsável por mais de 40% das fraturas osteoporóticas no mundo, impondo morbidade substancial e custos^{socioeconômicos 2}. A perda óssea acelerada após a abstinência de estrogênio leva a um afinamento trabecular desproporcional e microarquitetura desorganizada – marcas patológicas que distinguem a PMOP da perda óssea relacionada à^{idade 3}. Apesar dos critérios diagnósticos estabelecidos usando absorptiometria de raios X de energia dupla (DEXA), aproximadamente 60% das fraturas de fragilidade ocorrem em indivíduos que não atendem aos limiares de osteoporose apenas pelos critérios de densidade mineral óssea (DMO), ressaltando a necessidade de identificar biomarcadores complementares que reflitam a deterioração da qualidade^{óssea 4}.

O estado de deficiência de estrogênio altera fundamentalmente a dinâmica da remodelação óssea por meio de múltiplas vias. Além de seus efeitos anti-resorptivos diretos, o estrogênio (_E2) modula a sinalização osteoanabólica por meio da diafonia com redes^{endócrinas 5}. Evidências emergentes posicionam o eixo GH/IGF-1 como um mediador crítico das ações esqueléticas por E₂. Modelos experimentais demonstram que_E2 estimula a expressão de mRNA de IGF-1 em células osteoprogenitoras, enquanto anticorpos anti-IGF-1 aboliram a proliferação calvariar induzida por_E2 de forma dependente^{da dose 6,7}. Observações clínicas revelam correlações positivas entre os níveis circulantes de IGF-1 e a DMO nas coortes^{pós-menopáusicas 8}, embora o entendimento atual permaneça fragmentado quanto à relação temporal entre alterações de GH/IGF-1 e progressão do PMOP.

Embora GH e IGF-1 sejam reguladores estabelecidos do crescimento e maturação esquelética, sua utilidade diagnóstica no PMOP ainda é pouco explorada. Esses hormônios pleiotrópicos influenciam a homeostase óssea por meio de dois mecanismos: o IGF-1 estimula diretamente a diferenciação dos osteoblastos e a mineralização da matriz, enquanto o GH potencializa a remodelação óssea por meio de vias dependentes e independentes de^{IGF-1 9,10}. Crucialmente, o eixo GH/IGF-1 apresenta dimorfismo sexual e desregulação associada à menopausa – as concentrações séricas de IGF-1 diminuem de 20 a 30% durante a transição menopáusica, independentemente dos¹¹ anos. Paradoxalmente, os marcos diagnósticos existentes negligenciam essa dimensão endócrina, baseando-se predominantemente em medições estruturais de DMO em vez de indicadores metabólicos funcionais. Uma questão crítica não resolvida é se e como esse declínio associado à menopausa no eixo GH/IGF-1 contribui especificamente para a deterioração da microarquitetura óssea, e se ele mantém valor diagnóstico independente da DMO em mulheres chinesas pós-menopáusicas.

Este estudo investiga a validade clínica do IGF-1 e GH no soro como biomarcadores complementares para a triagem de PMOP em mulheres chinesas pós-menopáusicas. O estudo hipotetiza que a diminuição da atividade do GH/IGF-1 está correlacionada com deterioração óssea avançada, independentemente dos valores de DMO, potencialmente aumentando a estratificação precoce do risco. Ao analisar perfis hormonais em conjunto com parâmetros DEXA e histórico de fraturas, este trabalho aborda lacunas críticas de conhecimento relativas: 1) à capacidade preditiva do GH/IGF-1 para deterioração microarquitetônica, e 2) limiares de biomarcadores específicos de etnias em populações asiáticas onde os critérios tradicionais de DMO podem subestimar o risco de fratura. Os achados do estudo podem informar novos algoritmos diagnósticos que integram parâmetros endócrinos e densitométricos para melhorar a precisão no manejo do PMOP. A novidade deste estudo translacional está em sua avaliação sistemática do eixo GH/IGF-1 como potencial complemento diagnóstico em mulheres chinesas pós-menopáusicas. Nosso objetivo é elucidar sua associação com a deterioração da microarquitetura óssea e o risco de fratura, independentemente da DMO, e estabelecer limiares específicos por etnia para estratificação clínica de risco.

Protocolo

A pesquisa seguiu as diretrizes éticas estabelecidas na Declaração de Helsinque (Código de Ética) da Associação Médica Mundial para experimentação em humanos. Autorização ética (Aprovação nº Nan Bu Zhan Qu-LL-2020-047) foi obtido do comitê de ética do hospital geral do comando do teatro sul do Exército Popular de Libertação da China, e o consentimento informado foi obtido de todos os pacientes participantes e suas famílias.

Objeto de pesquisa
Esse estudo prospectivo durou quatro anos e foi realizado no departamento de internação e no departamento de exame físico do hospital geral do teatro sul, sob a supervisão do Exército de Libertação Popular da China. O foco era em uma coorte de mulheres pós-menopáusicas entre 45 e 70 anos, utilizando um desenho rigoroso transversal. Os critérios de exclusão abrangiam condições que potencialmente impactam o metabolismo ósseo, incluindo: a) distúrbios do sistema imunológico como espondilite anquilosante, lúpus eritematoso sistêmico e artrite reumatoide; b) tuberculose óssea; c) distúrbios que afetam a função adrenal, insuficiência hepática ou renal grave; d) distúrbios endócrinos incluindo disfunção da paratireoide, distúrbios da tireoide e diabetes; e) hábitos históricos de fumar e consumir álcool; e f) uso recente (nos 12 meses anteriores) de medicamentos com potencial de efeito no metabolismo ósseo, como glicocorticoides, preparações de cálcio, suplementos de vitamina D, bisfosfonatos, diuréticos, anticonvulsivantes e agentes fluoretos.

Seguindo os critérios diagnósticos estabelecidos pela Organização Mundial da Saúde, o estudo incluiu um total de 345 sujeitos, segregados em três coortes distintas com base no estado ósseo: o grupo controle (caracterizado por DMO normal, escore t ≥-1,0 DS, n = 99), o grupo osteopenia (-2,5 DS < escore t < -1,0 DS, n = 153) e o grupo osteoporose (escore t ≤-2,5 DS ou fratura de fragilidade concomitante, n = 93).

Amostras clínicas
Pacientes diagnosticados com osteoporose no diagnóstico clínico do Hospital Geral do Comando do Teatro Sul do Exército de Libertação Popular da China, de setembro de 2020 a junho de 2025, devem atender aos seguintes padrões: pacientes com osteopenia e osteoporose de acordo com os critérios diagnósticos da OMS; Naturalmente menopáusica, naturalmente menopáusica por ≥1 ano, e pacientes com doenças pós-menopáusicas; Idade de 45 anos ≤ < 70; Participação voluntária na investigação. Aqueles que atendem a todas as condições acima podem ser incluídos nos casos experimentais. Grupo normal de massa óssea: Menopausa natural, menopausa natural por ≥1 ano e aqueles com indicadores normais de exame físico (incluindo densidade óssea e exames hematológicos).

Para pacientes clínicos que atendam aos critérios acima, pacientes com as seguintes outras doenças devem ser excluídos. Os critérios de exclusão são os seguintes: disfunção da paratireoide, doenças da tireoide, diabetes, doenças adrenais e disfunção severa do fígado e dos rins, histórico de tumores malignos, doenças do sistema imunológico como espondilite anquilosante, lúpus eritematoso sistêmico e artrite reumatoide, síndrome de insuficiência ovariana precoce e ooforectomia, tuberculose espinhal, tuberculose articular, artrite supurativa, osteólise, etc. Pacientes que tomaram medicamentos que afetam o metabolismo ósseo (nos últimos 12 meses), como glicocorticoides, medicamentos de cálcio, vitamina D, preparações de bisfosfonatos, diuréticos, anticonvulsivantes, flúor, etc., também podem ser excluídos. A presença de qualquer uma dessas condições pode levar à exclusão.

Coleta de dados
Os dados demográficos dos participantes, incluindo idade, anos desde a menopausa, altura e peso, foram documentados. O índice de massa corporal (IMC) foi calculado usando a fórmula

IMC = Peso (kg) / Altura (^{m 2}).

Coleta de amostras de soro
Após um jejum noturno, amostras de sangue foram coletadas de todos os participantes. Posteriormente, o soro foi rapidamente separado por centrifugação a aproximadamente 850 × g por 5 minutos, alicotado, e armazenado a -80 °C para análise subsequente.

Cálculo do tamanho da amostra
A análise de potência a priori era realizada usando G*Power. Com base em dados preliminares que mostraram níveis médios de IGF-1 sérico de 89,46 ± 18,89, 72,52 ± 16,32 e 60,23 ± 15,63 ng/mL para os grupos de massa óssea normal, osteopenia e osteoporose, respectivamente, o tamanho do efeito calculado (f de Cohen) foi 0,86. Com α = 0,05 e potência = 0,80 para uma ANOVA unidirecional, era necessário um mínimo de 9 participantes por grupo (27 no total). Para garantir robustez em nosso projeto transversal — considerando ajustes multivariáveis, análises de subgrupos e possíveis problemas de dados — focamos em uma amostra maior. A coorte final incluiu 345 mulheres pós-menopáusicas (99 com massa óssea normal, 153 com osteopenia, 93 com osteoporose), superando largamente o requisito calculado.

Avaliação de dados clínicos
Medição da densidade mineral óssea
A densidade mineral óssea (DMO) foi avaliada por meio de um exame DEXA na coluna lombar (L _1-4), pescoço femoral esquerdo e extremidade superior do pescoço femoral. Exames do pescoço e da parte superior do fémur foram realizados com os joelhos flexionados, enquanto a posição supina foi mantida durante os exames da coluna lombar (L _1-4). Profissionais treinados do departamento de medicina nuclear do hospital geral do Comando do Teatro Sul do Exército Popular de Libertação da China realizaram todos os testes. Antes de cada medição, foi realizada uma varredura de prótese de controle de qualidade, garantindo que padrões rigorosos fossem atendidos antes de prosseguir com as varreduras dos participantes. O coeficiente de variação foi registrado em 0,40%. Os valores de DMO foram expressos em g/cm².

Medição do indicador sérico
Medições do indicador sérico foram realizadas no departamento laboratorial do hospital geral do Comando do Teatro Sul do Exército Popular de Libertação da China. O painel de indicadores avaliados foi composto principalmente por GH, IGF-1, 25-hidroxivitamina D [25(OH)D], produtos de degradação do colágeno β (β-CTX), propeptídeo amino-terminal tipo I total de colágeno (PI.NP), hormônio paratireoidiano (PTH), osteocalcina N-terminal (BGP), cálcio (Ca) e estradiol (_{E 2}). As operações são realizadas estritamente de acordo com as instruções do kit, e o processo utiliza equipamentos automatizados do departamento laboratorial (GE). Foi garantido o registro oportuno dos resultados do ensaio após a análise.

As metodologias experimentais empregadas para os respectivos indicadores foram as seguintes: quantificação do GH foi realizada por meio de imunoensaio de eletroquimioluminescência com luminol; Os níveis de IGF-1 foram determinados por meio de ensaio imunossorvente ligado a enzimas e técnicas de quimioluminescência. Os níveis de_E2 foram medidos usando um kit comercial de imunoensaio. As medições de cálcio sérico foram realizadas usando um método colorimétrico em um analisador bioquímico automatizado. A análise de 25(OH)D, β-CTX, PI.NP, PTH e BGP foi medida usando imunoensaio eletroquimioluminescente (ECLIA) com kits comerciais de ensaio.

Instrumentos e reagentes
Os principais instrumentos comerciais, kits de ensaio e reagentes usados neste estudo estão listados de forma abrangente na Tabela de Materiais.

Análise estatística
A análise de dados utilizava o pacote de software estatístico SPSS 20.0 e o GraphPad Prism7. Os resultados foram apresentados como média ± SE. Análise univariada de variância (ANOVA), análise de correlação de Pearson, análise de correlação parcial e análise ROC foram aplicadas adequadamente. Foi adotado um nível de significância de P < 0,05.

Resultados

Características de base e comparação dos níveis séricos de GH/IGF-I
A análise estatística revelou que as alterações na massa óssea em pacientes com osteoporose foram significativamente correlacionadas positivamente com os anos desde a menopausa, IMC e níveis séricos de E2 (P < 0,05), e significativamente correlacionadas negativamente com os níveis séricos de 25(OH)D, PTH, β-CTX e PINP (P < 0,05). Notavelmente, os níveis séricos de GH e IGF-1 no grupo osteoporose foram significativamente menores ...

Discussão

A densidade mineral óssea (DMO) atua como um determinante fundamental da resistência óssea, complementada por características clínicas no diagnóstico^{de osteoporose 12}. No entanto, a aplicabilidade da DMO como ferramenta de triagem epidemiológica é prejudicada por questões de custo e^{acessibilidade 4}. Embora marcadores de renovação óssea orientem a avaliação da resposta terapêutica, suas limitações diagnósticas^{persistem 13}

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
25(OH)D3 Kit	Roche Diagnostics	3017970190	Para detecção de 25-hidroxivitamina D [25(OH)D]
Kit β-CTX	Roche Diagnostics	3017938190	Para detecção de produtos de degradação de colágeno β-CTX
BGP Kit	Roche Diagnostics	3017912190	Para detecção de osteocalcina N-terminal (BGP)
Centrífuga	Labortechnik (Hermle)	Z 216 MK	Condições experimentais: 4 & deg; C, 18620 g, centrifugação por 20 min
Varreduras de absorptiometria de raios X de energia dupla (DEXA)	GE Healthcar	Prodígio Lunar	Para a medição de densidade mineral óssea (DMO) e composição corporal.
E2 Kit	Roche Diagnostics	3017888190	Para detecção de estradiol (E2)
GH Kit	Roche Diagnostics	3017954190	Para detecção do hormônio do crescimento (GH)
IGF-1 Kit	Roche Diagnostics	3017962190	Para detecção do fator de crescimento semelhante à insulina (IGF-1)
PINP Kit	Roche Diagnostics	3017946190	Para detecção de propéptido amino-terminal tipo I total de colágeno (PINP)
PTH Kit	Roche Diagnostics	3017920190	Para detecção do hormônio paratireoidiano (PTH)
Analisador Bioquímico da Série C da Roche Cobas	Roche Diagnostics	Cobas C 702	Instrumento para detecção bioquímica do cálcio
Analisador de Eletroquimioluminescência da Roche Cobas e Series	Roche Diagnostics	COBAS E 602 	Instrumento para detecção de imunoensaio