Sistema de la hormona de crecimiento y factores de crecimiento en niños y adolescentes / Growth hormone and growth factors system in children and adolescents

El crecimiento y la maduración física del niño y del adolescente transcurre por diversas etapas observándose cambios en la talla y velocidad de crecimiento característicos que son consecuencia entre otros factores, de cambios hormonales en el sistema o eje de la hormona de crecimiento (GH). Los principales componentes de este eje con utilidad clínica en la etapa infanto-juvenil son la GH, el factor de crecimiento insulino símil tipo I (IGF-I) y las proteínas de transporte. La GH es secretada por la hipófisis en forma de pulsos a la circulación y esto es uno de los principales factores que condicionan su utilidad como marcador de deficiencia de GH. La medición de GH en condiciones basales únicamente tiene valor diagnóstico cuando se obtiene en hipoglucemia y especialmente si se trata de un neonato. Es necesario entonces, en el resto de los casos, evaluar la capacidad de secreción de GH mediante pruebas funcionales de estímulo estandarizadas. Los factores dependientes de GH son considerados biomarcadores fidedignos de la acción de GH. Sin embargo, su concentración varía ampliamente durante la etapa pediátrica obligando su interpretación en el contexto de valores de referencia establecidos según la edad, sexo y desarrollo puberal. El presente trabajo revela los profundos cambios fisiológicos en los componentes del sistema de la GH que ocurren en la etapa pediátrica y los recaudos que deben tenerse en cuenta cuando se utilizan en el diagnóstico de la deficiencia de GH

Among other factors, the postnatal growth and physical maturation of children and adolescents (characterized by changes in the size and growth velocity rates) are influenced by components of the growth hormone (GH) system. GH, the type I insulin-like growth factor (IGF-I) and their transport proteins constitute the more relevant biochemical tools for the GH deficiency (GHD) diagnosis in pediatrics. The GH is secreted by the pituitary gland into the circulation in pulses and this pulsatility limits its usefulness, with the exception of a random basal GH in neonates under hypoglycaemia. Therefore, it is necessary to evaluate GH secretion status in standardized functional tests. IGF-I and IGFBP-3 are considered reliable biomarkers of GH action. However, these GH-dependant biomarkers widely vary in the paediatric period, forcing their interpretation in the context of confident reference values according to age, sex and pubertal development. The present revision reveals the profound physiological changes in the components of the GH system throughout the whole pediatric period and the situations that must be taken into account when they are used in the diagnosis of GHD

Desarrollo sexual precoz en niñas / Early sexual development in girls

Se define como desarrollo sexual precoz en la niña a la aparición de caracteres sexuales secundarios antes de los 8 años. Existen distintos tipos de desarrollo sexual precoz: Pubertad Precoz Central (PPC) producida por la reactivación prematura del eje hipotálamo-hipófisogonadal (HHG), Pubertad Precoz Periférica producida por actividad ovárica autónoma independiente del eje HHG y variantes del desarrollo sexual (pubarca y telarca precoz aisladas). Recientemente los avances en estudios moleculares y por imágenes han permitido precisar mejor su etiología. El diagnóstico se basa en el examen físico, análisis de laboratorio y estudios por imágenes que permiten diferenciar las formas completas de sus variantes. La PPC produce alteraciones emocionales en las niñas y aceleran la maduración esquelética comprometiendo la talla adulta por lo cual es necesario instituir el tratamiento adecuado. La terapéutica de elección son los análogos de GnRH que mostraron ser seguros y efectivos en las niñas con PPC. Se presenta una revisión del tema enfatizando en las herramientas de utilidad para orientar al pediatra en el diagnóstico y realizar la pronta derivación al especialista en endocrinología infantil para el tratamiento y seguimiento de niñas con distintos tipos de desarrollo sexual precoz

The appearance of secondary sexual characteristics before the age of 8 in girls is defined as early sexual development. There are different types of early sexual development: Central Precocious Puberty (CPP) produced by the premature reactivation of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis (HPG), Peripheral Precocious Puberty produced by autonomous ovarian activity independent of the HPG axis and variants of sexual development (premature pubarche and telarche). Recently, advances in molecular studies and imaging have allowed to better define the etiology of early sexual development. The diagnosis is based on physical examination, laboratory analysis and imaging studies that allow differentiation of the complete form from their variants. CPP produces emotional alterations in girls and accelerates skeletal maturation, compromising adult height. After confirming diagnosis it is necessary to institute the appropriate treatment. GnRH analogues have shown to be safe and effective in girls with CPP. A review of the topic is presented, emphasizing on the useful tools to guide the pediatrician in the diagnosis and prompt referral to a pediatric endocrinologist for the treatment and monitoring of girls with different types of early sexual development

Concentración de insulina e índices de insulinosensibilidad en niños y adolescentes sanos / Insulin level and insulin sensitivity indices among healthy children and adolescents

Introducción. Existe escasa información acerca de los valores de referencia de la insulina y de los índices de insulinosensibilidad en pediatría. Objetivo. Describir la variación de insulina e índices subrogantes de insulinosensibilidad en la etapa pediátrica. Población y métodos. Variación de la concentración de insulina en ayuno y de los índices subrogantes, como el modelo de evaluación homeostática de resistencia a la insulina (homeostasis model assessment of insulin resistance; HOMA-IR, por sus siglas en inglés), en niños sanos con la edad, el índice de masa corporal, estadio puberal (EP), la concentración de IGF-I, colesterol total y triglicéridos. Resultados. Se incluyeron 226 niños sanos (1-18 años). La insulina aumentó con la edad, el índice de masa corporal, el EP, los niveles de IGF-I y triglicéridos (r²= 0,38; p 7,5 años presentaron mayores valores de insulina [mediana (Pc3 y Pc97) pUI/ mL: 5,0 (1,7-9,6)] que los prepuberales < 7,5 años [2,9 pUI/mL (1,3-10,9); p < 0,01]. En la pubertad (del EP II al EP V), la insulina fue mayor en las niñas que en los varones [(7,4 (1,8-16,9) versus 5,8 (1,8-12,9); p 7,5 años: 1,1 (0,3-2,0) versus niños < 7,5 años: 0,6 (0,3-1,4; p < 0,01). Los grupos puberales presentaron niveles más elevados de insulina y de HOMA-IR respecto de los niños prepuberales (p 2,0 y > 2,6 en prepúberes y púberes, respectivamente, podrían alertar a los pediatras sobre un posible estado de insulinorresistencia.

Introduction. Information on insulin reference values and insulin sensitivity indices in the field of pediatrics is scarce. Objective. To describe insulin range and insulin sensitivity surrogate indices during childhood. Population and methods. Fasting insulin level range and surrogate indices, such as the homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR), among healthy children and adolescents by age, body mass index, pubertal stage (PS), insulin-like growth factor-1 (IGF-1), total cholesterol, and triglycerides. Results. Two hundred and twenty-six healthy children and adolescents (1-18 years old) were included. Insulin increased with age, body mass index, pubertal stage, IGF-1 and triglyceride levels (r²= 0.38, p 7.5 years old had higher insulin levels [median (P3 and P97) pIU/mL: 5.0 (1.7-9.6)] than prepubertal children < 7.5 years old [2.9 pIU/ mL (1.3-10.9), p < 0.01]. During puberty (from PS II to PS V), insulin was higher in girls than in boys [7.4 (1.8-16.9) versus 5.8 (1.8-12.9), p 7.5 years old: 1.1 (0.32.0) versus children < 7.5 years old: 0.6 (0.3-1.4, p < 0.01). The insulin level and HOMA-IR results were higher in pubertal children compared to the prepubertal group (p 2.0 and > 2.6 in prepubertal and pubertal children, respectively, may be considered a warning sign for pediatricians to further investigate insulin resistance.

Type IA isolated growth hormone deficiency (IGHD) consistent with compound heterozygous deletions of 6.7 and 7.6 Kb at the GH1 gene locus / Deficiência isolada de hormônio do crescimento tipo IA (DIGH) consistente com deleções heterozigotas compostas de 6,7 e 7,6 Kb no locus gênico GH1

Isolated growth hormone deficiency (IGHD) may result from deletions/mutations in either GH1 or GHRHR genes. The objective of this study was to characterize the molecular defect in a girl presenting IGHD. The patient was born at 41 weeks of gestation from non-consanguineous parents. Clinical and biochemical evaluation included anthropometric measurements, evaluation of pituitary function, IGF-I and IGFBP-3 levels. Molecular characterization was performed by PCR amplification of GH1 gene and SmaI digestion of two homologous fragments flanking the gene, using genomic DNA from the patient and her parents as templates. At 1.8 years of age the patient presented severe growth retardation (height 61.2 cm, -7.4 SDS), truncal obesity, frontal bossing, doll face, and acromicria. MRI showed pituitary hypoplasia. Laboratory findings confirmed IGHD. GH1 gene could not be amplified in samples from the patient while her parents yielded one fragment of the expected size. SmaI digestion was consistent with the patient being compound heterozygous for 6.7 and 7.6 Kb deletions, while her parents appear to be heterozygous carriers for either the 6.7 or the 7.6 Kb deletions. We have characterized type IA IGHD caused by two different GH1 gene deletions, suggesting that this condition should be considered in severe IGHD, even in non-consanguineous families. Arq Bras Endocrinol Metab. 2012;56(8):558-63.

A deficiência isolada do hormônio do crescimento (DIGH) pode ser resultado de deleções/mutações no gene GH1 ou no gene GHRHR. O objetivo deste estudo foi caracterizar o defeito molecular em uma menina que apresenta DIGH. A paciente nasceu às 41 semanas de gestação de pais não consanguíneos. As avaliações clínica e bioquímica incluíram medidas antropométricas, avaliação da função pituitária e concentrações de IGF-I e IGFBP-3. A caracterização molecular foi feita por meio de amplificação do GH1 por PCR e digestão com SmaI de dois fragmentos homólogos flanqueando o gene, usando-se DNA genômico da paciente e de seus pais como padrões. Com 1,8 ano de idade, a paciente apresentou atraso grave no crescimento (altura 61,2 cm, -7.4 DP), obesidade central, protuberância frontal, face de boneca e acromicria. A RM mostrou hipoplasia pituitária. Os achados laboratoriais confirmaram a DIGH. O gene GH1 não pôde ser amplificado nas amostras da paciente, enquanto as amostras de seus pais produziram um fragmento do tamanho esperado. A digestão com SmaI foi consistente com a paciente ser heterozigota composta para deleções para 6,7 e 7,6 Kb, enquanto seus pais parecem ser carreadores heterozigotos para deleções de 6,7 ou 7,6 Kb. Caracterizamos a DIGH tipo IA causada por duas deleções diferentes no gene GH1, sugerindo que essa condição pode ser considerada na DIGH grave, mesmo em famílias não consanguíneas. Arq Bras Endocrinol Metab. 2012;56(8):558-63.

Evaluación de los niveles séricos de la proteína de unión de alta afinidad de la hormona de crecimiento humana (GHBP) y del polimorfismo del exón 3 del gen del receptor de GH en niños con talla baja idiopática / Evaluation of serum levels of the high affinity binding protein of human growth hormone (GHBP) and exon 3 polymorphism of the GH receptor gene in children with idiopathic short stature

La talla baja idiopática (TBI) incluye a un grupo heterogéneo de pacientes con fallas en su crecimiento. Una causa probable de TBI puede ser la insensibilidad a la GH (IGH). La proteína de unión de GH de alta afinidad (GHBP) se genera por el clivaje proteolítico de la porción extracelular del receptor de GH (GHR) y su determinación se propone como un marcador periférico del nivel de GHR en los tejidos. El objetivo de este trabajo fue evaluar los niveles de GHBP circulantes y su asociación con factores de crecimiento y el polimorfismo del exón 3 del gen GHR en niños con TBI. Los niños con TBI presentaron talla, IMC, IGF-I, IGFBP-3, ALS y niveles de GHBP significativamente más bajos que un grupo de niños de edad comparable (p<0.001). El genotipo del exón 3 del GHR no fue un factor determinante de las diferencias observadas. La máxima respuesta de GH de los tests de estímulo de secreción correlacionó negativa y significativamente con los niveles de GHBP (r= -0.28, p= 0.012). Los perfiles de distribución de la concentración de GHBP, IGF-I, ALS y BP3 expresadas en score de desvío estándar (SDE) en la TBI, mostraron un sesgo hacia niveles bajos. En conclusión, los marcadores de acción de GH y los niveles de GHBP fueron bajos en la TBI, independientemente del genotipo del exón 3 del gen GHR. En un subgrupo de niños con TBI, niveles disminuidos de GHBP y de componentes del sistema de los IGFs, colaborarían en la evaluación de la IGH sugiriendo la búsqueda de defectos en el GHR.

Idiopathic Short Stature (ISS) includes a heterogeneous group of children with growth failure. One possible explanation for the growth failure is a reduced responsiveness to growth hormone (GH). Human circulating GH is partially bound to a highaffinity binding protein (GHBP) which is derived from proteolytical cleavage of the extracellular domain of the GH receptor. Many reports have demonstrated a close relationship between GHBP and liver GH receptor status in physiological conditions and diseases. Moreover, serum GHBP measurement has been proposed as an useful peripheral index of GH receptor abundance. Our objective was the evaluation of serum GHBP levels and its probable association with serum growth factors (IGF-I, IGFBP-3 and ALS) and the exon 3 polymorphism of the extracellular domain of the GHR gene in ISS children. Children with ISS presented significantly lower height SDS, BMI SDS, serum components of the IGFs system and GHBP concentration as compared to an age-matched control group of normal children (p<0.001). Interestingly, exon 3 genotype did not influence the differences observed in these parameters. The maximal GH response obtained after two GH provocative tests inversely and significantly correlated to GHBP serum levels (r= -0.28, p= 0.012). A frequency study showed a deviation to low SDS values of serum GHBP, IGF-I, IGFBP-3 and ALS. Conclusion: 1- in children with ISS the exon 3 genotype of the GHR gene is not a factor that could explain the lower levels observed in circulating GHBP concentration and components of the IGFs system; 2- low serum GHBP together with low IGF-I, IGFBP-3 or ALS levels would help pointing to GH insensitivity due to GH receptor gene abnormalities in ISS.

El receptor de la hormona de crecimiento humana (hGH) y la proteína de transporte de alta afinidad de la hGH / Human Growth Hormone (GH) Receptor and the High Affinity GH-Binding Protein

La hormona de crecimiento humana (hGH) circula parcialmente unida a su proteína de transporte de alta afinidad (GHBP) la cual resulta del clivaje proteolítico del dominio extracelular del receptor de GH. Recientemente la enzima TACE se identificó como la metaloproteasa responsable del clivaje y liberación de GHBP a circulación. Aunque aún se desconoce la función específica de esta proteína de transporte, distintos trabajos en la literatura demuestran efectos que potencian y efectos inhibitorios sobre la acción de GH. Por otro lado, existen evidencias que demuestran una fuerte relación entre la GHBP y el nivel de receptor de GH en el hígado en situaciones fisiológicas y patológicas. Esto permitió proponer a la determinación de GHBP en suero como un marcador periférico de la abundancia del receptor de GH en los tejidos. La determinación de la concentración de GHBP sería de especial interés para evaluar pacientes con diagnóstico probable de insensibilidad a la acción de GH y orientar el posterior estudio de anormalidades en el gen del receptor de GH. En la presente revisión, también se abordan dificultades metodológicas relacionadas a la medición de GHBP sérica.

Human circulating growth hormone (GH) is partly bound to a high-affinity binding protein (GHBP) which is derived from proteolytical cleavage of the extracellular domain of the GH receptor. Recently, the metalloproteinase TACE has been identified as an important enzyme responsive for inducing GHBP shedding. Although the specific function of GHBP is not fully known, both enhancing and inhibitory roles of this binding protein on GH action have been proposed. Many reports have demonstrated a close relationship between GHBP and the liver GH receptor status in physiological conditions and diseases. Moreover, serum GHBP measurement has been proposed as an useful peripheral index of the GH receptor abundance. Related to the latter, circulating GHBP concentration would be of special interest for the evaluation of GH insensitivity due to GH receptor gene abnormalities. In addition, the present review also focus on methodological problems concerning serum GHBP measurement.