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Universidade Federal do Rio de Janeiro

METABOLISMO GLICÍDICO E GORDURA VISCERAL EM ADULTOS DEFICIENTES

DE HORMÔNIO DE CRESCIMENTO: DOIS ANOS DE REPOSIÇÃO

Luciana Diniz Carneiro Spina

2005

2

METABOLISMO GLICÍDICO E GORDURA VISCERAL EM ADULTOS DEFICIENTES DE

HORMÔNIO DE CRESCIMENTO: DOIS ANOS DE REPOSIÇÃO


Tese de doutorado submetida ao Programa de Pós-graduação em Endocrinologia, da Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção de título de doutor em medicina, área de concentração Endocrinologia. Orientadores: Prof. Mário Vaisman

Dra. Flávia Lúcia Conceição

Rio de Janeiro Março de 2005

3

METABOLISMO GLICÍDICO E GORDURA VISCERAL EM ADULTOS DEFICIENTES DE

HORMÔNIO DE CRESCIMENTO: DOIS ANOS DE REPOSIÇÃO


Orientadores: Prof. Dr. Mário Vaisman Dra. Flávia Lúcia Conceição

Tese de doutorado aprovada no exame de qualificação do Programa de Pós-

graduação em Endocrinologia, da Faculdade de Medicina da Universidade Federal do

Rio de Janeiro em março de 2002 através da comissão examinadora composta pelas

professoras Dra. Valeria Bender Bráulio, Dra. Ingeborg Christa Laun e Dra. Maria

Lucia Fleiuss de Farias.


4

METABOLISMO GLICÍDICO E GORDURA VISCERAL EM ADULTOS DEFICIENTES DE HORMÔNIO DE

CRESCIMENTO: DOIS ANOS DE REPOSIÇÃO


Orientadores: Prof. Dr. Mário Vaisman Dra. Flávia Lúcia Conceição

Tese de doutorado submetida ao Programa de Pós-graduação em

Endocrinologia, da Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Rio de Janeiro,

como parte dos requisitos necessários à obtenção de título de doutor em medicina, área

de concentração Endocrinologia.

Aprovada por: ______________________________ Presidente, Prof. Dr.

_______________________________ _______________________________ Prof. Dr. Prof. Dr. _______________________________ _______________________________ Prof. Dr. Profa. Dr.


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FICHA CATALOGRÁFICA

Spina, Luciana Diniz Carneiro

Metabolismo glicídico e gordura visceral em adultos deficientes de hormônio de crescimento: dois nos de reposição / Luciana Diniz Carneiro Spina. -- Rio de Janeiro: UFRJ / Faculdade de Medicina, 2005

xv, 129 f. : il. ; 31 cm.

Orientadores: Mário Vaisman e Flávia Lúcia Conceição

Tese (doutorado) – UFRJ / Faculdade de Medicina, 2005

Referências bibliográficas: f. 119-125

1. Tecido adiposo – efeitos de drogas. 2. Tecido adiposo – metabolismo. 3. Glicose – metabolismo. 4. Glicemia – sangue. 5. Insulina – sangue. 6. Vísceras – efeitos de drogas. 7. Hormônio de crescimento – deficiência. 8. Hormônio de crescimento – uso terapêutico. 9. Resistência à drogas. 10. Composição corporal – efeitos de drogas. 11. Endocrinologia - Tese. I. Vaisman, Mário. II. Conceição, Flávia Lúcia. III.Universidade Federal do Rio de Janeiro, Faculdade de Medicina. IV. Título.

6

AGRADECIMENTO ESPECIAL...

À Flávia Lúcia Conceição,

Amiga, colega de profissão, professora e orientadora, que esteve presente desde

os primeiros passos da idealização e execução do projeto de reposição de hormônio de

crescimento em adultos do nosso serviço. Sempre recebeu com muita responsabilidade e

carinho os pacientes acompanhados nesse projeto. Peça fundamental de nossa dedicada

equipe, por sua força de vontade em superar todas as dificuldades que encontramos no

caminho, por suas idéias e pelo seu brilhantismo acadêmico. Agradeço de coração, as

inúmeras vezes que ela leu e discutiu esse trabalho comigo, sempre com muita

paciência, me ensinando e orientando.

Muito obrigada!!!

7

AGRADECIMENTOS

À minha família por tudo que já fizeram e continuam fazendo por mim, sem eles

meus sonhos não seriam realizados.

Ao meu orientador e amigo Prof. Mário Vaisman, por todas as oportunidades de

crescimento pessoal e profissional.

As amigas envolvidas nesse projeto: Dras. Flávia Lúcia Conceição, Rosane

Rezende de O. Brasil, Eliana Maria Carvalho da Silva, Débora Vieira Soares e Priscila

Marise Lobo. Somos uma equipe e tanto!

Aos professores dos Serviços de Endocrinologia e de Nutrologia, pelo apoio

durante todos esses anos.

As Dras. Renata Belfort e Estela Wajcberg, pelas orientações e sugestões.

Ao laboratório Dr. Sérgio Franco, em especial à Dra. Maria Fernanda M. C.

Pinheiro, pelas dosagens de insulina. E à Dra. Denise Madeira Moreira do

Departamento de Radiologia e Hospital Pró-Cardíaco, pelo estudo tomográfico.

A Novo Nordisk Brasil A/S pelo fornecimento do Norditropin e apoio à

pesquisa.

À Profa. Rosangela Noé pelo auxílio na análise estatística.

A todos os funcionários do HUCFF que me ajudaram na realização desse

projeto.

À secretária Nádia Queiroz, companheira e amiga para todas as horas.

Aos alunos de iniciação científica pelo auxílio em várias etapas desse trabalho.

A todos os pacientes e voluntários que participaram deste estudo, pela dedicação

e disponibilidade à ciência.

8

RESUMO

Metabolismo glicídico e gordura visceral em adultos deficientes de

hormônio de crescimento: dois anos de reposição


Orientadores: Prof. Dr. Mário Vaisman


Resumo da Tese de doutorado submetida ao Programa de Pós-graduação em




O objetivo desse estudo é avaliar o efeito de 2 anos de reposição de hormônio de

crescimento (GH) em adultos sobre o metabolismo glicídico e a gordura visceral.

Estudamos 17 pacientes deficientes de GH (9 homens e 8 mulheres; idade 40 + 1,8 anos

e IMC 25 + 0,8 Kg/m2).

A avaliação do metabolismo glicídico foi feita através do teste de tolerância oral

à glicose (TTOG) e cálculo dos índices de HOMA e ISI-composite. A gordura visceral

foi avaliada por tomografia computadorizada de abdômen.

Vinte e quatro meses de reposição de GH aumentaram a freqüência de alterações

no TTOG, com aumento progressivo dos níveis de insulina 2 horas após sobrecarga aos

9

3, 12 e 24 meses (p= 0,005). Os níveis de glicose, de insulina de jejum e o índice de ISI

não se alteraram durante o estudo. Houve aumento do índice de HOMA-IR (p=0,012)

no subgrupo de pacientes que desenvolveram alteração no TTOG aos 24 meses, porém

não no grupo total de pacientes. A gordura visceral reduziu aos 12 meses, mantendo-se

até os 24 meses (p =0,009).

Em conclusão, vinte e quatro meses de reposição em adultos com deficiência de

GH aumentaram a freqüência de alterações na tolerância à glicose, provavelmente por

aumento da resistência à insulina, parcialmente compensada por níveis mais elevados de

insulina, apesar de modificações favoráveis na composição corporal.

Palavras-chave: metabolismo glicídico, gordura visceral, deficiência de GH em

adultos, reposição de GH.


10

Abstract

Glucose metabolism and visceral fat in GH deficient adults:

two years of GH-replacement


Orientadores: Prof. Dr. Mário Vaisman


Abstract da Tese de doutorado submetida ao Programa de Pós-graduação em




The aim of this study was to evaluate the effect of 24 months of growth hormone

(GH) replacement on glucose metabolism and visceral fat in 17 adults with GH

deficiency: 9 men and 8 women; age 40 + 1.8 yr. (range 20-61) and body mass index 25

+ 0.8 Kg/m2.

Glucose metabolism was evaluated by a standard oral glucose tolerance test

(OGTT), by the homeostatic model assessment (HOMA) insulin resistance index and by

the insulin sensitivity index (ISI)-composite derived from the OGTT. Visceral fat was

evaluated by CT scan.

11

Twenty-four months of GH replacement induced an increase in the prevalence of

abnormal glucose tolerance, with significant progressive increment in 2h-OGTT insulin

levels at 3, 12 and 24 months (p = 0.005). Plasma glucose levels, fasting insulin and ISI-

composite did not alter during the study. HOMA-IR index did not change in the whole

group analysis, however, it did increase in the group of patients who had abnormal

OGTT at 24 months (p = 0.012). Visceral fat reduced at month 12 and remained

decreased until the end of the study (p = 0.009).

In conclusion, the present study suggested that adults with GH deficiency after

twenty-four months of GH replacement developed abnormal glucose tolerance,

probably due to an increase in insulin resistance, associated with higher insulin levels,

despite favorable alterations in body composition.

Key words: Glucose metabolism, visceral fat, GH deficiency in adults, GH

replacement


12

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS

AGL- Ácidos graxos livres

DM- Diabetes Mellitus

GH- Hormônio de crescimento

GHRH- Hormônio liberador do hormônio de crescimento

GHRPs- Peptídeos liberadores de GH

HDL- Lipoproteína de alta densidade

HOMA- Homeostasis Model Assessment

HOMA-IR- Índice de resistência à insulina pelo método HOMA

HUCFF- Hospital Universitário Clementino Fraga Filho

IGF-1- Fator de crescimento insulina símile tipo 1

IGFBP-1 Proteína ligadora de fator de crescimento insulina símile tipo 1

IGFBP-3- Proteína ligadora de fator de crescimento insulina símile tipo 3

IGFBPs- Proteínas ligadoras de fator de crescimento insulina símile

IMC- Índice de massa corporal

ISI- Índice de sensibilidade à insulina

LDL- Lipoproteína de baixa densidade

PAI-1- Fator inibidor da ativação de plasminogênio tipo 1

TGD- Tolerância à glicose diminuída

TGN- Tolerância à glicose normal

TTOG- Teste de tolerância oral à glicose

UFRJ- Universidade Federal do Rio de Janeiro

13

SUMÁRIO

1-

INTRODUÇÃO.....................................................................................................1

2-

OBJETIVOS..........................................................................................................3

3- FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Reposição de GH em adultos:

3.1- Aspectos

Gerais...................................................................................................4

3.2- Efeitos sobre a Gordura

visceral..........................................................................9

3.3- Efeitos sobre o Risco

Cardiovascular................................................................11

3.4- Efeitos sobre o Metabolismo

Glicídico..............................................................15

4- PACIENTES E MÉTODOS

4.1-

Casuística...........................................................................................................21

4.2-

Metodologia.......................................................................................................23

4.2.1- Medidas antropométricas e gordura

visceral.......................................25

4.2.2- Metabolismo

Glicídico........................................................................25

4.2.3- Análise

bioquímica.............................................................................26

4.3- Análise

estatística...............................................................................................27

14

5- RESULTADOS

Reposição de GH por 24 meses (n=17):

5.1- Medidas antropométricas e gordura

visceral.....................................................28

5.2- Metabolismo

Glicídico.......................................................................................30

5.3-

Correlações........................................................................................................35

6-

DISCUSSÃO........................................................................................................36

7-

REFERÊNCIAS..................................................................................................49

8-

ANEXOS..............................................................................................................69

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Quadro 1: Efeitos metabólicos do hormônio de

crescimento....................................6

Quadro 2: Características clínicas da síndrome de deficiência de hormônio de

crescimento em

adultos...........................................................................................................8

Quadro 3: Revisão de literatura: Modificações no perfil glicídico após

reposição de GH em

adultos.......................................................................................................................41

15

Tabela 1: Evolução das medidas antropométricas e gordura visceral após a

reposição com GH

(n=17).....................................................................................................29

Tabela 2: Efeito da reposição de GH em adultos deficientes sobre a tolerância

oral à glicose

(n=17).....................................................................................................................31

Tabela 3: Evolução do metabolismo glicídico após reposição com GH

(n=17)......33

Tabela 4: Evolução dos índices de HOMA-IR e ISI-composite nos pacientes

com TTOG alterado após 24 meses de reposição de GH

(n=8)....................................................34

Figura 1: Freqüência de alteração no TTOG durante a reposição de

GH...............32

16

LISTA DE ANEXOS

ANEXO 1:

Casuística...............................................................................................69

ANEXO 2: Termo de consentimento pós –

informação...........................................70

ANEXO 3: Resultados

3.1 - Níveis de IGF-1 e dose de

GH..........................................................................71

3.2 - Peso e

IMC.......................................................................................................72

3.3 - Circunferência abdominal e relação cintura-

quadril.........................................73

3.4 - Gordura

visceral................................................................................................74

3.5 – Glicemia de jejum e após

sobrecarga...............................................................75

3.6 – Insulinemia de jejum e após

sobrecarga...........................................................76

3.7 - Índices de HOMA e ISI-

composite.................................................................77

ANEXO 4: Artigos publicados

17

4.1 – Artigo

1...........................................................................................................78

4.2 – Artigo

2..........................................................................................................104

18

1 - INTRODUÇÃO

Os benefícios da reposição de hormônio de crescimento (GH) recombinante

em adultos estão bem estabelecidos e seu uso recomendado em portadores de

deficiência. Entretanto, uma possível influência negativa no metabolismo glicídico

por diminuição na sensibilidade à insulina ainda é questão de debate em alguns

estudos e deve ser motivo de atenção no acompanhamento desses pacientes.

Tem sido sugerido que adultos deficientes de GH não repostos possuem

risco cardiovascular aumentado, associado ao aumento do tecido adiposo visceral e

a presença de resistência à insulina (137). Especula-se que a administração de GH

nesses pacientes reduza o risco cardiovascular, provavelmente em decorrência dos

efeitos favoráveis sobre a adiposidade visceral, massa magra, força muscular,

tolerância ao exercício físico e perfil lipídico (10, 18, 32, 40, 74, 121, 129, 139).

O GH possui importante ação no metabolismo intermediário principalmente

por seu efeito antagônico à ação da insulina promovendo diminuição da utilização

periférica de glicose e aumento da lipólise (44).

Estudos realizados em adultos nos últimos 15 anos têm mostrado resultados

variados em relação ao efeito da reposição de GH sobre o metabolismo glicídico.

Alguns autores relatam piora da sensibilidade à insulina apesar das alterações

favoráveis na composição corporal (15, 27, 34, 113, 116, 131, 138) e outros,

manutenção da mesma ao longo da reposição (33, 37, 56, 58, 80, 133). Poucos

estudos encontraram melhora da sensibilidade à insulina, esperada pela redução da

gordura visceral provocada pelo GH (65). Uma vez que a reposição de GH pode

19

causar um efeito adverso na sensibilidade à insulina e, portanto, ao contrário do que

se espera, contribuir mais ainda para o aumento do risco cardiovascular, é de

fundamental importância a avaliação dos efeitos a longo prazo no metabolismo

glicídico.

O presente estudo foi realizado para avaliar o efeito da reposição de GH por

24 meses sobre o metabolismo glicídico e a gordura visceral em adultos deficientes

de GH.

A partir dos dados obtidos foram escritos e submetidos à publicação 2

artigos, anexados ao final deste trabalho:

“Glucose metabolism and visceral fat in GH deficient adults: One year of

GH replacement”, publicado na revista Growth Hormone & IGF research, 14 : 45-

51, 2004.

“Glucose metabolism and visceral fat in GH deficient adults: two years of

GH- replacement”, aceito para publicação na revista Pituitary.

20

2 - OBJETIVOS

Em um grupo de pacientes adultos com deficiência de hormônio de

crescimento, objetivamos avaliar os efeitos de 2 anos de reposição de GH sobre:

1) a composição corporal, através de medidas antropométricas e

tomografia computadorizada de abdômen

2) a glicemia, insulinemia, resistência à insulina pelo método HOMA e

sensibilidade à insulina pelo ISI-composite

3) a freqüência de alterações no teste de tolerância oral à glicose

21

3 - FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Reposição de GH em adultos:

3.1 - Aspectos gerais

Raben (109) foi o primeiro a utilizar hormônio de crescimento (GH) em adultos

com hipopituitarismo. Descreveu, em 1962, os efeitos de sua reposição em uma mulher

de 35 anos que fora submetida por oito anos a terapia hormonal convencional e

apresentou aumento do vigor e da sensação de bem estar após 3 meses de uso do GH.

No entanto, devido às dificuldades da terapia com GH derivado de hipófise humana, os

primeiros estudos de reposição em adultos só surgiram no final dos anos 80 (74, 121),

após o advento do GH recombinante.

O GH é produzido pelas células somatotróficas presentes na hipófise anterior e é

secretado em pulsos, sob a influência do hormônio liberador de GH (GHRH) e do

hormônio inibidor da liberação de GH (somatostatina), ambos de origem hipotalâmica.

Em 1999, um grupo de pesquisadores japoneses purificou e identificou um peptídeo

endógeno, produzido no tubo gastrointestinal, chamado de ghrelina. Esse peptídeo é um

provável regulador da secreção de GH, em associação com o GHRH e a somatostatina,

pois possui a capacidade de ligação aos receptores de GHRPs (peptídeos liberadores de

GH). Seu efeito estimulador da secreção de GH é dose dependente e sua ação

provavelmente ocorre no hipotálamo ou após transporte, na hipófise, já que sua

presença foi verificada em neurônios do núcleo arqueado hipotalâmico (82).

A secreção de GH em adultos exibe um ritmo circadiano no período de 24 horas

caracterizado por maior massa secretória noturna, independente do início do sono. Seus

efeitos são mediados diretamente pelo próprio GH, e indiretamente, pela síntese e

22

liberação do fator de crescimento insulina-símile tipo 1 (IGF-1), produzido

principalmente no fígado. O IGF-1 é um peptídeo de cadeia simples, com estrutura

homóloga à pró-insulina e possui ação sistêmica e local (efeitos parácrinos e autócrinos)

(136). O IGF-1 regula a proliferação e diferenciação celular, possuindo também efeitos

metabólicos similares à insulina com ações importantes no metabolismo glicídico. Sua

síntese é regulada pelo próprio GH, pela insulina e pelo estado nutricional e metabólico

do indivíduo (86, 135). Ele circula no organismo ligado a uma família de proteínas

ligadoras de IGF-1 (IGFBPs) das quais no mínimo seis já foram identificadas (IGFBP

1-6) (64, 71). Apenas 1% do IGF-1 circula livre e cerca de 80% circula ligada a proteína

ligadora de IGF-1 tipo 3 (IGFBP-3). As IGFBPs contribuem para a regulação das

funções biológicas do IGF-1 prolongando sua meia vida e regulando sua depuração. A

IGFBP-1 mesmo não sendo predominante parece ser a que mais influencia agudamente

a bioatividade do IGF-1, apresentando relações inversas com os níveis de IGF-1 livre e

as concentrações de insulina (28).

Apesar da promoção do crescimento ser o efeito mais conhecido do GH, ela é

apenas uma das conseqüências do seu envolvimento na construção e manutenção da

função tecidual e orgânica. O GH é considerado um hormônio anabólico importante na

regulação do metabolismo protéico, lipídico, glicídico e ósseo, como exposto a seguir

no quadro 1.

23

Quadro 1: Efeitos metabólicos do hormônio de crescimento

-Metabolismo protéico

� Retenção de nitrogênio e síntese de proteínas musculares (efeito anabólico)

-Metabolismo lipídico

� Lipólise com aumento nos níveis de ácidos graxos livres

� Mobilização de gordura com redução dos depósitos de gordura abdominal

-Metabolismo glicídico

� Efeito contra-regulador da insulina

• Manutenção da glicemia no jejum prolongado

• Diminuição da sensibilidade à insulina

-Metabolismo ósseo e de cartilagem

� Estimula a diferenciação e proliferação de condrócitos nas zonas de

crescimento dos ossos longos

� Manutenção da densidade mineral óssea

-Equilíbrio de água e minerais

� Efeito anti-natriurético

No metabolismo glicídico e lipídico, o GH possui dois grandes efeitos gerais de

ação antiinsulínica que serão detalhados mais adiante: diminuição da utilização

periférica de glicose e indução de lipólise com aumento das concentrações séricas de

ácidos graxos livres (44).

A terapia com GH está bem estabelecida em crianças com deficiência de GH. As

conseqüências fisiológicas dessa deficiência na infância são bem conhecidas e incluem

baixa estatura, atraso de idade óssea, diminuição do conteúdo mineral ósseo, redução da

24

massa magra e aumento do tecido adiposo com distribuição predominantemente

abdominal (13).

A deficiência hormonal mais comumente identificada em associação com

doenças da região hipotálamo-hipofisária ou de sua terapia é a do hormônio de

crescimento. Apesar disso são comuns reposições somente de tiroxina, esteróides

sexuais e de glicocorticóides nos pacientes com hipopituitarismo. A deficiência de GH

no adulto, assim como nas crianças, está associada a diversas alterações na composição

corporal: diminuição da massa magra, da água extracelular e aumento da massa gorda,

caracterizada por obesidade do tipo central com acúmulo de gordura visceral. Também

ocorre diminuição da densidade mineral óssea, aumento da resistência à insulina,

hipercolesterolemia, distúrbios psicológicos com diminuição da qualidade de vida,

diminuição na taxa de filtração glomerular e diminuição no fluxo plasmático renal (11,

12, 16, 17) (Quadro 2). Com a instituição de terapia substitutiva com GH a maioria

dessas anormalidades é revertida de forma completa ou parcial. Pouca dúvida então

existe que a reposição desse hormônio é importante no tratamento de adultos

portadores de hipopituitarismo ou mesmo de deficiência isolada. As conseqüências da

deficiência e os efeitos da reposição de GH na gordura visceral, no risco cardiovascular

e no metabolismo glicídico serão descritos a seguir.

25

Quadro 2- Características clínicas da síndrome de deficiência de hormônio

de crescimento em adultos (adaptado da referência 40)

Aumento da mortalidade Sistema Cardiovascular: Disfunção sistólica com redução da fração de ejeção em repouso e durante exercício Diminuição no índice de massa ventricular Disfunção diastólica Redução da freqüência cardíaca Aumento da resistência vascular periférica Redução do consumo de oxigênio Aterosclerose prematura (aumento da espessura da camada íntima-média das carótidas e distensibilidade aórtica diminuída) Redução da capacidade de exercício Redução da força muscular Redução da capacidade máxima de captação de oxigênio Redução da taxa metabólica basal Alterações da composição corporal Obesidade com acúmulo de gordura visceral Redução da massa magra Redução da água extracelular Redução da densidade mineral óssea e aumento do risco de fraturas Perfil lipídico adverso Aumento nas concentrações de colesterol total e LDL-colesterol Aumento nas concentrações de triglicerídeos Redução nas concentrações de HDL-colesterol Aumento de fibrinogênio e de PAI-1 Alterações na função renal: redução na taxa de filtração glomerular e no fluxo plasmático renal Resistência à insulina Redução do volume de hemácias Pele fina e seca, acesso venoso precário Distúrbios de sudorese e de termoregulação Problemas psicossociais Diminuição da sensação de bem estar psicológico Depressão e isolamento social Redução da vitalidade e energia Labilidade emocional e dificuldade de autocontrole Distúrbios do sono Ansiedade

26

3.2 - Efeitos sobre a gordura visceral

O GH possui efeitos importantes na composição corporal através de sua ação

anabólica, lipolítica e anti-natriurética. No tecido adiposo seu principal efeito é inibidor

da lipogênese e do transporte de glicose, através da estimulação da enzima lipase

hormônio-sensível, resultando em maior hidrólise de triglicerídeos para ácidos graxos

livres e glicerol (lipólise) (47). Esse efeito é provocado diretamente pela ação do GH, e

não mediado pelo IGF-1, uma vez que não existe expressão de receptores para IGF-1

nas células adiposas (127).

A deficiência de GH e a falta conseqüente desse efeito sobre o tecido gorduroso

contribuem para o acúmulo de gordura corporal total com predomínio visceral (45, 46,

66, 73, 130). A presença de deficiência múltipla hipofisária também parece favorecer o

desenvolvimento de obesidade (74).

O aumento da gordura visceral observado nesses pacientes explica em parte

alguns achados clínicos que caracterizam a síndrome da deficiência de GH no adulto,

como o aumento do risco cardiovascular e a presença de resistência à insulina. Diversos

estudos prospectivos atribuem ao aumento da gordura visceral grande importância como

fator de risco para doenças coronarianas, acidente vascular encefálico e aumento da

mortalidade na população geral. O tecido gorduroso intra-abdominal tem sido

considerado fator relevante na associação entre obesidade, diabetes mellitus tipo 2,

dislipidemia e morbidade cardiovascular (79). A predominância de gordura visceral

também foi estabelecida como fator de risco independente para diabetes mellitus tipo 2

em ambos os sexos (24, 79). Este fato provavelmente se deve a uma característica

peculiar metabólica e anatômica do tecido gorduroso visceral. O sangue derivado dos

27

depósitos viscerais é drenado pelo sistema porta para o fígado. No tecido adiposo

visceral a mobilização de AGL é maior que nos demais tecidos. Assim, em

conseqüência da maior atividade lipolítica desse tecido, associado a sua localização

anatômica e sistema de drenagem, o fígado acaba sendo exposto a altas concentrações

de AGL. Níveis aumentados de AGL estimulam a gliconeogênese hepática e atenuam a

depuração hepática de insulina derivada do pâncreas, contribuindo para a

hiperinsulinemia periférica (68). O aumento da oferta de AGL ao fígado também

contribui para a geração de outros fatores de risco cardiovasculares, tais como as

anormalidades lipoproteicas (19).

O uso prolongado de GH provoca modificação favorável da composição

corporal com aumento da massa magra e da hidratação tecidual e concomitante redução

da massa gordurosa, principalmente do tecido adiposo visceral (36, 94). A maior

celularidade, inervação e fluxo sanguíneo, existentes na gordura visceral, seriam

responsáveis pelo maior efeito do GH nesse tecido, em detrimento de outros depósitos

de gordura corporal, como por exemplo, a subcutânea (20).

O aumento da atividade lipolítica no tecido adiposo, em conjunto com a redução

do acúmulo de triglicerídeos, parece ser o maior responsável pela diminuição da massa

gordurosa total observada com a reposição de GH (46). Diversos estudos têm

comprovado essa ação benéfica na composição corporal, sustentada a longo prazo com a

manutenção do uso do hormônio (7, 10, 56, 116).

28

3.3 - Efeitos sobre o risco cardiovascular

Existem várias semelhanças entre a síndrome da deficiência de GH e a síndrome

metabólica, sendo característica comum entre as duas o aumento do tecido adiposo

visceral e da resistência à insulina. Os demais achados semelhantes são:

hiperinsulinemia, hipertrigliceridemia, níveis baixos de HDL-colesterol, aumento da

prevalência de hipertensão arterial sistêmica, concentrações de fibrinogênio e fator

inibidor da ativação de plasminogênio tipo 1 (PAI-1) elevados, aumento da espessura da

camada íntima-média das carótidas, aterosclerose prematura e aumento da mortalidade

por doenças cardiovasculares (12, 13).

O hipopituitarismo há algum tempo vem sendo associado ao alto risco de

morbidade e mortalidade cardiovascular comparado a população geral (41, 115). Em

1990, Rosén e Bengtsson (114) foram os primeiros autores a demonstrar redução na

expectativa de vida em adultos hipopituitários, analisando retrospectivamente os dados

de 333 pacientes diagnosticados entre os anos de 1956 e 1987. A taxa de mortalidade foi

significativamente mais alta que a da população local, sendo que 104 pacientes

faleceram durante esse período. Em outro relato, de Bülow e cols. (30), 344 pacientes

hipopituitários diagnosticados entre 1952 e 1992 também apresentaram aumento geral

da mortalidade. Bates e cols. (9) revisaram os casos de todos os pacientes investigados

para hipopituitarismo entre 1967 e 1994 e a mortalidade geral também estava

aumentada. No estudo de Rosén e Bengtsson (114) a principal causa de óbito foi

doenças vasculares (58%), significando um aumento de duas vezes na mortalidade por

doença cardiovascular comparado com a população controle. Infarto agudo do

miocárdio, insuficiência cardíaca congestiva por doença cardíaca isquêmica e doença

29

cérebro-vascular foram as causas vasculares mais freqüentes. Na avaliação de Bülow e

cols. (30) a principal causa foi doença cérebro-vascular, sendo maior o aumento da

mortalidade no sexo feminino. Os autores, no entanto, consideraram a possibilidade de

ter havido influência do tratamento radioterápico administrado a vários dos pacientes.

No relato de Bates e cols. (9), a contribuição da doença vascular para a mortalidade não

foi tão significativa, provavelmente devido ao menor tamanho da população estudada.

Suspeitou-se, então, após esses achados, que a não reposição de GH explicaria o

aumento da mortalidade em pacientes com hipopituitarismo.

Diversos estudos avaliaram a presença de fatores clássicos associados ao risco

cardiovascular na deficiência de GH. No primeiro e mais importante deles, Rosén e

cols. (115) compararam a incidência fatores de risco cardiovasculares em 104 adultos

com deficiência de GH e indivíduos saudáveis (derivados da população do projeto

WHO MONICA). Os pacientes apresentaram índice de massa corporal (IMC) mais

elevados, maiores concentrações de triglicerídeos e menores de HDL-colesterol.

Posteriormente, Abdu e cols. (1) calcularam o risco de evento coronariano e o risco

cardiovascular relativo de acordo com o estudo de Framingham, em 50 adultos com

deficiência de GH e 45 controles pareados para sexo, idade e tabagismo. O aumento

significativo do risco cardiovascular encontrado correlacionou-se com as alterações

observadas no perfil lipídico dos pacientes. Markussis e cols.(84, 85) foram os primeiros

a demonstrar aterosclerose prematura em adultos com deficiência de GH. Aumento da

espessura intima-média das artérias, presença de placas ateroscleróticas e redução da

capacidade de distensão das artérias carótidas foram observados. Achados semelhantes

foram também relatados em adultos jovens com deficiência de GH iniciada na infância

(31).

30

Pacientes com deficiência de GH apresentam disfunção endotelial (50) e a

terapia com GH é capaz de revertê-la (128). A disfunção endotelial favorece a

trombogênese e aumenta a resistência vascular periférica, sendo um evento precoce e

potencialmente reversível no processo de aterogênese (62). Diminuição na formação

sistêmica do óxido nítrico na deficiência de GH não tratada tem sido relatada na

literatura (21). As células endoteliais possuem sítios de ligação com alta afinidade para

IGF-1 e os efeitos hemodinâmicos do IGF-1 parecem ser dependentes da liberação de

óxido nítrico pelo endotélio (21). O óxido nítrico reduz a adesão plaquetária, inibe a

proliferação e migração da célula muscular lisa do vaso e reduz a atividade da

lipooxigenase (50). A atenuação dos efeitos do óxido nítrico provoca um aumento da

resistência vascular periférica, da adesão e da proliferação celular, portanto,

contribuindo para a disfunção endotelial (6). Ainda não está claro, no entanto, se o

benefício da reposição de GH observado in vivo se deve ao aumento da síntese de óxido

nítrico pelo endotélio, o que parece ser o mecanismo mais provável. Diminuição da

inativação de radicais livres derivados do endotélio, tais como os superóxidos e o

aumento da sensibilidade da musculatura vascular lisa ao óxido nítrico também foram

propostos (91).

Outros mecanismos potenciais para aterosclerose prematura devem ser

considerados neste contexto. Como dito anteriormente, pacientes com deficiência de

GH também apresentam alterações qualitativas das lipoproteínas gerando um fenótipo

aterogênico, com aumento do colesterol total, LDL e triglícerideos e redução de HDL, o

que contribui ainda mais para a presença de disfunção endotelial (78, 105).

A aterosclerose é considerada uma doença inflamatória e alguns fatores

inflamatórios e reológicos são reconhecidos como marcadores de risco cardiovascular,

31

entre eles, o PAI-1 e o fibrinogênio (112, 118), que estão aumentados na deficiência de

GH (137).

Por fim, disfunção cardíaca sistólica, reduções na massa ventricular esquerda e

na capacidade ao exercício, têm sido encontradas em adultos deficientes de GH, o que

também contribuem para o aumento da morbidade e mortalidade cardiovascular

observado nesses pacientes (93, 122, 126).

Mesmo assim, alguns autores acreditam que as anormalidades que compõem o

quadro clínico do hipopituitarismo no adulto não explicam por completo o aumento da

mortalidade por causas vasculares atribuído à deficiência de GH (114 115). O

hipopituitarismo é uma condição complexa, que envolve múltiplos déficits hormonais

cuja reposição inadequada poderia contribuir para o risco cardiovascular (14).

Por outro lado, se esses achados explicam, pelo menos em parte, o maior risco

cardiovascular e o aumento da mortalidade geral encontrado na deficiência de GH,

parece que a administração de GH é benéfica na melhora do perfil aterogênico,

contribuindo para a redução deste risco. O GH induz a redução do PAI-1, do

fibrinogênio tecidual e de mediadores inflamatórios, tais como proteína C reativa e

interleucina-6, causando, portanto, um efeito protetor sobre o endotélio (69, 125). Além

disto, o aumento do estresse oxidativo e da resistência vascular periférica observados

nesses pacientes diminuem após a terapia com GH (21, 49). Há melhora do perfil

lipídico com diminuição do LDL-colesterol na maioria dos estudos (7, 17, 35, 41). Os

efeitos sobre as concentrações de HDL-colesterol são menos esclarecidos, alguns

trabalhos não mostraram influência (17), enquanto outros mostraram pequenas, mas

significantes reduções (41). A razão LDL/HDL colesterol parece melhorar na maioria

dos estudos. A espessura da camada íntima-média das carótidas também apresentou

32

redução após a terapia com GH (107). Além disso, há considerável melhora da

composição corporal, como citado anteriormente. Apesar desses achados, o verdadeiro

impacto da reposição de GH sobre o risco cardiovascular e a mortalidade geral não é

conhecido. Outros determinantes desse risco não são afetados ou podem até mesmo ser

exacerbados, como por exemplo, a resistência à insulina.

3.4- Efeitos sobre o metabolismo glicídico

Os primeiros estudos sobre as conseqüências da deficiência de GH em adultos

no metabolismo glicídico geraram resultados, a princípio, contraditórios. Como a

hipoglicemia de jejum sempre foi um achado bastante freqüente em crianças deficientes

de GH, esperava-se o mesmo em adultos. Entretanto, resistência à insulina tem sido

demonstrada em adultos deficientes não repostos, provavelmente associada, como

exposto anteriormente, ao aumento da gordura visceral e diminuição da massa magra

(17, 63, 70).

Os principais estudos que sugeriram diminuição na sensibilidade à insulina em

adultos deficientes de GH foram: Em 1994, Beshyah e cols. (17) avaliaram 63

pacientes, encontrando aumento significativo na freqüência de alterações no teste de

tolerância oral à glicose (TOTG), comparados a indivíduos saudáveis. Os níveis de

glicose e insulina de jejum foram semelhantes entre os pacientes e os controles, porém

os níveis de insulina após sobrecarga e a área sob a curva de insulina foram

significativamente maiores. Johannsson e cols. (70) em 1995, estudaram 15 adultos

deficientes de GH com clamp euglicêmico hiperinsulinêmico, comparados a um grupo

controle pareado por idade, sexo e IMC, demonstrando maior resistência à insulina nos

33

pacientes. Hew e cols. (63) em 1996, avaliaram 14 pacientes com deficiência de GH e

12 indivíduos saudáveis pareados por idade, sexo e IMC, com clamp euglicêmico

hiperinsulinêmico e medida da síntese de glicogênio por biópsia muscular. Ambos os

grupos tiveram taxas basais de utilização de glicose similares, mas uma redução de 64%

na utilização de glicose induzida por insulina foi encontrada nos pacientes. O índice de

sensibilidade periférica à insulina e a síntese de glicogênio estavam reduzidos,

sugerindo que a resistência à insulina nesses pacientes está associada à inibição da

atividade da glicogênio-sintetase, responsável pelo armazenamento de glicogênio na

musculatura esquelética. Segundo os autores, esse fenômeno parece estar relacionado ao

tempo de duração da deficiência de GH, as alterações nos níveis de triglicerídeos e

insulina de jejum, assim como ao aumento do tecido adiposo visceral.

Parece que a maior oferta de AGL circulantes, devido ao aumento da gordura

visceral, contribui para a redução da sensibilidade à insulina e da ativação da

glicogênio-sintetase pela insulina, caracterizando o chamado ciclo de Randle. De acordo

com esse ciclo, proposto por Randle e cols. (111) em 1963, a oxidação dos AGL

aumenta os níveis intracelulares de acetil-coenzima A que inicia uma reação em cadeia

de inibição das enzimas glicolíticas, em última instância inibindo a captação de glicose.

Alguns autores utilizando o acipimox, uma droga derivada do acido nicotínico,

bloqueadora da liberação de AGL por inibição da atividade da enzima lipase hormônio-

sensível, confirmaram a relação inversa existente entre os níveis de AGL circulantes e a

sensibilidade à insulina, em adultos deficientes de GH (100, 101, 123).

Posteriormente outros estudos surgiram, mas os mecanismos moleculares

responsáveis pela resistência à insulina na deficiência de GH em adultos ainda não

foram totalmente desvendados. Parece mesmo que está associada a uma diminuição dos

34

estoques de glicogênio e da utilização de glicose mediada pela insulina. As ativações do

fluxo glicolítico e da síntese de glicogênio pela insulina estão reduzidas na deficiência

de GH (4). Especula-se que os níveis diminuídos de IGF-1 também contribuem para a

resistência à insulina, devido à atenuação dos efeitos semelhantes à insulina no

metabolismo (103). A duração da deficiência de GH também teria relação, pois quanto

mais duradoura a deficiência menor são os níveis de IGF-1 e maior o volume de tecido

adiposo central (17, 63).

O GH possui efeito antagonista à insulina no músculo e tecido adiposo, fato esse

conhecido há bastante tempo. Em parte, esse efeito tem sido estudado através da

exposição de adultos saudáveis e acromegálicos a altas doses de GH. Resistência à

insulina pode ser induzida tratando adultos e crianças com doses suprafisiológicas de

GH (96). Na acromegalia, onde há excesso importante de GH circulante, existe aumento

no risco de desenvolvimento de hiperinsulinemia, tolerância oral à glicose diminuída ou

mesmo diabetes mellitus tipo 2 (59). Alguns autores relatam ocorrência de diabetes em

cerca de 40 % dos pacientes acromegálicos (51). Essas alterações metabólicas

encontradas na acromegalia podem reverter por completo após a cirurgia (97).

Em indivíduos saudáveis, um pulso de GH aumenta a produção hepática de

glicose no jejum, estimulando a gliconeogênese e a glicogenólise, e diminui a utilização

periférica de glicose, inibindo a síntese de glicogênio e a oxidação de glicose (8, 54).

O exato sítio de ação do GH no metabolismo da glicose, ainda não é de todo

conhecido, mas parece ter relação com mecanismos pós-receptor de insulina (8). Um

dos estudos antigos mais importantes sobre os efeitos metabólicos do GH no estado pós

absortivo foi realizado por Møller e cols. em 1989 (98). Esse estudo demonstrou

aumento da lipólise 2 a 3 horas após a administração de um bolus fisiológico de GH. A

35

glicose plasmática exibiu discreta flutuação e os níveis de insulina e peptídeo C

permaneceram estáveis. Porém, houve redução súbita da captação e oxidação de glicose

no músculo que aparentemente reflete a competição por substrato entre a glicose e os

AGL (ciclo de Randle). Em conseqüência, a oxidação periférica de glicose estaria

diminuída e a gliconeogênese hepática aumentada (111).

A resposta da célula beta observada após exposição crônica de GH é semelhante

àquela vista após níveis excessivos de AGL. Assim, antes da reposição de GH, a célula

beta é exposta a um fluxo aumentado de AGL pelo excessivo depósito de gordura

visceral e após o tratamento com GH também, pelo aumento da lipólise induzido pelo

hormônio (76).

Mas é provável que esse não seja o único mecanismo responsável pela

diminuição da sensibilidade à insulina na administração de GH. Redução na atividade

da glicogêneo-sintetase muscular e hepática (8, 63), independente do aumento do ciclo

do AGL, também foi implicada no aumento da resistência insulínica após exposição

prolongada de elevadas concentrações de GH (8, 108). Adicionalmente, aumento na

quantidade de fibras musculares do tipo II B, mais resistentes à insulina, foi descrito

após a reposição de GH (27).

Como dito anteriormente, a reposição de GH exerce efeitos biológicos

importantes no perfil lipídico, capacidade ao exercício e composição corporal (18, 46,

74, 121, 139). Os efeitos diretos do GH no metabolismo glicídico são

predominantemente antagonistas à insulina, e o grau que esses efeitos são

contrabalançados pelos efeitos favoráveis na composição corporal ainda é uma questão

em debate. Os primeiros estudos de reposição de GH em adultos de curta duração

relataram diminuição da sensibilidade à insulina, associada, em alguns casos, ao

36

aumento da glicemia e insulinemia (15, 53, 104, 117, 120). Mais recentemente outros

estudos foram desenvolvidos, no entanto, resultados divergentes têm sido encontrados.

Alguns autores relataram piora inicial da sensibilidade à insulina com melhora ao longo

do tempo, relacionada à redução da gordura corporal (55, 76, 95) Outros, porém,

observaram persistência da redução na sensibilidade à insulina ao longo do tempo

avaliado (15, 27, 34, 113, 116, 131, 138). Manutenção da sensibilidade à insulina

também tem sido bastante descrita (33, 37, 58, 80, 133) e apenas um estudo relatou

melhora (65). Parece que o impacto da reposição de GH na sensibilidade à insulina e a

explicação para essas divergências estariam relacionados a diferenças na metodologia

empregada, duração da deficiência de GH, composição corporal e idade do paciente

pré-reposição, duração do tratamento e doses utilizadas (67).

O papel do IGF-1 nas alterações que ocorrem na sensibilidade à insulina após a

administração de GH é difícil de prever. A administração de IGF-1 recombinante

resulta em efeitos sobre o metabolismo da glicose, dos lipídeos e das proteínas

semelhantes à insulina (25, 26). Mauras e cols. (89) compararam os efeitos da

administração de GH e IGF-1 por 8 semanas em pacientes deficientes de GH. Os efeitos

sobre o tecido adiposo e o anabolismo protéico foram similares, porém divergentes

sobre o metabolismo glicídico. Ambos aumentaram a gliconeogênese, mas apenas o GH

promoveu aumento dos níveis de glicose e insulina. Devemos, no entanto, considerar

que a administração de IGF-1 não reflete a fisiologia normal do indivíduo ou as

condições observadas no organismo após a reposição de GH. As concentrações de IGF-

1 na forma livre e bioativa encontram-se, ao contrário do que normalmente se observa,

extremamente elevadas após sua administração, induzindo uma ligação exagerada aos

receptores nas células musculares, adipócitos e hepatócitos. Não se sabe, na verdade,

37

qual a relevância da contribuição do IGF-1, com seu efeito metabólico similar à

insulina, na terapia substitutiva de GH. Parece que não é de grande importância (72).

Em resumo, adultos deficientes de GH não repostos podem apresentar

resistência à insulina e aumento do tecido adiposo visceral. O início da reposição

modifica a composição corporal com diminuição importante da gordura visceral, o que

se esperaria favorecer a sensibilidade à insulina. Entretanto, devido aos efeitos

antiinsulínicos do GH e em parte pela lipólise e aumento de AGL, observamos em

alguns estudos (não todos) piora ainda maior da sensibilidade à insulina. Até que ponto

o efeito do GH na composição corporal pode ser benéfico na sensibilidade à insulina,

contrabalançando seu efeito antiinsulínico? O conhecido impacto negativo do aumento

da resistência à insulina sobre o risco cardiovascular deve ser levado em consideração

na instituição do GH. Somente os estudos prospectivos de longo seguimento poderão

esclarecer a real eficácia e segurança dessa terapia.

38

4 - PACIENTES E MÉTODOS

4.1 - Casuística

Foram avaliados 29 pacientes deficientes de hormônio de crescimento, 13

homens e 16 mulheres, com idade variando de 20 a 61 anos (média de 40) e IMC de 27

+ 1,0 Kg/m2).

Todos os pacientes apresentavam deficiência severa de hormônio de crescimento

por mais de um ano. Seis com deficiência desde a infância, com diagnóstico de

hipopituitarismo idiopático e 23 hipopituitarismo adquirido durante a vida adulta.

Dentre as causas de hipopituitarismo adquirido 9 mulheres tiveram diagnóstico de

necrose hipofisária pós-parto (Síndrome de Sheehan), 8 adenoma não funcionante, 3

craniofaringioma e 3 outras patologias hipofisárias (histiocitose X, doença de Cushing,

disgerminoma de pineal). Dois pacientes possuíam deficiência isolada de GH e 27,

deficiência múltipla hipofisária. A média em anos do tempo de deficiência de GH após

o diagnóstico foi de 9,5 (variando de 1-30).

Foram incluídos os pacientes que apresentaram pico de GH menor que 3 ng/ml

em pelo menos 2 testes de estímulo farmacológicos: o teste de tolerância à insulina (0,1-

0,15 UI de insulina regular/Kg de peso, endovenosa) e o teste do glucagon (1 mg, intra-

muscular) (37, 39).

Adotamos como critérios de exclusão: presença de doença mental, gravidez,

diabetes mellitus, hipertensão arterial descompensada (pressão arterial sistólica >160

e/ou diastólica >90 mmHg), uso de GH nos últimos 12 meses, doença aguda severa nos

últimos 6 meses, doença hepática ou renal crônica, história de malignidade, acromegalia

39

prévia e uso crônico de medicações (exceto reposição hipofisária, contraceptivos ou

anti-hipertensivos). Os pacientes que apresentaram diagnóstico de diabetes mellitus na

avaliação pré-reposição foram também excluídos. O desenvolvimento de intolerância à

glicose ou diabetes ao longo do estudo não foi critério de exclusão do paciente.

Os pacientes estavam em terapia de substituição com glicocorticóides

(prednisona, dose média de 2,5 a 5 mg/dia), L-tiroxina (dose média de 132 µg/dia),

esteróides gonadais (ésteres de testosterona 250 mg a cada 2 ou 3 semanas nos homens;

estrogênio oral ou transdérmico e progesterona oral nas mulheres). Apenas um paciente

fazia uso de desmopressina (40 µg/dia). As doses de reposição permaneceram estáveis

por pelo menos seis meses antes de iniciar e durante o estudo, e foram controladas com

dosagens hormonais freqüentes.

Vinte e quatro pacientes completaram 12 meses de reposição (11 homens e 13

mulheres; idade 41 + 1,9 anos e IMC 27 + 1,2 Kg/m2) e 17 completaram 24 meses (9

homens e 8 mulheres; idade 40 + 1,8 anos e IMC 25 + 0,8 Kg/m2) (anexo 1). Cinco

pacientes foram retirados do estudo durante os três primeiros meses de reposição e sete

pacientes após 12 meses. Apenas um paciente foi excluído por efeitos adversos como

edema e artralgia no início da reposição e os demais, por não adesão ao protocolo ou

intercorrências clínicas no período.

Os objetivos e métodos do estudo foram explicados aos pacientes e todos

assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido (anexo 2), aprovado pelo

Comitê de Ética em pesquisa do HUCFF e da Faculdade de Medicina da UFRJ (CEP

77/98).

40

4.2 - Metodologia

Este foi um estudo aberto prospectivo. Os pacientes foram captados dos

ambulatórios dos serviços de endocrinologia do HUCFF e de outros hospitais da cidade

do Rio de Janeiro.

Os pacientes foram acompanhados em ambulatório próprio do projeto de

pesquisa através de consultas trimestrais. Na primeira consulta, após entrevista e exame

físico completo, registraram-se dados como: idade, sexo, cor, diagnóstico etiológico,

tempo de evolução de doença, deficiências hormonais associadas e as respectivas

reposições, outras doenças concomitantes e uso de medicações. História familiar de

diabetes mellitus tipo 2 em parentes de primeiro grau foi considerada positiva em

pacientes com familiares diagnosticados acima dos 30 anos de idade, sem uso de

insulina nos primeiros 6 meses de tratamento.

Após a primeira entrevista ambulatorial os pacientes foram submetidos à

confirmação da deficiência de GH através dos testes de tolerância à insulina e glucagon,

já descritos anteriormente, e em seguida encaminhados para realização do TTOG e

medida da gordura visceral. A partir então desses exames iniciava-se a reposição com

GH.

GH recombinante Norditropin, do laboratório Novo Nordisk Brasil (1mg =

3UI) foi administrado pelo próprio paciente, diariamente, ao deitar, por via subcutânea.

A dose inicial diária foi de 0,016 mg/Kg/semana ajustada de acordo com a tolerância do

paciente. Apesar do peso ter sido utilizado para definir a dose inicial, a dose de

manutenção foi alcançada através de um esquema de titulação baseado nos níveis de

IGF-1 e nos efeitos colaterais apresentados pelos pacientes. A dose considerada de

41

manutenção foi aquela que elevou o IGF-1 até próximo ao limite superior do valor de

referência para a idade, de acordo com o preconizado nas instruções do Kit utilizado

para dosagem. A dose média diária administrada ao final do período de titulação foi de

0,84 mg/dia (0,53-1,16 mg/dia). A adesão à administração de GH foi avaliada pelo

relato do paciente e principalmente pela monitorização da devolução dos frascos vazios.

Os pacientes foram estudados ao longo 24 meses em vigência da reposição de

GH através das seguintes avaliações:

- Medidas antropométricas: altura, peso, IMC, menor circunferência abdominal e

relação cintura-quadril. Avaliadas ambulatorialmente a cada três meses.

- Medida da gordura visceral por tomografia computadorizada de abdômen,

realizada na fase pré-reposição, após 12 e 24 meses.

- Teste de tolerância oral à glicose (TTOG): realizado na fase pré-reposição,

após 3, 6, 12 e 24 meses.

42

4.2.1 - Medidas antropométricas e gordura visceral

Os pacientes foram pesados com roupas leves, sem sapatos, em balança

mecânica Filizola e medidos com estadiômetro, assim como avaliados a menor

circunferência abdominal e a medida do quadril com fita métrica não elástica. Essas

medidas foram realizadas sempre na mesma balança e pelo mesmo avaliador. O IMC foi

calculado de acordo com a fórmula peso (Kg) / altura (m)2 e a relação cintura-quadril

dividindo-se o valor da menor circunferência abdominal pelo quadril.

Posteriormente, todos foram encaminhados para realização de tomografia

computadorizada helicoidal de abdômen, sem contraste venoso ou oral, para

quantificação da gordura visceral e subcutânea no Hospital Pró Cardíaco - Rio de

Janeiro. O equipamento usado foi o modelo PRO-SPEED, da marca GE (130). Todos

os exames foram executados e analisados pelo mesmo examinador.

4.2.2 - Metabolismo glicídico

O TTOG foi realizado em todos os pacientes após 12 horas de jejum noturno,

com administração de 300ml de solução com 75 g de glicose (106, 134). Foram colhidas

amostras de sangue venoso nos tempos basal, 30, 60, 90 e 120 minutos.

O metabolismo glicídico foi avaliado através dos valores de glicose e insulina no

jejum e após 2 horas da sobrecarga oral de glicose. A resistência à insulina (IR) foi

estimada através do índice de HOMA (Homeostasis model assessment), de acordo com

a equação proposta por Matthews e cols. (88):

HOMA-IR = Glicemia de jejum (mmol/L) X insulina de jejum (µU/mL) / 22,5

43

A sensibilidade à insulina (ISI) foi estimada através do índice ISI-composite

proposto por Matsuda e De Fronzo (87) de acordo com a fórmula: 10000/ [raiz quadrada

da glicemia de jejum x insulinemia de jejum x concentração média de glicose durante o

TTOG (mg/dL) x concentração média de insulina durante o TTOG (µU/mL)].

A classificação clínica do resultado do TTOG foi baseada no seguinte critério

(134): tolerância à glicose normal (TGN): glicemia 2-h após sobrecarga < 140 mg/dL;

tolerância à glicose diminuída (TGD): glicemia 2-h após sobrecarga > 140 e < 200

mg/dL e diabetes (DM): glicemia 2-h após sobrecarga > 200 mg/dL).

4.2.3 - Análise bioquímica

O IGF-I foi dosado através de ensaio imunoradiométrico DSL- 5600 ACTIVETM

(coeficiente de variação -cv- intra-ensaio de 1.5% e inter-ensaio de 3,7%, valor de

referência de 80 a 500 ng/mL; limites superiores de referência para idade em anos: 30-

40: 494 ng/mL; 40-50: 303 ng/mL; 50-60: 258 ng/mL; limite inferior de detecção: 0,8

ng/mL).

O GH foi dosado através de ensaio imunométrico por quimioluminescência

IMMULITE- DPC , United Kingdon (cv intra-ensaio de 5,3% e inter-ensaio de 5,7%,

valor de referência de 0,06 a 5,0 ng/ml e limite inferior de detecção de 0,01 ng/mL).

A insulina foi dosada por ensaio imunofluorimétrico AutoDELFIA- WALLAC

, USA (cv intra-ensaio de 2,4% e inter de 2,5%, reação cruzada com pró-insulina intacta

e 32-33 split pró-insulina < 1%, valor de referência de 2,34 a 26,40 µU/mL e limite de

detecção de 0,5 µU/mL).

44

As demais dosagens foram realizadas por métodos automatizados da rotina do

laboratório de análises clínicas do HUCFF. As alíquotas foram encaminhadas para

dosagem imediata no laboratório do hospital, sendo uma parte armazenada em freezer a

menos 20º C, por no máximo seis meses, para posterior dosagem de insulina no

laboratório Dr. Sérgio Franco - Rio de Janeiro.

4.3 - Análise estatística

A análise estatística foi realizada pelos seguintes métodos: análise de variância

para medidas repetidas (ANOVA) para avaliar as variações ao longo do tempo, seguido

do teste de comparações múltiplas de Bonferroni, para identificar quais os tempos

(meses) que diferiram entre si; Método de modelos lineares generalizados processada

pelo procedimento CATMOD para analisar medidas repetidas de dados de natureza

qualitativa. Para avaliação dos parâmetros que não seguiam uma distribuição normal

utilizamos o teste não paramétrico de Wilcoxon ou a transformação logarítmica dos

dados. O critério de determinação de significância adotado foi o nível de 5%. A análise

estatística foi processada pelo software estatístico SAS® System. Os resultados foram

apresentados como média + erro médio padrão.

45

5 - RESULTADOS

Reposição de GH por 24 meses (n=17)

Os níveis de IGF-I aumentaram significativamente durante a reposição de GH

(78 + 15 para 386 + 28 ng/mL após 24 meses; p= 0,0001). No terceiro mês a dose média

de administração de GH foi de 0,84 mg/dia (0,53-1,16 mg/dia). Aos 12 meses, a dose de

GH foi reduzida em alguns pacientes para manter os níveis de IGF-1 dentro dos limites

da normalidade (dose média de GH: 0,83 mg/dia) e aos 24 meses mais uma pequena

redução foi necessária obtendo-se uma dose média de GH de 0,72 mg/dia (0,46 –1,16

mg/dia) (anexo 3.1).

5.1 - Medidas antropométricas e gordura visceral

Não houve alteração significativa do peso corporal e IMC. Houve redução

significativa da circunferência abdominal aos 3 meses (p = 0,028) e da relação cintura-

quadril, de forma progressiva, dos 3 aos 24 meses (p = 0,016). A gordura visceral

diminuiu aos 12 meses e manteve-se estável até o final do estudo (p = 0,009) (tabela 1 e

anexos 3.2 – 3.4).

46

Tabela 1: Evolução das medidas antropométricas e gordura visceral após a

reposição com GH (n=17)

Pré 3m 6m 12m 24m p-valor

IMC (Kg/m2) 25,4 + 1,1 25,5 + 1,2 25,5 + 1,3 25,8 + 1,3 26,0 + 1,3 0,390

Circ. Abdominal (cm) 83 + 2,0 80 + 2,0 82 + 2,0 81 + 2,0 82 + 2,0 0,028

Relação Cint/Quadril 0,89 + 0,02 0,86 + 0,01 0,87 + 0,02 0,86 + 0,01 0,84 + 0,01 0,016

Gordura visceral (cm2) 145 + 17,0 --- --- 102 + 14,0 103 + 20,0 0,009

Valores em média + erro médio padrão. p -valor baseado no teste ANOVA para medidas repetidas (pré - reposição x 24 meses).

47

5.2 – Metabolismo glicídico

Oito dos 17 pacientes (47,1 %) apresentaram TTOG alterada aos 24 meses: 7

pacientes por tolerância à glicose diminuída (TGD) e um por diabetes (DM). Esse

último paciente com diabetes (feminina, 61 anos, IMC 22 Kg/m2, sem história familiar

de diabetes) apresentou TGD aos 6 meses e TTOG normal aos 12 meses. Dos outros 7

com TGD aos 24 meses: 4 pacientes já possuíam tolerância à glicose diminuída em

algum momento do estudo e 3 possuíam TTOG normal nas avaliações anteriores.

Apenas um desses pacientes ganhou peso: masculino, 21 anos, sem história familiar de

diabetes, com TGD pré-reposição. Esse paciente apresentava IMC de 24,3 kg/m2 antes e

28,9 kg/m2 após 24 meses de GH, sem alteração significativa da gordura visceral (165,4

x 168,9 cm2 ). Os outros seis pacientes com TGD (idade 33-50 anos) mantiveram ou até

diminuíram a gordura visceral e o IMC. Somente dois deles possuíam história familiar

positiva de diabetes (tabela 2).

48

Tabela 2: Efeito da reposição de GH em adultos deficientes sobre a

tolerância oral à glicose (n=17)

Pacientes Pré 3m 6m 12m 24m

1 TNG TNG TNG TGD TNG

2* TNG TNG TNG TNG TNG

3 TNG TGD TNG TNG TGD

4 TGD DM TGD TGD TGD

5 TNG TNG TNG TNG TNG



8* TNG TNG TNG TNG TGD

9 TNG TNG TNG TGD TGD


11 TNG TNG TGD TGD TGD

12 TNG TNG TNG TNG TGD

13* TNG TNG TNG TGD TGD

14 TNG TNG TNG TGD TNG


16 TNG TGD TNG TNG TNG

17 TNG TNG TGD TNG DM TNG: Tolerância normal à glicose; TGD: Tolerância à glicose diminuída; DM: Diabetes mellitus; * Pacientes com história familiar de diabetes tipo 2.

49

A freqüência de alteração no TTOG aumentou de 1 paciente (5,9 %) para 3 (17,6

%) após os 3 meses, manteve-se igual aos 6 meses, aumentando para 6 pacientes (35,3

%) aos 12 meses e finalmente para 8 (47,1 %) aos 24 meses (p = 0,0001) (Figura 1).

Figura 1: Freqüência de alteração no TTOG durante a reposição de GH

5,9

17,6 17,6

35,3

47,1

0

10

20

30

40

50

Basal 3 6 12 24 meses

To

lerâ

nc

ia à

glic

os

e

alt

era

da

(%

)

50

Apesar da piora da tolerância à glicose, as glicemias de jejum não se

modificaram (p= 0,180). As médias das glicemias de 2 horas após o TTOG tenderam a

aumentar, mas não atingiram significância estatística (p= 0,069). Os níveis de insulina

de jejum não se modificaram (p= 0,260), porém os níveis insulina de 2 horas após

sobrecarga apresentaram aumento progressivo aos 3, 12 e 24 meses (p= 0,005).

Nenhuma alteração significativa foi encontrada nos índices de HOMA-IR e ISI-

composite (p= 0,260 e 0,190; respectivamente) (tabela 3 e anexos 3.5 – 3.7).

Tabela 3: Evolução do metabolismo glicídico após reposição com GH (n=17)

Pré 3m 6m 12m 24m p-valor

Glicemia jejum (mg/dL)

80 + 20 89 + 30 80 + 30 81 + 20 83 + 20 0,180

Glicemia após 2h (mg/dL)

109 + 50 122 + 80 111 + 60 127 + 80 131 + 70 0,069

Insulina de jejum

(µµµµU/mL) 12 + 50 11 + 20 12 + 20 11 + 10 14 + 40 0,260

Insulina após 2h

(µµµµU/mL) 52 + 12 91 + 27 87 + 22 108 + 24 100 + 29 0,005

HOMA-IR 2,4 + 1,0 2,7 + 0,7 2,6 + 0,5 2,4 + 0,4 2,8 + 0,7 0,260

ISI-composite 8,8 + 2,0 6,7 + 1,9 7,0 + 2,0 5,9 + 1,3 6,2 + 1,2 0,190

Valores em média + erro médio padrão. p-valor baseado no teste ANOVA para medidas repetidas (pré -reposição x 24 meses).

51

Analisando de forma separada o subgrupo de pacientes com TOTG alterado aos

24 meses (n=8), encontramos aumento significativo do índice de HOMA-IR (1,35 +

0,90 para 2,75 + 2,16; p =0,012). O índice ISI-composite, no entanto, não apresentou

diferença (7,49 + 5,38 para 4,57 + 3,24; p =0,123) (tabela 4).

Tabela 4: Evolução dos índices de HOMA-IR e ISI-composite nos pacientes com

TTOG alterado após 24 meses de reposição de GH (n=8)

Pacientes HOMA a ISI b

Pré 24m Pré 24m

3 1,1 1,4 7,2 8,9

4 0,4 1,5 13,6 4,5

8* 3,0 7,5 2,2 0,8

9 17,5 2,9 1,4 2,6

11 1,8 3,4 3,0 3,2

12 0,3 1,0 13,7 5,7

13* 0,7 0,9 13,6 9,4

17 1,8 3,4 5,4 1,5

Média + DP 1,35 + 0,90 2,75 + 2,16 7,49 + 5,38 4,57 + 3,24

TNG: Tolerância normal à glicose; TGD: Tolerância à glicose diminuída; DM: Diabetes mellitus; * Pacientes com história familiar de diabetes tipo 2; HOMA a: pré-reposição x 24 meses, p =0,012; ISI b: pré-reposição x 24 meses, p = 0,123.

52

5.3 – Correlações

Houve correlação positiva significativa entre as seguintes variáveis: insulina

após sobrecarga com IMC (r= 0,501 e p= 0,040) e gordura visceral (r= 0,606 e p=

0,013) na fase pré-reposição; IMC com HOMA IR (r= 0,839 e p= 0,000) e com insulina

de jejum (r= 0,833 e p= 0,000) aos 12 meses; e glicose após sobrecarga com insulina

após sobrecarga (r= 0,537 e p= 0,026) aos 24 meses de reposição.

Houve correlação negativa significativa entre IMC e ISI-composite pré-

reposição (r= - 0,574 e p= 0,501); e entre ISI-composite e IMC (r= - 0,709 e p= 0,002)

aos 12 meses.

Não houve correlação significativa entre os demais parâmetros avaliados no

estudo.

53

6- DISCUSSÃO

O presente estudo foi realizado como o objetivo de avaliar os efeitos a longo

prazo da reposição de GH sobre o metabolismo glicídico e a gordura visceral em adultos

deficientes de GH. Nossos achados revelam diminuição significativa da gordura visceral

e da relação cintura-quadril durante os 24 meses de reposição, de acordo com os

achados na literatura (3, 121, 138). Houve aumento da freqüência de alterações no

TTOG e aumento progressivo dos níveis de insulina após sobrecarga. Aumento na

resistência à insulina, avaliado pelo HOMA-IR, foi observado apenas no subgrupo com

alteração no TTOG aos 24 meses.

Em estudo prévio (131) demonstramos que 12 meses de reposição de GH

induziram aumento progressivo dos níveis de insulina de jejum e após sobrecarga.

Houve diminuição da sensibilidade à insulina, observada tanto pelo aumento no índice

de HOMA-IR, como pela redução do ISI-composite, ambos aos 12 meses. Os níveis de

glicemia de jejum não se modificaram, porém houve aumento na freqüência de TOTG

alterados. Dos 24 pacientes que completaram 12 meses, 17 optaram por continuar a

reposição de GH até os 24 meses. Não houve diferença significativa nas características

clinicas do grupo que interrompeu e o que continuou o uso do hormônio.

Diversos indicadores de resistência à insulina são propostos na literatura para

serem usados em pesquisa ou na prática clinica. O método considerado padrão-ouro é o

clamp euglicêmico hiperinsulinêmico, técnica de alta complexidade e custo elevado. Os

métodos usados nesse estudo, HOMA e ISI-composite, são mais simples e de menor

custo, portanto mais adequados para uso na prática clinica. Matthews e cols. (88)

demonstraram que o método HOMA apresenta alta correlação com o clamp euglicêmico

54

hiperinsulinêmico. O HOMA também foi validado por outros autores (23, 48, 77) e

utilizado em diversos estudos (22, 57, 90). O ISI-composite, que estima a sensibilidade

hepática e global à insulina, através dos níveis de glicemia e insulinemia obtidos durante

a curva glicêmica, foi proposto e validado por Matsuda e De Fronzo (87).

A interpretação do significado de novos casos de tolerância à glicose diminuída

e diabetes durante a reposição de GH não é fácil. Reconhecemos a baixa

reprodutibilidade da curva glicêmica e a possibilidade de variação espontânea da

glicemia após a sobrecarga (60, 92). Alguns pacientes demonstraram tolerância à

glicose normal após apresentarem alteração na curva em algum momento durante o

estudo, mas a maioria que apresentou alteração no TOTG aos 24 meses já o havia

apresentado em alguma avaliação anterior. A realização do TTOG tem sido considerada

mais sensível no diagnóstico dos estágios de intolerância à glicose e diabetes, do que

apenas a realização da glicemia de jejum. (5).

O consenso atual da Growth Hormone Research Society (39) preconiza a

reposição de GH em adultos deficientes visando, entre outros motivos, a redução do

risco cardiovascular. Alguns autores ainda duvidam que o balanço final dos efeitos do

GH seja realmente significativo em termos de redução de risco, equivalente ao uso de

drogas como a aspirina, redutores de colesterol e anti-hipertensivos. Além disso, o

benefício do GH na composição corporal poderia ser atingido tão bem quanto com um

bom programa de educação alimentar e atividade física. Essas questões só podem ser

esclarecidas com estudos prospectivos prolongados, em larga escala, randomizados e

duplo-cegos. Infelizmente esse tipo de estudo é pouco viável pelo custo elevado e

dificuldade de execução, especialmente quando há escassez de recursos. Além disso,

uma verdadeira randomização com uso de placebo dificilmente seria realizada. Uma vez

55

que a reposição de GH tem demonstrado tantos benefícios a curto e médio prazo,

dificilmente haveria aprovação do Comitê de Ética em pesquisa ou autorização prévia

pelo paciente bem informado para a realização da randomização. Essa é uma das

limitações do nosso estudo, por não ser do tipo placebo-controle, alguns dos nossos

resultados podem ter sofrido interferência da idade e estilo de vida. Nossos achados, no

entanto, estão de acordo com outros estudos existentes na literatura e nossos pacientes

foram orientados a não modificar seus hábitos de vida durante o estudo.

Os efeitos agudos e crônicos da reposição de GH em adultos no metabolismo

glicídico têm sido descritos em inúmeros trabalhos, alguns com resultados divergentes.

Os primeiros trabalhos publicados sugeriram que em curto prazo existe uma redução da

sensibilidade à insulina em associação com o aumento dos níveis de insulina, nem

sempre acompanhado de aumento da glicemia. A longo prazo a sensibilidade à insulina

melhoraria gradativamente devido ao aumento da massa magra e redução da massa

gordurosa. No entanto, este fato não foi observado em todos os estudos.

Semelhante aos nossos achados, a ocorrência de novos casos de tolerância à

glicose diminuída e diabetes no TTOG também foi observada por alguns autores:

Beshyah e cols. (15) mostraram 5 novos casos de TGD durante os 18 meses de

reposição de GH em 38 pacientes adultos. Todos os 5 melhoraram após interrupção do

GH. Fernholm e cols. (52) descreveram um caso de diabetes e um caso de TGD no

estudo de 18 meses de reposição em 31 pacientes idosos deficientes de GH. Rosenfalck

e cols. (116) detectaram três casos de TGD em 11 pacientes no estudo de 30 meses de

reposição de GH.

Estudos envolvendo jovens com deficiência de GH adquirida na infância

observaram maior risco de desenvolvimento de diabetes e piora da sensibilidade à

56

insulina com o uso do GH. Cutfield e cols. (43) através da análise retrospectiva do

estudo internacional realizado em jovens deficientes de GH, o KIGS (Pfizer

international growth study of childrens and adolescents), observaram um aumento de

seis vezes na incidência de diabetes tipo 2 em indivíduos tratados com GH na infância e

adolescência, provavelmente por desencadear mais precocemente a doença em pacientes

previamente predispostos. Houve persistência do diabetes após suspensão da reposição

de GH, excluindo-se que tenha ocorrido um efeito transitório induzido pelo hormônio.

Nørrelund e cols. (102) estudaram, através de clamp euglicêmico hiperinsulinêmico, 18

pacientes (idade média de 20 anos) durante a fase de transição para a vida adulta. Os

pacientes em uso de GH foram separados em 2 grupos no primeiro ano do estudo: um

permaneceu usando o GH e o outro recebeu placebo, portanto interrompendo o uso do

hormônio. No segundo ano o estudo foi aberto com todos os pacientes recebendo GH. A

interrupção da terapia por um ano resultou em moderada elevação da sensibilidade à

insulina apesar do acúmulo de gordura corporal. Nesse grupo não houve alteração na

insulina de jejum após a suspensão do GH, porém houve um aumento significativo

quando re-introduzido na segunda fase. Os pacientes que permaneceram com uso de GH

durante os 2 anos não apresentaram, quando comparados ao início do estudo, alterações

na composição corporal e na sensibilidade à insulina. Queda dos níveis de insulina após

suspensão do GH em pacientes jovens também foi demonstrada por outros autores (83).

Seminara e cols. (124) descreveram 3 novos casos de TGD e aumento nos níveis

de insulina de jejum em 20 crianças acompanhadas por 36 meses, porém os autores

sugeriram que elas estavam predispostas por não seguirem uma dieta saudável. Saenger

e cols. mostraram, em pacientes jovens portadores de baixa estatura idiopática, aumento

nos níveis de insulina de jejum após administração de GH mantidos por 5 anos (119).

57

Em mais um estudo desenvolvido em crianças, publicado por Radetti e cols.

(110) em 2004, não houve alteração no TTOG em 128 deficientes de GH acompanhados

anualmente durante 6 anos. No entanto, a sensibilidade à insulina reduziu

significativamente no primeiro ano sem posterior piora.

Sabemos que esses dados não podem ser extrapolados para os adultos devido às

diferenças na administração do GH. Doses maiores são utilizadas nas crianças. Mesmo

assim devemos ter cautela, principalmente nos pacientes predispostos, uma vez que a

resistência à insulina é mais freqüente nos adultos e mais ainda nos portadores de

hipopituitarismo.

No nosso estudo, assim como em outro realizado em São Paulo em adultos com

deficiência de GH desde a infância (80), após 24 meses de GH não houve variação dos

índices de HOMA e ISI-composite, no grupo de pacientes avaliados como um todo.

Optamos por avaliar também de forma separada os pacientes que apresentaram TGD ou

diabetes aos 24 meses de reposição e observamos aumento importante da resistência à

insulina, associada a maiores níveis de insulina circulante. Avaliando a literatura

existente sobre o assunto encontramos achados semelhantes, como pode ser visto no

quadro 3 que resume os principais estudos de reposição de GH dos últimos anos com

duração e metodologia semelhantes ao nosso.

59

Observamos que o número de pacientes do nosso estudo, assim como a

proporção deles que não completaram os 2 anos de reposição, estão de acordo com os

outros trabalhos de longo seguimento. Exceto os estudos multicêntricos que avaliam

grandes bancos de dados, a maioria possui uma casuística em torno de 10 a 20

pacientes. O IMC e idade em média dos pacientes avaliados nesses estudos estão de

acordo com nosso trabalho, porém a dose de GH utilizada variou um pouco entre eles

(quadro 3).

Christopher e cols. (34) estudaram um total de 11 pacientes por 24 meses e

mostraram que apesar da melhoria na composição corporal e no perfil lipídico, as

alterações na sensibilidade à insulina, na oxidação da glicose no músculo e a na

atividade da glicogênio-sintetase, persistem com administração a longo prazo de GH.

Houve aumento dos níveis de insulina de jejum e diminuição importante da

sensibilidade à insulina, avaliada pelo clamp euglicêmico hiperinsulinêmico. Este

estudo também mostrou correlação positiva entre os níveis absolutos ou de incremento

de IGF-1 e a piora da sensibilidade à insulina.

Kamarudin e cols. (76) avaliaram 7 pacientes por 24 meses e mostraram

aumento da freqüência de alterações no TTOG aos 6 meses de reposição, com posterior

melhora aos 24 meses. A sensibilidade à insulina foi avaliada pelo clamp euglicêmico

hiperinsulinêmico e os pacientes foram comparados a um grupo controle de mesma

idade, sexo e IMC. Houve uma redução de 35% na sensibilidade à insulina após 24

meses de GH. A insulina de jejum aumentou, assim como a resposta aguda de insulina à

sobrecarga oral de glicose. Após 5 dias de suspensão do GH a secreção de insulina

diminuiu, a sensibilidade à insulina aumentou e a composição corporal se manteve.

60

Micic e cols. (95) estudaram 21 deficientes de GH (idade média de 37 anos e

IMC de 26 Kg/m2) por 12 meses. Houve aumento da área sob a curva de glicose e

insulina, do índice de resistência à insulina estimada pelo HOMA, no entanto, sem

alterações significativas no TTOG e na sensibilidade à insulina avaliada por modelo

mínimo (FSIGT- frequently sampled intravenous glucose tolerance test).

Hana e cols. (58) estudaram 17 deficientes de GH desde a infância por 12 meses

e não encontraram diferença nos níveis de glicose e insulina de jejum e no índice de

HOMA.

Giavoli e cols. (55) estudaram 20 pacientes com deficiência de GH adquirida na

vida adulta, com avaliação aos 12 e 60 meses. Houve aumento dos níveis de glicose e

insulina de jejum com conseqüente aumento do HOMA-IR aos 12 meses e posterior

retorno aos níveis anteriores aos 60 meses, concomitante a uma significativa redução da

gordura corporal.

Bramnert e cols. (27) recentemente demonstraram que a reposição em doses

similares a utilizada por nós, resultaram na piora da resistência à insulina aos 6 meses,

avaliada pelo clamp, atribuída ao aumento na lipólise e na quantidade de fibras

musculares do tipo II B, mais resistentes à insulina. Não se sabe se o aumento desse tipo

de fibra muscular é efeito primário do GH ou conseqüência da redução da sensibilidade

à insulina.

Alguns estudos de reposição de GH a longo prazo, com duração maior que o

nosso, demonstraram aumento significativo da insulina de jejum em 13 pacientes

acompanhados por 4 anos (2) e piora da tolerância à glicose em 11 pacientes, com

aumento da glicemia pós-prandial, insulinemia de jejum e insulinemia pós-prandial após

30 meses (116). Achados diferentes foram encontrados por outros autores, também em

61

estudos mais prolongados: Jørgensen e cols. (75) encontraram sensibilidade à insulina

similar entre pacientes e controles após 3 anos de GH. Chrisoulidou e cols. (33) não

mostraram efeitos sobre a tolerância à glicose e os níveis de insulina após 7 anos de GH

e finalmente um estudo recente de 10 anos de acompanhamento não mostrou variações

nos níveis de insulina e glicemia de jejum (56).

Apenas um único trabalho mostra resultados totalmente divergentes do nosso e

da literatura: Hwu e cols. (65) mostraram normalização da sensibilidade à insulina

mensurada pelo teste de supressão à insulina modificado (MIST-modified insulin

suppression test), após um ano de GH em um grupo de pacientes jovens (idade média de

29,5 anos) e magros (IMC médio de 22,8 Kg/m2), portanto menos propensos a

desenvolver resistência à insulina. Esse foi o único estudo de reposição de GH que

utilizou esse método de avaliação da sensibilidade à insulina.

Na tentativa de monitorar a segurança do uso do GH em adultos, os grandes

laboratórios responsáveis pela produção do hormônio iniciaram os “postmarketing

surveillance databases”. Os principais são: NovoNordisk A/S com o

Nordireg/Nordinet, no qual esse estudo está inserido; Pfizer com o KIMS, o maior

deles; e a Lilly com o HypoCCS.

O Nordireg/Nordinet envolve mais de 1200 pacientes procedentes de 10 países.

Resultados preliminares de 602 adultos deficientes de GH desse registro não revelaram

diferenças nos níveis de glicose e insulina entre os pacientes tratados e não tratados

(81). Recentemente publicamos os achados de 70 pacientes repostos por 2 anos,

integrantes desse registro, e provenientes de 3 diferentes centros no Brasil: Rio de

Janeiro, São Paulo e Paraná. Também não observamos alteração dos níveis de glicose e

62

insulina de jejum, assim como no índice de resistência à insulina HOMA-IR (38)

(Quadro 3).

O KIMS (Pfizer International Metabolic Database), abrangendo um número

maior de pacientes, cerca de 6000, com um total de 10000 pacientes-ano de

acompanhamento e duração média de reposição de 2,8 anos, não evidenciou aumento na

ocorrência de diabetes tipo 2 comparados ao esperado na população geral com o avançar

da idade. A maioria dos 32 indivíduos que desenvolveram diabetes era obesa e

apresentava história familiar de diabetes (99).

O HypoCCS (The hypopituitary control and complications study) atualmente

abrangendo 1881 adultos deficientes de GH repostos com GH (duração média de 2

anos) e um grupo controle de 352 pacientes não-repostos, não mostrou aumento na

incidência de diabetes comparados ao grupo controle (61). No entanto, a maioria desses

bancos de dados possuem registro apenas dos níveis de glicose e insulina de jejum, sem

avaliação da tolerância oral à glicose, o que poderia estar sub-dimensionando a

incidência de diabetes mellitus (5).

A dose inicial de reposição em pacientes com deficiência de GH adquirida na

vida adulta é de 0,1 a 0,4 mg/dia (39). Raramente a dose de manutenção deve exceder

1mg/dia em pacientes com mais de 35 anos e deve ser reduzida com a idade. Em

crianças as doses são mais elevadas, 0,15 a 0,3 mg/kg, 6 a 7 vezes por semana. Nos

primeiros estudos as doses de GH utilizadas eram mais elevadas, pois eram baseadas no

peso corporal e expressas em unidades/kg. Doses mais elevadas provocam alterações

significativas na composição corporal, porém quase sempre associadas a efeitos

adversos, como retenção hídrica e artralgias (74, 121). Estudos posteriores mostraram

que o GH deve ser iniciado com doses mais baixas e lentamente aumentado de acordo

63

com a resposta do paciente e os níveis de IGF-1. Atualmente já se sabe que a

individualização da terapia com GH e o uso de doses mais baixas resultam em uma

redução mais gradual da gordura visceral, o que poderia minimizar a transiente

diminuição da sensibilidade à insulina observada nos primeiros meses de reposição de

GH (132). Dois importantes estudos revelam dados interessantes sobre este aspecto:

Yuen e cols. (140) compararam duas diferentes doses de GH em 11 indivíduos jovens

saudáveis, concluindo que quanto menor a dose menor o prejuízo à sensibilidade à

insulina. Bülow e cols. (29) administraram doses baixas de GH em jovens com

deficiência de GH adquirida na infância não encontrando efeito negativo sobre a

sensibilidade à insulina durante 9 meses de reposição. O cuidado com a dose

administrada deve ser ainda mais cauteloso em pacientes com risco aumentado de

desenvolver diabetes tipo 2, como os obesos, os mais idosos e os portadores prévios de

redução da sensibilidade à insulina por outras etiologias. A dose de GH utilizada no

nosso estudo foi baseada no peso do paciente e ajustada de acordo com os níveis de

IGF-1, não tendo causado efeitos colaterais importantes. Em duas ocasiões ao longo do

estudo, aos 12 e 24 meses, ela teve que ser reduzida.

Na verdade, não se sabe atualmente até que ponto os efeitos metabólicos do GH

são dependentes dos valores séricos médios do hormônio ao longo do tempo, das

concentrações plasmáticas circulantes durante um determinado período, do número e/ou

amplitude dos pulsos ou dos níveis máximos de GH atingidos na corrente sanguínea.

Além disso, concentrações séricas de IGF-1 e IGFBP-3 também devem contribuir na

modulação dos efeitos metabólicos do GH. A forma de administração de GH,

subcutânea e noturna, atualmente pode ser a melhor opção, mas está longe de ser

fisiológica.

64

Os resultados divergentes de diferentes estudos devem refletir fatores

importantes, como a duração da reposição de GH, quando ela foi iniciada e as variações

da dose administrada. A composição corporal pré-tratamento, a idade do paciente e a

sensibilidade à insulina pré-existente também são fatores relevantes. A escolha do

método de determinação da sensibilidade à insulina, provavelmente também influencia a

interpretação dos resultados (95). Devemos também lembrar que existe uma grande

variedade de resposta individual a qualquer terapia com tantos efeitos sistêmicos. Com o

intuito de avaliar as possíveis influências de determinados fatores, tais como, a dose de

GH, o nível de IGF-1 e a medida da gordura visceral, nas modificações ocorridas no

metabolismo glicídico de nossos pacientes, estudamos os coeficientes de correlação

entre eles. Não houve correlação entre a dose de GH utilizada, nem dos níveis de IGF-1,

com as alterações observadas nos parâmetros avaliados do metabolismo glicídico. Não

houve associação significativa entre a presença de diabetes após a reposição de GH e a

idade, IMC ou história familiar de diabetes. Além do mais, os pacientes que

desenvolveram alteração na curva glicêmica eram assintomáticos e apresentaram

glicemia de jejum normal durante todo o estudo.

Nossos resultados mostram que o GH possui relevante efeito no metabolismo

glicídico na prática clínica. O maior indicador de deterioração da sensibilidade à

insulina é o aumento dos níveis de insulina, tanto de jejum quanto após sobrecarga. A

grande maioria dos trabalhos, incluindo este, indica que esse fato tipicamente se segue

ao início da reposição com GH. Aumento na glicemia de jejum ou pós-sobrecarga, só

deve ocorrer nos pacientes com resistência à insulina e defeito na secreção de insulina.

Por isso, o aumento da glicemia é menos prevalente na literatura que o da insulina.

Então, na maioria dos pacientes, o efeito do GH na resistência à insulina será

65

contrabalançado por uma maior secreção de insulina. Nos pacientes com reserva

pancreática limitada intolerância à glicose poderá se desenvolver. Acreditamos que esse

fato tenha ocorrido em alguns de nossos pacientes.

A ocorrência de tolerância à glicose diminuída que ocorreu após o uso de GH

deve ser considerada, pois além de ser fator de risco para a ocorrência de diabetes no

futuro, está associada ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Este fato se

torna ainda mais importante ao se considerar que o hipopituitarismo, condição onde a

reposição de GH é usualmente indicada, também pode estar associada à diminuição da

sensibilidade à insulina e aumento da mortalidade cardiovascular.

Em conclusão, o presente estudo demonstra que adultos deficientes de GH após

24 meses de reposição desenvolvem alteração na tolerância à glicose, parcialmente

compensada por aumento nos níveis de insulina, apesar das modificações favoráveis na

composição corporal. O provável mecanismo responsável é o aumento da resistência à

insulina e nossa recomendação é que o monitoramento a longo prazo seja realizado

com dosagens periódicas de glicose e insulina de jejum, cálculo do índice de HOMA-

IR e realização de TOTG naqueles com predisposição ao diabetes tipo 2. A dose de GH

utilizada em adultos deve ser sempre a menor possível. Certamente estudos futuros

com maior tempo de seguimento serão necessários para se determinar à magnitude do

efeito do GH em adultos deficientes sobre o metabolismo glicídico com suas

conseqüências sobre o risco cardiovascular.

66

7- REFERÊNCIAS

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administration of two low doses versus the standard GH replacement dose on

insulin sensitivity and fasting glucose levels in young healthy adults. J Clin


86

ANEXO 2 Termo de consentimento pós - informação

Nome: ___________________________________________________Idade:___________

RG:________________ EU,___________________________________________________________________ fui devidamente esclarecido sobre todos os itens abaixo discriminados, pelos doutores Mário Vaisman, Flávia Lúcia Conceição e Luciana Spina, à respeito da pesquisa sobre o uso de Hormônio de Crescimento e concordo em participar. Comprometo-me à seguir todas as instruções quanto ao uso do hormônio, bem como a realizar todos os exames solicitados durante a duração da pesquisa. · Dos objetivos da pesquisa (propósito, duração e condições do estudo);

· Dos procedimentos necessários para sua realização (visitas regulares e exames

complementares);

· Dos efeitos colaterais e riscos esperados (retenção hídrica como edema, síndrome

do túnel do carpo, artralgias e hipertensão arterial. Outros efeitos observados são:

mialgia, parestesias, cefaléia. O tratamento raramente causa efeitos colaterais sérios.

Não há evidências do aumento do risco de neoplasias primárias ou da recorrência de

tumores hipofisários);

· Dos benefícios que possam ser obtidos.

87

ANEXO 4: Artigos publicados

4.1 - ARTIGO 1

GLUCOSE METABOLISM AND VISCERAL FAT

IN GH DEFICIENT ADULTS: ONE YEAR OF

GH-REPLACEMENT


Débora Vieira Soares

Rosane R. L. O. Brasil

Eliana M. C. da Silva

Priscila M. Lobo

Flávia Lucia Conceição

Mário Vaisman

Endocrine service of Clementino Fraga Filho University Hospital, Federal University of

Rio de Janeiro - UFRJ, Rio de Janeiro, R.J., Brazil.

88

Running title: Glucose metabolism in adult GH replacement

89

ABSTRACT

The aim of the current study is to evaluate the effects of 12-month growth

hormone (GH) replacement on glucose metabolism and visceral fat in 24 adults with

GH deficiency (11 men, 13 women, age 41 + 1.9 yr., BMI 27 + 1.2 Kg/m2).

Glucose metabolism was measured in the fasting state by the homeostatic

model assessment (HOMA) insulin resistance index and during a standard oral

glucose tolerance test (OGTT). Data were analyzed by HOMA and the insulin

sensitivity index (ISI)–composite derived from the OGTT. Visceral fat was

evaluated by CT scan.

GH deficient adults had increased visceral fat (P = 0.029) with lower fasting glucose levels

(P = 0.004) than the control group on baseline evaluation. GH replacement induced deterioration

in glucose metabolism, with progressive increment in fasting insulin levels at 6 and 12 months

(P=0.024) and in 2h-OGTT insulin levels at 3, 6 and 12 months (P=0.001). Plasma glucose

levels did not change during the study. There was a deterioration in insulin sensitivity index

observed by an increase in HOMA-IR (P=0.049) and a reduction in the ISI-composite

(P=0.028), both at 12 months of replacement. Visceral fat and waist-to-hip-ratio (WHR) reduced

not only at month 6 but also at month 12 (P =0.0001 and 0.023, respectively).

In conclusion, twelve months of GH replacement seem to impair glucose homeostasis,

despite favorable alterations in body composition.

Key words: Glucose metabolism, visceral fat, GH deficiency in adults, GH replacement.

90

INTRODUCTION

The benefits of recombinant human growth hormone (GH) replacement in

GH-deficient adults (GHDA) are well documented, but a possible GH-induced

impairment of insulin sensivity is still a matter of concern.

Several studies have shown that GH replacement in adults improves well being, body

composition, bone mineral density, muscle strength and exercise performance. GH replacement

induces an increase in lean body mass and a concomitant reduction in fat mass, with a particular

reduction in central obesity.1-8

Insulin resistance may be more prevalent in adults with untreated GH deficiency 9-11,

however the impact of GH replacement on this feature is controversial. There is evidence to

suggest that long-term beneficial effects on body composition and physical fitness may balance

GH insulin antagonistic effects, but some studies reported impaired insulin sensitivity despite

favorable changes in body composition. Indeed, increases in both insulin sensitivity and insulin

resistance have been described in the literature.1, 2, 5-8, 10, 11

The present study was undertaken to evaluate the effects of 12-month GH replacement on

glucose metabolism and visceral fat in Brazilian adults with GH deficiency.

91

SUBJECTS AND METHODS

SUBJECTS

Twenty-nine GHDA (13 men and 16 women; age 40 + 1.9 yr. [range 20-61]; BMI

27 + 1.0 Kg/m2) were studied. Most presented as adult-onset GH deficiency (23

patients). Twenty-seven had multiple pituitary deficiencies and received stable

conventional replacement therapy for at least 6 months before and during the study

period. All patients had severe GH deficiency for at least 12 months before replacement

(peak serum GH response to insulin tolerance test and glucagon test < 3mU/L).

Exclusion criteria were: GH therapy during the previous 12 months, acute

severe illness during the previous 6 months, pregnancy, chronic liver disease,

chronic renal disease, uncontrolled hypertension, diabetes mellitus, history of

malignancy and use of chronic medication (except pituitary replacement therapy,

contraceptives and treatment for mild hypertension). Moreover, any patient who,

at baseline, presented undiagnosed diabetes mellitus by the American Diabetes

Association (ADA) criteria 12 was also excluded from the study. Those who

developed clinical assymptomatic diabetes during the trial remained in the study.

The causes of pituitary deficiency were: Sheehan`s syndrome (nine

patients), nonfunctioning pituitary adenoma (8), idiopathic (6), craniopharyngioma

(3) and other pituitary pathologies (3). Seven patients had family history of type 2

diabetes mellitus in first-degree relatives.

92

Twenty-nine healthy control subjects carefully matched to the pretreated

GHDA for gender, age and BMI were recruited. They were studied to allow

baseline comparison. Eight controls had family history of type 2 diabetes mellitus.

Twenty-four patients completed 12 months of GH replacement (11 men, 13

women, age 41 + 1.9 yr., BMI 27 + 1.2 Kg/m2). Five patients dropped out during

the first 3 months. Persistent adverse effects after GH dose reduction, such as

peripheral edema and arthralgia, were responsible for the exclusion of one of

those. The other four were excluded for different reasons not related to adverse

effects, such as noncompliance and other medical intercurrences.

ETHICAL CONSIDERATIONS

Informed written consent was obtained from all subjects and the study was

approved by the Human Research Ethics Committee of Clementino Fraga Filho-

University Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro- Brazil.

STUDY PROTOCOL

All patients were seen at the outpatient clinic every 3 months for interviews,

physical examination including anthropometric measures and laboratory exams. At

baseline and after 3, 6 and 12 months, the patients underwent an oral glucose tolerance

test (OGTT). The visceral fat was measured by CT scan at baseline, 6 and 12 months

after GH replacement.

93

Recombinant human GH (Norditropin, Novo Nordisk, Brazil) was

administered as a daily, bed time subcutaneous self injection, with initial dose

titrated to maintain Insulin-like growth factor-I (IGF-I) levels within the upper

normal range for age and gender. The daily starting dose was 0.016 mg/Kg/week

adjusted according to patients’ tolerance. Compliance was assessed by monitoring

returned empty vials.

94

BODY COMPOSITION

Body weight was measured via mechanical scales with barefoot subjects

wearing light clothes. Height was assessed by stadiometer. Body mass index

(BMI) was calculated as body weight (Kg) divided by squared height (meters2).

Waist-to-hip-ratio (WHR) was measured as the narrowest waist to widest hip

circumference, by soft tape in standing position. Abdominal adipose tissue was

measured by CT scan using a helicoidal HiSpeed CT/i Scanner (General Electric

Medical Systems). Patients were examined in supine position with arms stretched

above the head. A preliminary scout image of the abdomen and pelvis in supine

projection was obtained for slice localization. A single 10-mm slice obtained at the

level of L4-L5 intervertebral disc space was used to quantify visceral and

subcutaneous adipose tissue areas. The axial image was displayed in a 256 x 256

pixels matrix and adipose tissue was identified by density mapping for pixel values

between -30 and -190 Hounsfield units. A cursor line was traced, bisecting the

abdominal musculature anterolaterally and outlining the transversalis fascia

posteriorly (including psoas muscles but excluding the vertebrae) to separate

visceral and subcutaneous compartments. All images were analyzed by a single

investigator with a less than 1-% CV on repeated analysis.

GLUCOSE METABOLISM

95

An OGTT was performed at 8 am after a 12-h overnight fast with 75-g of

glucose monohydrate in 300 mL of water. Blood samples were collected at 0, 30,

60, 90 and 120 min for measurement of plasma glucose and insulin levels.

The ADA criteria 12 were used for oral glucose tolerance classification. The

area under the curve (AUC) for glucose and insulin was calculated using the

trapezoidal rule. The insulin resistance (IR) in the fasting state was estimated by

the homeostasis model assessment (HOMA) according to the formula described by

Matthews et al.13: HOMA IR= [fasting insulin (µU/mL) x fasting glucose

(mmol/L)]/ 22.5. Global insulin sensitivity (ISI) was estimated by use of ISI-

composite derived from the OGTT proposed by Matsuda and De Fronzo14

according to the formula: 10000/ [square root of fasting glucose x fasting insulin x

mean glucose concentration during the OGTT (mg/dL) x mean insulin

concentration during the OGTT (µU/mL)].

BIOCHEMICAL ASSAYS

Serum IGF-I was measured by immunoradiometric assay (DSL- 5600

ACTIVETM), with an intra-assay CV of 1.5% and inter-assay CV of 3.7% and reference

range of 80 to 500 ng/mL. GH was measured by an immunometric assay (IMMULITE-

DPC, United Kingdom), with an intra-assay CV of 5.3% and inter-assay CV of 5.7%,

reference range of 0.06 to 5.0 ng/mL, with detection limit of 0.01 ng/mL. Plasma

glucose was immediately measured by the glucose oxidase method. Insulin was

measured by a two-site fluroimmunometric assay (AutoDELFIA- WALLAC, USA)

96

with an intra-assay CV of 2.4%, inter-assay CV of 2.5%, cross reactivity with proinsulin

< 1%, reference range of 2.34 to 26.40 µU/mL, with detection limit of 0.5 µU/mL.

Blood samples were immediately centrifuged and stored at –20° C for analysis after a 6-

month maximum period. Overall, the same assay was employed at baseline and during

follow-up.

97

STATISTICAL ANALYSIS

Patients and controls were compared using Student’s t-test for parametric data or

Mann-Whitney U tests for non-parametric data. Chi-square test was used to compare the

prevalence of abnormal OGTT between patients and controls. ANOVA for repeated

measurements was used to estimate changes over time with Bonferroni as a

complementary test. Linear models by CATMOD procedure were used for categorical

data modeling and McNemar test for analysis of abnormal OGTT frequency variations

overtime. Correlation analysis was performed using Pearson’s product-moment

correlation coefficient. Before statistical analysis, logarithmic transformation of data

with skewed distribution was performed. P values < 0.05 defined statistical significance.

Statistical analysis was performed using the SAS® System PC program. Data are

presented as mean + SEM.

98

RESULTS

Before GH replacement (n=29)

Patients had increased amount of visceral fat compared to controls (156.8 + 15.2 vs.

113.2 + 8.5 cm2; P = 0.029). Waist circumference did not differ between the two groups

(85.5 + 2.3 vs. 85.5 + 1.8 cm; P = 0.97). Similarly, WHR did not reveal differences,

despite presenting a strong tendency to be higher in the patients´ group (0.90 + 0.01 vs.

0.86 + 0.01; P = 0.065).

Both groups had normal fasting glucose levels at baseline and equal prevalence of

abnormal OGTT (P =0.74): Five patients (17.2%), none of them with positive family

history of diabetes, and 6 controls (20.7%), only one with positive family history of

diabetes, had not previously known impaired glucose tolerance (IGT). GHDA presented

significantly lower mean fasting glucose levels (80.0 + 1.9 vs. 87.6 + 1.7 mg/dL; P =

0.004). Two-hour OGTT glucose levels (112.5 + 5.7 vs. 115.8 + 4.8 mg/dL; P = 0.66)

and AUC for glucose (800.4 + 37.5 vs. 861.9 + 28.3 mmol/l.min; P = 0.20) did not

differ from controls. Fasting insulin levels (9.7 + 3.0 vs. 9.5 + 1.7 U/mL; P = 0.24),

2h-OGTT insulin levels (60.7 + 14.0 vs. 48.5 + 5.2 U/mL; P = 0.69), as well as, AUC

for insulin (86.6 + 16.1 vs. 66.4 + 6.1 U/mL.min.10-2; P = 0.96) were similar. Insulin

resistance as assessed by HOMA-IR and insulin sensitivity by ISI-composite were also

similar to the control group (1.9 + 0.6 vs. 2.2 + 0.4; P =0.11 and 8.9 + 1.4 vs. 6.4 + 0.9;

P= 0.30, respectively).

There was a negative correlation between ISI-composite and: weight (r = -0.48,

P=0.0001), BMI (r = -0.45, P=0.0004), waist circumference (r = -0.46, P=0.0003) and

visceral fat (r = -0.41, P = 0.009). The AUC for insulin showed a positive correlation

with: weight (r = 0.39, P=0.002), waist circumference (r = 0.39, P=0.003), WHR (r =

99

0.35, P=0.007) and visceral fat (r = 0.67, P=0.0001). Two-hour OGTT glucose levels

had a positive correlation with: weight (r = -0.38, P=0.003), BMI (r = 0.29, P=0.03),

waist circumference (r = 0.28, P=0.04) and visceral fat (r = 0.49, P=0.001). Two-hour

OGTT insulin levels had a positive correlation with: weight (r = 0.39, P=0.002), WHR

(r = 0.35, P=0.007), waist circumference (r = 0.39, P=0.003) and visceral fat (r = 0.71,

P=0.0001). No other significant correlations were observed.

After GH replacement (n=24)

Only the twenty-four patients who completed 12 months of GH replacement were

included in this analysis. Low pretreatment IGF-I levels significantly increased during

GH substitution (from 88 + 16 to 451 + 35 ng/mL after 12 months; P= 0.0001). Mean

GH dose administered was: 0.84 mg/ day (range 0.53-1.16).

Body composition No significant effect on body weight, BMI and waist circumference was observed (P=

0.56, 0.59 and 0.17, respectively), although there was not only a major reduction on WHR at

month 3 but also an ongoing decrease at 6 and 12 months of GH replacement (P =0.023) (table

1). Visceral fat significantly reduced at month 6 stabilizing until the 12th month (P =0.0001)

(table 1).

Glucose metabolism

Within the 20-patient group with baseline normal glucose tolerance (NGT), 11 developed

impaired glucose tolerance (IGT): 4 at 3 months, 3 at 6 months and 4 at 12 months. One patient

(male, 34 yr., BMI 23 Kg/m2, with positive family history of diabetes) presented laboratorial

criteria for diabetes at month 3 (2-hour glucose value of 243 mg/dL). On the next evaluation, he

presented NGT with fasting glucose value of 80 mg/dL and 2-hour glucose value of 112 mg/dL,

persisting with normal fasting glucose levels and normal glucose tolerance until the end of the

study. From the 4-patient group with previous baseline IGT: one patient (male, 21 yr., BMI 28.5

100

Kg/m2 with negative family history of diabetes) presented diabetes criteria at month 3 (2-hour

glucose value of 200 mg/dL) and then reverted to IGT at month 6 (2-h glucose value of 170

mg/dL) until month 12 (2-h glucose value of 185 mg/dL). Two patients reverted to NGT at

month 3 and the last patient persisted with IGT.

Prevalence of abnormal OGTT (IGT and diabetes) increased from 4 out of 24

patients (16.7%) at baseline to: 7 (29.2 %) at 3 months, 5 (20.8 %) at 6 months and

finally 10 (41.7 %) at 12 months of evaluation (P= 0.021).

Fasting glucose and mean AUC for glucose did not change (P=0.21 and 0.13).

Two-hour OGTT glucose levels tended to increase but failed to reach statistical

significance (P= 0.055). Fasting insulin levels were progressively higher at month 6 and

12 (P=0.024). Two-hour OGTT insulin levels were also higher at 3, 6, and 12 months

(P=0.001). The AUC for insulin did not change (P=0.24) (table 1 and figure 1). There

was a deterioration in the insulin sensitivity index observed by an increase in HOMA-IR

(P=0.049) and also a significant reduction in ISI-composite (P=0.028), both at 12

months of GH replacement (table 1).

At 12 months of GH replacement, we detected a negative correlation between ISI-

composite index, weight (r = -0.43, P=0.042) and BMI (r = - 0.44, P=0.03). There were

no other significant correlations.

DISCUSSION

The current study was developed in order to assess the long-term effect of physiologic

GH replacement on glucose metabolism. There is no published work about GH replacement in

GHDA applied to such a heterogeneous population as the Brazilians. The vast majority of

studies have focused on Caucasians and they point to insulin resistance being more commonly

observed within certain racial groups such as the Hispanics, Asians and Africans.12

101

A large number of different insulin resistance indicators can be used in

clinical research and routine clinical practice. The usual reference method for

use in research is the euglycemic hyperinsulinemic clamp technique, a labor-

intensive and expensive test. The methods used in this study, HOMA and ISI-

composite, are not only simpler but also have a lower cost being more suitable

to routine clinical practice. Matthews et al.13 demonstrated that HOMA highly

correlated with the insulin resistance index assessed by the clamp technique.

HOMA was also validated by other authors15-17 and applied in several

studies.18-20 ISI-composite has been proposed and validated against euglycemic

hyperinsulinemic clamp by Matsuda and De Fronzo.14 These methods were

seldom employed in adults with GH-deficiency, highlighting the importance of

the current work, especially regarding the clinical follow-up of GH

replacement effects on glucose metabolism.

In this context, the present study examines the effects of GH replacement on long-term

carbohydrate tolerance and visceral fat in Brazilian adults with GH deficiency. Notably, GHDA

showed higher amount of visceral fat compared to healthy individuals with the same body mass

index, characterizing abnormal fat distribution, a common feature of GH-deficiency.4, 5, 8, 21

At baseline evaluation patients and controls subjects presented similar prevalence of

abnormal oral glucose tolerance. Beshyah et al.9, however, reported a higher prevalence of

impaired glucose tolerance in 63 GH-deficient adults older, on average, than the patients

involved in this study. Our patients presented lower fasting glucose levels than controls, in

accordance to Kamarudin et al.22, Beshyah et al.23 and Christopher et al.24 Nevertheless this

finding disagrees with other authors who stated that fasting glucose levels were similar to those

found in their control groups.9-11, 25 In our opinion the lower fasting glucose levels found in our

102

patients were not clinical relevant, since they were within the normal range. Fasting and

afterload insulin levels were similar between our patients and controls. This corroborates other

trials that also detected normal insulin levels in GHDA.8-11, 22-24 No differences were found

between our patients and controls regarding insulin resistance and insulin sensitivity measured,

respectively, by HOMA and ISI-composite. Johansson et al.10 and Hew et al.11 observed

impaired insulin sensitivity in GHDA by means of glucose clamp technique. The same results

have been found by other authors but using different methods.24-26 Anthropometric measures and

visceral fat showed a positive correlation with afterload glucose and insulin levels, and a

negative correlation with ISI-composite index. Obesity, particularly visceral fat, as it is known

from the literature, exerts a negative influence over the glucose metabolism.

After 12 months of GH replacement no significant effects on body weight, BMI and

waist circumference were found, although there was a significant reduction in WHR and visceral

fat. The above data support the widely recognized beneficial effect of GH replacement on body

composition such as redistribution of adipose tissue.6, 27, 28

We observed a glucose metabolism deterioration with significant increase in fasting and

OGTT plasma insulin levels at month 12. Similar results have been reported by others.21, 29-31

Increase in insulin resistance was detected at month 12, in spite of visceral fat reduction. There

was no significant association between diabetes after GH replacement and age, BMI or family

history of diabetes. Rosenfalck et al.32 showed a deterioration in glucose metabolism also

evaluated by HOMA. However, contrasting data were presented by other studies.31, 33-36 This

discrepant results from different studies may reflect the GH doses administered, preexisting

insulin sensitivity and age of patients.

Although we cannot exclude that at least in some patients, the GH dose might have been

too high and may have influenced the insulin sensitivity, there was no general influence of the

GH dose or resulting IGF-I levels on glucose metabolism, since no statistical correlation

between them was found.

The patients who developed abnormal OGTT were asymptomatic and had normal

fasting glucose during the study. There were no changes in lifestyle, diet, exercise activity or

medications taken by those patients. Regarding the young male with a single laboratorial criteria

103

of diabetes on OGTT at the third month we would like to consider that he did not present clinical

diabetes, despite a high 2-hour OGTT glucose level.

The study design with a control group consisting of healthy subjects is not optimal.

Untreated GH-deficient adults would have been more appropriate. Besides, placebo-controlled

trials with crossover design are even better as an alternative protocol. However, as most benefits

of such long-term replacement are widely known, GH effects have been more frequently

investigated by comparison with baseline as described by the present protocol.

The GH doses used in this work was similar to the one recommended by the Growth

Hormone International Consensus published by the Growth Hormone Research Society.37

Optimal GH dosage regimens are still uncertain, and none mimics the normal diurnal GH

profile. Most researchers now use regimens aimed at maintaining IGF-I levels within the age

and gender-related upper normal range, as in our study. It has been demonstrated that new

titration systems allow markedly lower GH doses to be used, with satisfactory clinical responses,

with IGF-I levels within the physiological range, and attenuated side effects.38

In conclusion, our study demonstrates that Brazilian adults with GH

deficiency presented no baseline glucose metabolism abnormalities when

compared to healthy subjects. Twelve months of GH replacement seem to

impair glucose homeostasis. Despite the risk of a possible early conclusion, our

data indicate that rather than leading to an improvement in insulin resistance,

GH replacement may actually worsen it. In fact, these effects on glucose

metabolism were supposed to be balanced against the favorable effects of GH

on abdominal adiposity. GH effect on glucose metabolism is indeed of great

concern as it is acknowledged that even minor reductions in insulin sensitivity

may be associated with a clinically significant increase in cardiovascular risk.

Therefore, it is important to carefully monitor glucose metabolism on an

ongoing basis. In addition, we propose a simpler method to estimate insulin

resistance when monitoring patients periodically.

104

ACKNOWLEDGMENTS

We thank NOVO NORDISK Laboratories, Inc. for the supplying of GH; Estela

Wajcberg, MD and Renata Belfort, MD for their comments during the preparation of the

manuscript and Alexandru Buescu, MD, PhD, for careful revision of the manuscript.

105

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111

Table 1: Body composition and glucose metabolism in GHD adults: baseline and

after 3, 6 and 12 months of GH replacement (n=24)

Baseline 3m 6m 12m P value

BMI (Kg/m2) 27.0 + 1.2 26.75 + 1.2 26.65 + 1.2 27.04 + 1.2 0.59

Waist (cm) 86.2 + 2.6 83.83 + 2.6 84.13 + 2.7 84.50 + 2.5 0.17

WHR 0.90 + 0.08 0.87 + 0.01 0.87 + 0.01 0.87 + 0.08 0.023

Visc fat (cm2) 165.2 + 17.1 ----- 120.4 + 16.4 115.5 + 14.7 0.0001

Fasting Glucose (mg/dL)

81.0 + 2.1 87.6 + 2.6 80.7 + 2.8 84.2 + 2.9 0.21

2h-GTT Glucose (mg/dL)

112.9 + 6.0 133.3 + 7.9 116.1 + 5.6 130.6 + 7.2 0.055

Fasting Insulin

(µµµµU/mL) 11.1 + 3.8 11.2 + 1.7 12.7 + 1.9 13.8 + 3.1 0.024

2h-OGTT Insulin

(µµµµU/mL) 65.7 + 17.4 126.9 + 38.6 117.4 + 26.2 106.3 + 17.9 0.001

AUC Glucose (mmol/l.min)

803.7 + 41.8 914.2 + 51.6 858.0 + 39.7 916.7 + 40.1 0.13

AUC Insulin

(µµµµU/mL.min.10-2

) 99.0 + 19.6 151.0 + 49.7 141.0 + 34.1 131.7 + 25.4 0.24

HOMA-IR 2.2 + 0.7 2.5 + 0.5 2.6 + 0.4 3.4 + 1.0 0.049

ISI-composite 8.0 + 1.5 5.7 +1.4 5.9 + 1.5 5.4 + 0.9 0.028

Values are expressed by mean + SEM. P- values are based on ANOVA for repeated measurements. GHD- Growth hormone deficient; BMI- body mass index; WHR- waist-to-hip-ratio.

112

Figure 1: Glucose (a) and insulin (b) curves during an oral glucose tolerance test in GH

deficient adults before and after 3, 6 and 12 months of GH replacement (n=24). The

horizontal bars indicate the SEM for the mean values shown. P values, denoting

changes over time by ANOVA for repeated measurements, were no significant for

either AUC for glucose (P=0.13) or AUC for insulin (P=0.24).

(a)

70

100

130

160

0 30 60 90 120

minutes

Glu

co

se (

mg

/dL

)

Baseline

3 m

6 m

12 m

113

(b)

0

50

100

150

200

0 30 60 90 120

minutes

Insu

lin

( µµ µµ

U/

mL

)

115

4.2 - ARTIGO 2

Glucose metabolism and visceral fat in GH deficient adults: two years of GH-replacement


Débora Vieira Soares

Rosane Resende de Lima Oliveira Brasil

Priscila Marise Lobo

Flávia Lúcia Conceição1

Mário Vaisman2

Institution: Serviço de Endocrinologia do Hospital Universitário Clementino

Fraga Filho, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ),

Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Address: Avenida Brigadeiro Trompowski, s/n, Hospital Universitário, Sala 9 E

23, Cidade Universitária, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, RJ 21941-590, Brasil.

Corresponding author: Luciana Diniz Carneiro Spina

Office number: +55 (21) 2562-2748; Home number: +55 (21) 2274-8359

Address: Rua José Linhares, 244 / 205, Leblon, Cep 22430-220, Rio de Janeiro, RJ,

Brasil.

E-mail: [email protected]

1 Research grant- FAPERJ 2 Senior researcher- CNPQ

116

ABSTRACT

The aim of this study was to evaluate the effect of 24 months of growth hormone

(GH) replacement on glucose metabolism and visceral fat in 17 adults with GH

deficiency: 9 men and 8 women; age 40 + 1.8 yr. [range 20-61] and body mass index 25

+ 0.8 Kg/m2.

Glucose metabolism was evaluated by a standard oral glucose tolerance test

(OGTT), by the homeostatic model assessment (HOMA) insulin resistance index

and by the insulin sensitivity index (ISI)-composite derived from the OGTT.

Visceral fat was evaluated by CT scan.

Twenty-four months of GH replacement induced an increase in the prevalence of abnormal

glucose tolerance, with significant progressive increment in 2h-OGTT insulin levels at 3, 12 and

24 months (P= 0.005). Plasma glucose levels and ISI-composite did not alter during the study.

HOMA-IR index did not change in the hole group analysis, however, it did increase in the group

of patients who had abnormal OGTT at 24 months (P = 0.012). Visceral fat reduced at month 12

and remained decreased until the end of the study (P = 0.009).

In conclusion, the present study suggested that adults with GH deficiency after twenty-four

months of GH replacement developed abnormal glucose tolerance, probably due to an increase

in insulin resistance, associated with higher insulin levels, despite favorable alterations in body

composition.

Key words: Glucose metabolism, visceral fat, GH deficiency in adults, GH replacement

Running title: Glucose metabolism in adults under GH replacement

117

INTRODUCTION

It is widely recommended the therapeutic use of growth hormone (GH) in adults with GH

deficiency, however caution should be given concerning the GH effects on glucose metabolism.

It has been suggested that GH replacement may reduce the cardiovascular risk associated with

the insulin resistance state found in hypopituitarism as a consequence of favorable effects of GH

on determinants of cardiovascular disease, such as abdominal adiposity, muscle mass, physical

fitness and lipoproteins [1-6]. However, GH has potent effects on intermediary metabolism;

some of them antagonize the actions of insulin [7, 8]. Patients with acromegaly develop insulin

resistance and hyperinsulinemia and some become diabetic [9]. The acute and chronic effects of

GH replacement on glucose metabolism in adults have been reported in a number of trials, some

of them with quite divergent results. Recent long-term GH replacement studies show either no

change [10-12] or an actual deterioration in insulin sensitivity [13-17]. Moreover, impairment in

insulin sensitivity have been shown despite favorable changes in body composition [18, 19].

Since GH administration may have an adverse effect on insulin sensitivity

and thus cause a theoretical increase on cardiovascular risk, it is important to study

the effects of GH administration on carbohydrate metabolism.

The present study was undertaken to evaluate the effects of a 24-month GH replacement

on glucose metabolism and visceral fat in adults with GH deficiency.

118

SUBJECTS AND METHODS

PATIENTS

Seventeen GH-deficient adults (GHDA) (9 men and 8 women; age 40 + 1.8 yr

[range 20-61] and body mass index 25 + 0.8 Kg/m2) were studied. Thirteen patients had

adult-onset GH deficiency. All seventeen subjects had multiple pituitary deficiencies

and received stable conventional replacement therapy for at least 6 months before and

during the study period. Prednisone (mean dosage: 2.5 to 5 mg/day), levothyroxine

(132.3 + 26,1 µg/day), desmopressin (40 µg/ day) and sex steroids were used as

necessary. All men were treated with depot injection of testosterone esters (250 mg

intramusculary every 2 or 3 weeks) and women with estrogens and medroxyprogesterne

acetate. All had severe GH deficiency for at least 12 months before replacement (peak

serum GH response to insulin tolerance test and glucagon test < 3 ng/mL).

Exclusion criteria were: GH therapy during the previous 12 months, acute

severe illness during the previous 6 months, pregnancy, chronic liver disease,

chronic renal disease, uncontrolled hypertension, history of malignancy and use of

chronic medication (except pituitary replacement therapy, contraceptives and

treatment for mild hypertension). Moreover, any patient who, at baseline,

presented undiagnosed diabetes mellitus by the American Diabetes Association

(ADA) criteria [20] was also excluded from the study. Individuals who developed

clinical assymptomatic diabetes during the trial remained in the study.

119

The causes of pituitary deficiency were: Sheehan syndrome (seven

patients), nonfunctioning pituitary adenoma (3), idiopathic (4), craniopharyngioma

(2) and other pituitary pathologies (1). Five patients had family history of type 2

diabetes mellitus in first-degree relatives and 3 had dyslipidemia.

ETHICAL CONSIDERATIONS

Informed written consent was obtained from all subjects and the study was

approved by the Human Research Ethics Committee of Clementino Fraga Filho

University Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro- Brazil.

STUDY PROTOCOL

The study protocol has already been described in detail in our previous study [21].

Briefly, all patients were seen at the outpatient clinic every 3 months for medical

visit. Glucose metabolism was evaluated by a standard oral glucose tolerance test

(OGTT), by the homeostatic model assessment (HOMA) insulin resistance index [22]

and by the insulin sensitivity index (ISI)-composite derived from the OGTT [23]

immediately before GH replacement and then, after 3, 6, 12 and 24 months. The glucose

tolerance criteria established by ADA was used [20]. Visceral fat was measured by

computed tomography (CT scan) before GH replacement and then after 12 and 24

months.

Recombinant human GH (Norditropin, Novo Nordisk, Brazil) was administered

daily at bed time as a subcutaneous self injection, with initial dose titrated to maintain

insulin-like growth factor-I (IGF-I) levels within the upper normal range adjusted for

120

age. The daily starting dose was 0.016 mg/Kg/week adjusted according to patients’

tolerance. Compliance was assessed by monitoring returned empty vials.

121

BIOCHEMICAL ASSAYS

Serum IGF-I was measured by immunoradiometric assay (DSL- 5600

ACTIVETM), with an intra-assay CV of 1.5% and inter-assay CV of 3.7% and reference

range of 80 to 500 ng/mL. GH was measured by an immunometric assay (IMMULITE-

DPC, United Kingdom), with an intra-assay CV of 5.3% and inter-assay CV of 5.7%,

reference range of 0.06 to 5.0 ng/mL, with detection limit of 0.01 ng/mL. Plasma

glucose was immediately measured by the glucose oxidase method. Insulin was

measured by a two-site fluroimmunometric assay (AutoDELFIA- WALLAC, USA)

with an intra-assay CV of 2.4%, inter-assay CV of 2.5%, cross reactivity with proinsulin

< 1%, reference range of 2.34 to 26.40 µU/mL, with detection limit of 0.5 µU/mL.

Blood samples were immediately centrifuged and stored at –20° C for analysis after a 6

month maximum period. Overall, the same assay was employed at baseline and during

follow-up.

STATISTICAL ANALYSIS

ANOVA for repeated measurements was used to estimate changes over time with

Bonferroni as a complementary test. Linear models by CATMOD procedure was used

for categorical data modeling and McNemar test for analysis of abnormal OGTT

frequency variations over time. Data with skewed distribution was analyzed by the

Wilcoxon matched-pairs signed-ranks test or by logarithmic transformation before

statistical analysis performance. P values < 0.05 defined statistical significance.

Statistical analysis was performed using the SAS® System PC program. Data are

presented as mean + SEM.

122

RESULTS

Low pretreatment IGF-I levels significantly increased during GH substitution

(from 78 + 15 to 386 + 28 ng/mL after 24 months; P= 0.0001). At the third month mean

GH dose administered was 0.84 mg/ day (range 0.53-1.16). GH dose was stable until the

12th month when some patients had their dose reduced to keep IGF-I within normal

levels adjusted for age. Mean GH dose was reduced again from 0.83 to 0.72 mg/ day

(range 0.46 –1.16) at 24 months. No major side effects were observed besides edema

and arthralgia at the beginning of the study.

Body composition

There was no significant alteration in body weight and BMI. A significant reduction on

waist circumference (P= 0.028) and on WHR was observed at month 3 with an additional

decrease on WHR until 24 months (P =0.016). Visceral fat was reduced at month 12 and

remained stable until the end of the study (P = 0.009) (table 1).

Glucose metabolism

The prevalence of abnormal glucose tolerance increased from 1 patient (5.9%) at

the baseline evaluation to 3 (17.6 %) after 3 months, remained unaltered at 6 months,

increased to 6 patients (35.3 %) after 12 months and went up to 8 (47.1 %) after 24

months (P= 0.0001) (figure 1).

Despite the increased frequency of abnormal glucose tolerance, mean fasting

plasma glucose (P= 0.18) did not change. Two-hour OGTT glucose levels tended to

increase but failed to reach significant level (P= 0.069). Fasting insulin levels (P= 0.26)

did not change either; however 2-h OGTT insulin levels presented a progressive

123

increase at 3, 12 and 24 months (P= 0.005). No significant changes in HOMA-IR and

ISI- composite were observed (P= 0.26 and 0.19, respectively) (table 1).

Eight out of 17 patients (47.1 %) had abnormal OGTT at the 24th month: 7 patients

due to IGT and one to diabetes. The latter (female, 61 yr, BMI 22 Kg/m2, with negative

family history of diabetes) had IGT at 6 months. Concerning the others, 4 patients

already had IGT at previous evaluation (month 12) and 3 were previously NGT (table

2). Additionally, HOMA-IR and ISI changes for the 8 patients who had IGT/DM at 24

months are shown in table 4. Significant changes were seen comparing HOMA-IR

before and 24 months after GH replacement (1.35 + 0.90 to 2.75 + 2.16, P =0.012). ISI-

composite index did not change (7.49 + 5.38 to 4.57 + 3.24, P =0.123).

124

DISCUSSION

The current study was designed in order to assess the long-term effects of GH replacement

on carbohydrate metabolism and visceral fat in adults with GH deficiency. In this study we

found that twenty-four months of GH replacement caused an increase in the prevalence of

abnormal glucose tolerance, with a significant progressive increment in 2h-OGTT insulin levels.

Plasma glucose levels, HOMA-IR index and ISI-composite did not alter during the study.

Visceral fat and WHR were significantly reduced.

In our previous study [21], 12 months of GH replacement induced a progressive increment

in fasting and 2h-OGTT insulin levels. There was deterioration on insulin sensitivity observed

by an increase in HOMA-IR and a reduction in the ISI-composite, both at 12 months of

replacement. Plasma glucose levels did not change. Of the 24 patients who completed 12 months

of GH replacement, 17 opted to continue on long-term GH replacement up to 24 months. There

was no significant difference in the clinical characteristics between those who decided to

continue on GH replacement and those who did not.

A large number of different insulin resistance indicators can be used in clinical research

and routine clinical practice. The gold standard method in research studies is the euglycemic

hyperinsulinemic clamp technique, a labor-intensive and expensive test. The methods used in

this study, HOMA and ISI-composite, are not only simpler but also have a lower cost being

more suitable for routine clinical practice. Matthews et al. [22] demonstrated that HOMA highly

correlated with the insulin resistance index assessed by the clamp technique. HOMA was also

validated by other authors [24-26] and applied in several studies [27-29]. ISI-composite provides

indices of hepatic and whole-body insulin sensitivity from data obtained from the OGTT; it has

been proposed and validated against euglycemic hyperinsulinemic clamp by Matsuda and De

Fronzo [23].

125

Although some of the observed results could be due to life-style or age changes in the

patients as this study is not placebo-controlled, the changes are all in line with what has

previously been described in studies of GH replacement of adults, placebo-controlled as well as

open label studies. Furthermore, as the beneficial effects of GH replacement adults are already

known the aim of our study was to evaluate the long term effects.

Analyzing the glucose curves we detected impaired glucose tolerance

(IGT) at 24 months in 7 patients. Only one gained weight: a male, 21 yr, no family

history of diabetes, with baseline IGT, BMI 24.3 Kg/m2 at baseline and 28.9

Kg/m2 at month 24 with no substantially alteration on visceral fat (165.4 cm2 at

baseline and 168.9 cm2 at month 24). The other 6 patients (age 33-50 yr)

maintained or even decreased BMI and visceral fat. Only two of them had family

history of diabetes. One patient presented diabetes at month 24: a female, 61 yr,

BMI 22 Kg/m2, no family history of diabetes with IGT at month 6.

There were no significant associations between diabetes after GH

replacement and age, BMI (table 3) or family history of diabetes. Moreover, the

patients who developed abnormal OGTT were asymptomatic and had normal

fasting glucose during the study. There were no changes on eating habits, physical

activity or medications taken by all patients. No adjustments on other hormone

replacement were necessary during the study.

Interpretation of the significance of new cases of IGT and diabetes mellitus

during GH therapy is not easy [30]. We are aware of the poor reproducibility of

the OGTT and the possible spontaneous variation in the glucose response to an

126

oral load during the study [31, 32]. Some patients demonstrated normal glucose

tolerance after a previous demonstration of IGT or DM at some stage during the

study; however most of the patients with IGT at month 24 had also IGT on

previous evaluation, reinforcing our observation of glucose tolerance impairment

after GH replacement.

Nevertheless, the occurrence of new cases of IGT and diabetes has also been noted by

other authors. Beshyah et al [13] reported five new cases of IGT during their initial 18-month

study of 38 patients and all five cases of glucose intolerance settled when GH was withdrawn.

Seminara et a1.[33] also described three cases of IGT in 20 children fol1owed for 36 months,

but suggested that they were predisposed by reason of an unhealthy diet. Fernholm et a1.[34]

reported one case of diabetes and one case of IGT in their 18-month study of 31 elderly patients

with GH deficiency, and Rosenfalck et al [15] noted three cases of IGT in their 30-month open

study of 11 patients. Finally, Cutfield et al [35] observed a 6-fold increase in the incidence of

type 2 diabetes in persons treated with GH during childhood and adolescence. In our study, like

another work developed in GHDA of childhood onset [36], there were no significant variations

on HOMA and ISI-composite after 24 months of GH replacement when we analyzed the entire

group. However, within the group of patients who had abnormal OGTT at 24 months the insulin

resistance evaluated by HOMA-IR index increased, giving some evidence for the mechanism of

the deterioration of glucose tolerance in those patients.

The acute and chronic effects of GH replacement on glucose metabolism in adults have

been reported in a number of trials with divergent results. First studies suggested that in short

term there is a reduction in insulin sensitivity in association with an increase in plasma glucose

and insulin concentrations. While after long-term GH replacement insulin sensitivity gradually

improves in association with an increase in lean body mass and reduction in fat mass [37].

A recent report of long-term GH replacement demonstrated significant increase in fasting

insulin in 13 GHDA followed for 4 years [19]. Rosenfalck et al. [15] showed deterioration in

glucose tolerance in 11 GHDA in a 30-month study, with increment in postprandial glucose,

fasting insulin levels and postprandial insulin levels.

However, different data were presented by other studies: Al-Shoumer et al. [5], Fowelin et

al. [38] and Bulow et al. [39] have shown that 6 months to 4 years GH replacement period does

127

not affect glucose tolerance. Hwu et al. [40] showed normalization of insulin sensitivity

measured by a modified insulin suppression test after one year of GH replacement. Jorgensen et

al.[41] found similar insulin sensitivity between GHD patients and controls after 3 years of GH

replacement, Chrisoulidou et al. [10] showed no effects on glucose tolerance and insulin levels

after 7 years and finally a recent study of a 10-year GH replacement did not detect variations in

fasting levels of glucose and insulin [6].

The results of a group of 70 patients from a Brazilian multicentric register, which is part of

an international register, involving 10 different countries and around 1200 patients- Nordireg®,

Novo Nordisk A/S- showed no alterations on glucose and insulin levels, as well as insulin

resistance evaluated by HOMA [42].

KIMS database (Pharmacia and Upjonh International Metabolic Database) currently

comprises over 6000 patients, with a total of 10 000 patients years follow-up. The majority of

the 32 individuals who have developed diabetes were obese or had a family history of diabetes,

while one had impaired glucose tolerance prior to starting GH replacement. The number of

patients developing diabetes was in line with the expected increase in diabetes that would be

seen with increasing age in the general population [43].

We noticed that the discrepant results from different studies may reflect GH dose

administered, timing and duration of GH administration, baseline body composition, preexisting

insulin sensitivity and patient’s age [44]. The choice of method for the determination of insulin

sensitivity may also influence the interpretation of results [45]. Moreover there is a common

great variability on individual response of any therapy with so many systemic effects.

Our results indicate that GH has a relevant effect on carbohydrate metabolism in clinical

practice. The most sensitive indicator of deterioration in insulin sensitivity is a rise in serum

insulin level, whether fasting or after glucose load. Additionally, a clear majority of studies, as

the current work, indicate that this typically follows GH administration. Rises in blood glucose

whether fasting or after an oral load, would be expected to occur only in those with more marked

insulin resistance and/or a defect in insulin secretion and this explains the fact that although the

increases in glucose have been commonly observed, they are less prevalent than those of insulin

[46].

In conclusion, the present study demonstrates that adults with GH deficiency after twenty-

four months of GH replacement developed abnormal glucose tolerance probably due an increase

in insulin resistance, associated with higher insulin levels, despite favorable alterations in body

128

composition. We are aware of being overstating the GH related risk of impaired carbohydrate

metabolism, but our recommendation is that long-term monitoring is mandatory in terms of

glucose metabolism. Moreover considerable further study will be required to determine the

magnitude of the effect of GH replacement on glucose metabolism and other biological

endpoints in hypopituitary adults.

129

ACKNOWLEDGMENTS

We thank NOVO NORDISK Laboratories, Inc. for the supplying of GH;

Dr. Sérgio Franco laboratory for the insulin measurements; Estela Wajcberg, MD

and Renata Belfort, MD for their comments during the preparation of the

manuscript.

130

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137

Table 1: Body composition and glucose metabolism in GHD adults: baseline and

after 3, 6, 12 and 24 months of GH replacement (n=17)

Baseline 3m 6m 12m 24m P value

BMI (Kg/m2) 25.4 + 1.1 25.5 + 1.2 25.5 + 1.3 25.8 + 1.3 26.0 + 1.3 0.39

Waist (cm) 83 + 2 80 + 2 82 + 2 81 + 2 82 + 2 0.028

WHR 0.89 + 0.02 0.86 + 0.01 0.87 + 0.02 0.86 + 0.01 0.84 + 0.01 0.016

Visceral fat (cm2) 145 + 17 --- --- 102 + 14 103 + 20 0.009

Fasting Glucose (mg/dL)

80 + 2 89 + 3 80 + 3 81 + 2 83 + 2 0.18

2h-OGTT Glucose(mg/dL)

109 + 5 122 + 8 111 + 6 127 + 8 131 + 7 0.069

Fasting Insulin

(µµµµU/mL) 12 + 5 11 + 2 12 + 2 11 + 1 14 + 4 0.26

2h-OGTT Insulin

(µµµµU/mL) 52 + 12 91 + 27 87 + 22 108 + 24 100 + 29 0.005

HOMA-IR 2.4 + 1.0 2.7 + 0.7 2.6 + 0.5 2.4 + 0.4 2.8 + 0.7 0.26

ISI-composite 8.8 + 2.0 6.7 + 1.9 7.0 + 2.0 5.9 + 1.3 6.2 + 1.2 0.19

Values are expressed by mean + SEM. P- values are based on ANOVA for

repeated measurements (baseline vs 24 months). GHD- Growth hormone deficient;

BMI- body mass index; WHR- waist-to-hip-ratio.

138

Table 2: The effect of GH therapy in GH-deficient adults on the oral glucose

tolerance status by ADA criteria (1997)

Patients Baseline 3m 6m 12m 24m 1 NGT NGT NGT IGT NGT 2 NGT NGT NGT NGT NGT 3 NGT IGT NGT NGT IGT 4 IGT DM IGT IGT IGT 5 NGT NGT NGT NGT NGT 6 NGT NGT NGT NGT NGT 7 NGT NGT NGT NGT NGT 8* NGT NGT NGT NGT IGT 9 NGT NGT NGT IGT IGT 10 NGT NGT NGT NGT NGT 11 NGT NGT IGT IGT IGT 12 NGT NGT NGT NGT IGT 13* NGT NGT NGT IGT IGT 14 NGT NGT NGT IGT NGT 15 NGT NGT NGT NGT NGT 16 NGT IGT NGT NGT NGT 17 NGT NGT IGT NGT DM

NGT: Normal glucose tolerance; IGT: Impaired glucose

tolerance; DM: Diabetes mellitus; GH: Growth hormone

* Patients with family history of type 2 diabetes

139

Table 3: Number (n) of patients with IGT and DM during GH replacement

according to BMI stratification

BMI (Kg/m2) < 25 25 to 29,9 30 to 34,9 > 35

NGT 6 6 4 0

IGT 1 0 0 0

Baseline DM 0 0 0 0

NGT 6 5 2 1

IGT 1 1 0 0

3m DM 0 1 0 0

NGT 7 3 3 1

IGT 2 1 0 0

6m DM 0 0 0 0

NGT 5 3 2 1

IGT 3 2 1 0

12m DM 0 0 0 0

NGT 4 2 2 1

IGT 3 4 0 0

24m DM 1 0 0 0

NGT: Normal glucose tolerance; IGT: Impaired glucose tolerance; DM:

Diabetes mellitus; BMI- body mass index

140

Table 4: HOMA-IR and ISI- composite changes for the patients who had

impaired OGTT after 24 months of GH replacement

Patients Baseline 12m 24m OGTT HOMA ISI OGTT HOMA ISI OGTT HOMAa ISI b 3 NGT 1.1 7.2 NGT 1.6 10.7 IGT 1.4 8.9 4 IGT 0.4 13.6 IGT 2.8 2.5 IGT 1.5 4.5

8* NGT 3.0 2.2 NGT 4.6 1.4 IGT 7.5 0.8 9 NGT 1.7 1.4 IGT 2.9 2.3 IGT 2.9 2.6

11 NGT 1.8 3.0 IGT 1.7 4.2 IGT 3.4 3.2 12 NGT 0.3 13.7 NGT 1.0 8.4 IGT 1.0 5.7

13* NGT 0.7 13.6 IGT 0.4 14.1 IGT 0.9 9.4 17 NGT 1.8 5.4 NGT 1.7 1.9 DM 3.4 1.5

Mean +SEM

1.35 + 0.90

7.49 + 5.38

2.07 + 1.33

5.70 + 4.77

2.75 + 2.16

4.57 + 3.24

OGTT: Oral glucose tolerance test; NGT: Normal glucose tolerance; IGT:

Impaired glucose tolerance; DM: Diabetes mellitus. * Patients with family history of

type 2 diabetes. HOMA a : baseline vs. 24m, P =0.012; ISI b: baseline vs. 24m, P =

0.123.

141

Figure 1: Prevalence of abnormal glucose tolerance after GH replacement

47.1

35.3

17.617.6

5.9

0

10

20

30

40

50

Baseline 3m 6m 12m 24m

months

Ab

no

rma

l g

luc

os

e

tole

ran

ce

(%

)

metabolismo glicÍdico e gordura visceral em … · 2 metabolismo glicÍdico e gordura visceral em...

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