Biomarkers of sarcopenia in very old patients with hip fracture
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2020
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Wiley Online Library, Wiley Periodicals, LLC
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Sánchez-Castellano C, Martín-Aragón S, Bermejo-Bescós P, Vaquero-Pinto N, Miret-Corchado C, Merello de Miguel A, Cruz-Jentoft AJ. Biomarkers of sarcopenia in very old patients with hip fracture. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2020 Apr;11(2):478-486.
Abstract
Background: Hip fracture is both a cause and a consequence of sarcopenia. Older persons with sarcopenia have an increased risk of falling, and the prevalence of sarcopenia may be increased in those who suffer a hip fracture. The aim of this study was to explore potential biomarkers (neuromuscular and peripheral pro‐inflammatory and oxidative stress markers) that may be associated with sarcopenia in very old persons with hip fracture. Methods: We recruited 150 consecutive patients ≥80 years old admitted to an orthogeriatric unit for an osteoporotic hip fracture. Muscle mass was assessed pre‐operatively using bioelectrical impedance analysis; Janssen's (J) and Masanés' (M) reference cut‐off points were used to define low muscle mass. Muscle strength was assessed with handgrip strength (Jamar's dynamometer). Sarcopenia was defined by having both low muscle mass and strength and using the European Working Group on Sarcopenia in Older People 2 definition of probable sarcopenia (low grip strength). Peripheral markers—pro‐inflammatory and oxidative stress parameters—were determined either in the plasma or in the erythrocyte fraction obtained from peripheral whole blood of every patient pre‐operatively. Results: Mean age was 87.6 ± 4.9 years, and 78.7% were women. The prevalence of sarcopenia was 11.5% with Janssen's, 34.9% with Masanés' cut‐offs, and 93.3% with the European Working Group on Sarcopenia in Older People 2 definition of probable sarcopenia. Among the four pro‐inflammatory cytokines tested in plasma, only tumour necrosis factor‐α was different (lower) in sarcopenic than in non‐sarcopenic participants using both muscle mass cut‐offs (J 7.9 ± 6.2 vs. 8.3 ± 5.8, M 6.8 ± 4.7 vs. 9.1 ± 6.2). Erythrocyte glutathione system showed a non‐significant tendency to lower glutathione levels and glutathione/oxidized glutathione ratios in sarcopenic participants compared with non‐sarcopenic subjects. Catalase activity was also lower in sarcopenic participants (J 2904 ± 1429 vs. 3329 ± 1483, M 3037 ± 1430 vs. 3431 ± 1498). No significant differences were found between groups in chymotrypsin‐like activity of the 20S proteasome, superoxide dismutase, glutathione peroxidase and butyrylcholinesterase activity, C‐terminal agrin fragment, interferon‐γ, or interleukin‐1β. Conclusions: The prevalence of sarcopenia in patients with hip fracture varies according to the definition and the muscle mass reference cut‐off points used. We did not find differences in most neuromuscular, pro‐inflammatory, or oxidative stress markers, except for lower peripheral tumour necrosis factor‐α levels and catalase activity in sarcopenic participants, which may be markers of an early inflammatory reaction that is hampered in sarcopenic patients.
Description
Este trabajo es el resultado de una colaboración entre el Departamento de Farmacología (Fac Farmacia, Universidad Complutense de Madrid) y el Servicio de Geriatría del Hospital Ramón y Cajal de Madrid, favorecida con la concesión de una Ayuda a Proyecto de Investigación en Salud de la Fundación Mutua Madrileña (AP152932014).
El objetivo de este estudio, en pacientes geriátricos, consistió en la búsqueda de potenciales biomarcadores (neuromusculares y periféricos proinflamatorios y de estrés oxidativo) que pudieran estar asociados con la patología de la sarcopenia en personas de edad avanzada (≥80 años) con fractura de cadera.
La sarcopenia es un síndrome geriátrico caracterizado por una pérdida progresiva y generalizada de la masa y función del músculo esquelético, con consecuencias adversas (discapacidad física, caídas, muerte). Concretamente, la fractura de cadera es tanto una causa como una consecuencia de la sarcopenia. Las personas mayores con sarcopenia tienen un mayor riesgo de caídas, y la prevalencia de sarcopenia puede aumentar en quienes sufren una fractura de cadera.
Para el presente estudio se reclutaron 150 pacientes consecutivos (con sarcopenia y sin sarcopenia), ≥80 años, que estaban ingresados en una Unidad de Ortogeriatría por una fractura osteoporótica de cadera. La masa y la fuerza muscular se evaluaron preoperatoriamente. Los marcadores periféricos -parámetros inflamatorios y de estrés oxidativo- se determinaron en el plasma o en la fracción eritrocitaria de la sangre total periférica obtenida de cada paciente en el preoperatorio.
Encontramos niveles plasmáticos significativamente más altos de TNF-α (citocina pro-inflamatoria) en los participantes no sarcopénicos frente a los sarcopénicos. La tasa de glutatión reducido/glutatión oxidado (poder reductor celular) en los participantes sarcopénicos se mostró reducida en comparación con los no sarcopénicos. La actividad de la catalasa fue inferior en los sarcopénicos.
La inflamación desempeña un papel vital en la reparación temprana de la fractura. Los reguladores intracelulares y extracelulares de los mecanismos de curación, como las citocinas, poseen funciones significativas a la hora de facilitar una recuperación óptima; TNF-α, IL-1β y IL-6 se expresan en el foco de la fractura en las 24 h siguientes a la lesión. Se ha demostrado que las citocinas proinflamatorias, en particular el TNF-α, son cruciales en la curación de fracturas ya que, tras la migración celular al lugar de la fractura, pueden promover la osteogénesis local. Este hallazgo puede explicar la recuperación más lenta de los pacientes sarcopénicos con fractura de cadera, cuya reacción inflamatoria temprana se ve disminuida, así como la capacidad antioxidante endógena (glutatión y catalasa).