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O osso como um órgão endócrino

Dissertação - Artigo de Revisão Bibliográfica

Mestrado Integrado em Medicina 2010/2011

O OSSO COMO ÓRGÃO ENDÓCRINO

JOANA MESQUITA BARROS

Orientador:

Dr. Jorge Manuel Dores

Porto, Maio 2011

Dissertação – Artigo de Revisão Bibliográfica

Mestrado Integrado em Medicina 2010/2011

O OSSO COMO ÓRGÃO ENDÓCRINO

JOANA MESQUITA BARROS

Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar – Universidade do Porto

Endereço: Rua dos Camilos, Edifício Columbano 2º Drt Frt.

5050-273 Peso da Régua

[email protected]

Orientador:

Dr. Jorge Manuel Dores

Assistente Graduado do Serviço de Endocrinologia do Hospital de Santo António – CHP

Docente das disciplinas de Terapêutica I e II e Semiótica Laboratorial do MIM do ICBAS


I

LISTA DE ABREVIATURAS

1,25(OH)2D 1,25-dihidroxivitamina D

1,25(OH)2D3 Calcitriol

1αOHase 1α-hidroxilase

24OHase 24-hidroxílase

ADHR Raquitismo hipofisfatémico autossómico dominante

(autosomal dominant hypophosphatemic rickets)

AHRH Raquitismo hipofosfatémico autossómico recessivo

(autosomal recessive hypophosphatemic rickets)

BGP Proteína óssea de ácido γ-carboxiglutâmico

(bone γ-carboxyglutamic acid protein)

DMP1 Proteína da matriz dentinária 1

(dentin matrix protein 1)

ENS Síndrome do nevo epidérmico

(epidermal nevus syndrome)

FGF Factor de crescimento fibroblástico

(fibroblast growth factor)

FGF-23 Factor de crescimento fibroblástico 23

(fibroblast growth factor 23)

FGFR Receptor do factor de crescimento fibroblástico

GALNT3 UDP-N-acetyl-alpha-D-galactosamine:polypeptide

N-acetylgalactosaminyltransferase 3

GNAS1 Gene que codifica a subunidade α da proteína G Estimulatória

Gprc6a Receptor acoplado à proteína G 6a

(G protein-coupled receptor 6a)

HbA1c Hemoglobina glicosilada A1c

HPT Hormona paratiróideia

HRH Raquitismo hipofosfatémico com hiperparatireoidismo

(hypophosphatemic rickets and hyperparathyroidism)

IMC Índice de massa corporal

IRC Insuficiência renal crónica

LCR Líquido Cefalorraquidiano

NaPi-2a, NaPi2c Transportadores de fosfato dependentes do sódio, 2a e 2c

MEPE Fosfoglicoproteína da matriz extracelular

(matrix extracellular phosphoglycoprotein)

OC Osteocalcina


II

OD Displasia osteoglofónica

(osteoglophonic dysplasia)

OST-PTP Proteína tirosina fosfatase osteo-testicular

(osteotesticular protein tyrosine phosphatase)

PHEX Phosphate-regulating gene with homologies to endopeptidases

on the X chromosome

sFRP4 Secreted frizzled-related protein 4

TIO Osteomalácia induzida por tumor

(tumor-induced osteomalacia)

WT Wild type


III

RESUMO

Ao contrário do que seria de supor, o osso não se resume a um órgão inerte, cuja

função clássica é apenas a de sustentação e protecção de órgãos vitais. Sabe-se hoje

que este tecido conjuntivo especializado está em constante remodelação,

desempenhando um papel fulcral na hematopoiese e na reserva de cálcio e fósforo sob

forte mecanismo de regulação endócrino e parácrino.

Estudos recentes têm demonstrado que o osso não é apenas um órgão alvo de

hormonas e factores tecidulares, parecendo ser também um produtor de substâncias que,

libertadas na circulação, vão actuar à distância em outros aparelhos e sistemas,

comportando-se assim como um órgão endócrino. As inúmeras investigações realizadas

recentemente sustentam a existência de duas hormonas ósseas distintas: a Osteocalcina

e o Factor de Crescimento Fibroblástico 23.

O Factor de Crescimento Fibroblástico 23, produzido pelos osteócitos, actua sobre

receptores específicos no rim, onde desempenha as suas principais funções fisiológicas:

promover a excreção do fosfato, inibindo os canais responsáveis pela sua reabsorção, e

diminuir os níveis séricos da 1,25-dihidroxivitamina D, inibindo a actividade das enzimas,

1α-hidroxilase e 24-hidroxílase.

A osteocalcina é produzida essencialmente pelos osteoblastos e apesar da sua sua

maior fracção ficar depositada na matriz óssea, uma pequena parte entra em circulação e

parece exercer um efeito à distância sobre as células β, adipócitos, músculos e outros

tecidos periféricos, aumentando a utilização da glicose, reduzindo a gordura visceral e

diminuindo a quantidade de trigliceírdeos. Dados recentes associam também a

osteocalcina à estimulação da síntese de testosterona pelos testículos, sugerindo uma

interacção entre o osso e o sistema reprodutor.

Este conceito inovador de que o osso é capaz de influenciar outros metabolismos e

mecanismos orgânicos através da produção de hormonas, poderá ter um papel

importantíssimo no desenvolvimento de novas armas terapêuticas para doenças de

elevada prevalência, como a Diabetes.

PALAVRAS-CHAVE: osso; órgão endócrino; osteocalcina; gene Esp; γ-carboxilação;

diabetes; FGF23; Klotho.


IV

ABSTRACT

Contrary to what one would suppose, the bone is not just an inert body,

with the classical function of supporting and protecting vital organs.

Today we know that this specialized connective tissue is constantly remodeling,

playing a pivotal role in hematopoiesis and in the reserve of calcium and phosphorus

under a strong endocrine and paracrine mechanism of regulation.

Recent studies have shown that the bone is not only a target organ of

hormones and tissue factors, it seems to be also a producer of substances

that, once released into the circulation, will act at a distance on other devices and

systems, behaving as an endocrine organ. The numerous investigations

recently conducted support the existence of two different bone hormones: the

Osteocalcin and the Fibroblast Growth Factor 23.

The Fibroblast Growth Factor 23, produced by the osteocytes, acts

on specific receptors in the kidney, where it performs its main physiological functions: to

promote excretion of phosphate by inhibiting the channels responsible for its reabsorption,

and to decrease serum levels of 1,25-dihydroxyvitamin D, inhibiting the activity of

enzymes 1α-hydroxylase and 24-hydroxylase.

Osteocalcin is produced mainly by osteoblasts and, despite its largest share is

deposited in the bone matrix, a small portion comes into

circulation and seems to exert an effect on β cells, adipocytes,

muscles and other peripheral tissues, increasing the use of glucose, reducing

visceral fat and decreasing the amount of triglycerides. Recent data also associate

osteocalcin to stimulation of the synthesis of testosterone by the testicles,

suggesting an interaction between the bone and the reproductive system.

This innovative concept that the bone is able to influence other metabolic pathways

and organic mechanisms through the production of hormones, may have an

important role in developing new therapeutic weapons against high prevalence diseases,

such as Diabetes.

KEY-WORD: bone; endocrine organ; osteocalcin; Esp gene; γ-carboxylation; diabetes;

FGF23; Klotho.


V

ÍNDICE

1. Introdução ..................................... ............................................................................ 1

2. Osteocalcina (OC) .............................. ....................................................................... 4

2.1. Descrição .................................... ...................................................................... 4

2.2. Estudos Experimentais ........................ ............................................................ 4

2.2.1. Gene Esp ................................... ................................................................. 5

2.2.2. Relação entre o gene Esp e a OC ............ ................................................. 6

2.2.3. γ-Carboxilação ..................................... ...................................................... 7

2.3. Implicações terapêuticas: Diabetes ........... ..................................................... 8

2.4. Possível hormona da fertilidade masculina .... ...............................................10

3. Factor de Crescimento Fibroblástico 23 (FGF23) . ................................................ 12

3.1. Descrição .................................... .....................................................................12

3.2. Função ....................................... .......................................................................12

3.2.1. Receptores e Proteína Klotho ............... ...................................................13

3.2.2. Outras funções ............................. ............................................................14

3.3. Regulação .................................... ....................................................................15

3.4. Distúrbios hipo e hiperfosfatémicos .......... ....................................................17

4. Conclusão ...................................... ......................................................................... 21

5. Bibliografia ................................... ........................................................................... 22

6. Agradecimentos ................................. ..................................................................... 32


1

1. Introdução

Os órgãos endócrinos, por definição, são todos aqueles que exibem a actividade

característica de produção e secreção de substâncias químicas, libertadas directamente

na corrente sanguínea que actuam num outro local do organismo, regulando a sua

função. Esta substância química que pode ser um aminoácido, polipéptido ou esteróide

designa-se de hormona. É do conhecimento médico geral o papel endócrino “clássico” de

órgãos, como o hipotálamo, a hipófise, a tiróide, as paratiróides, os ilhéus pancreáticos,

as supra-renais, os gónadas, e até mesmo da placenta, durante o estado gravídico.

Contudo, nos últimos anos, esta função orgânica tão particular tem sido igualmente

atribuída a uma variedade de outros órgãos. O tecido adiposo, que se julgava ser um

tecido inerte de armazenamento de energia, passou a ser reconhecido, nas duas últimas

décadas, como um órgão endócrino activo capaz de sintetizar e secretar uma variedade

de adipocinas, responsáveis pela regulação de toda homeostasia energética corporal (1).

A própria pele não é mais observada apenas como um alvo endócrino, mas sim como um

tecido capaz de produzir e secretar potenciais hormonas com actividade sistémica

(percentagem ínfima dos esteróides sexuais e vitamina D) (2). O intestino, considerado,

actualmente, como o maior órgão endócrino do organismo, que às funções de digestão e

absorção dos alimentos foi adicionada a produção de mais de 30 hormonas e de uma

infinidade de péptidos bioactivos (3).

A busca constante pelo conhecimento das inter-relações entre os diferentes órgãos

despertou a curiosidade dos investigadores para avaliar se outros órgãos, até hoje pouco

estudados, podem também desempenhar funções à distância através de hormonas e de

alguma forma afectar a homeostasia do organismo. O osso, cada vez mais, parece ser

um órgão que encaixa nestes objectivos.

O osso é comummente considerado como um órgão inerte e rígido, cuja principal

função é estrutural, sendo essencial para a locomoção, respiração e protecção dos

órgãos internos vitais. No entanto, há muito que se sabe que este tecido conjuntivo

especializado é um órgão metabolicamente activo que está em constante remodelação,

com um papel fulcral na hemotopoiese, e que desempenha, também, uma função

metabólica importante, nomeadamente na reserva de cálcio e fósforo no organismo (4).

O osso é composto por populações celulares específicas (osteoblastos, osteoclastos,

osteócitos e células de revestimento ósseo) inseridas numa matriz extracelular, que

constitui cerca de 90% do volume ósseo. A actividade regulada dos osteoblastas e

osteoclastos, responsáveis pela formação e reabsorção óssea, respectivamente, é

essencial para o processo de remodelação típico deste órgão. Já os osteócitos , principal

fracção do componente celular, são essenciais para a manutenção da matriz óssea,


2

substância do tecido ósseo constituída por uma parte inorgânica (iões de cálcio e fósfato,

sob a forma de hidroxiapatita) e uma orgânica (essencialmente, colagénio tipo I) (5).

O processo de remodelação, essencial para a manutenção da integridade do osso, é

intensamente regulado por inúmeros factores locais e sistémicos. As hormonas

reguladoras do metabolismo do cálcio, HPT (hormona paratiroideia) e o Calcitriol, são os

principais reguladores sistémicos deste processo. Existindo outras hormonas,

designadamente, a calcitonina, a hormona de crescimento, as hormonas tiroideias, os

glicocorticóides e as hormonas sexuais, passíveis de desempenharam acções

esqueléticas importantes (6).

Mas o osso não parece ser meramente um alvo endócrino. Estudos recentes, in vitro

e in vivo, apoiam a ideia inovadora de que o osso também actua como uma glândula

endócrina capaz de secretar substâncias próprias. Assim, este órgao é capaz de secretar

duas hormonas distintas, a Osteocalcina (OC) e o Factor de Crescimento Fibroblástico 23

(FGF23), que permitem ao osso interagir sobre outros tecidos, órgãos ou sistemas

(Figura 1) (7).

Figura 1 – Função das hormonas ósseas: OC e FGF23 (7).

Recentemente surgiram evidências que revelaram a existência de uma interacção

recíproca entre o osso e o sistema reprodutor, em que uma das suas possíveis

hormonas, a OC, parece ser capaz de influenciar o sistema reprodutor masculino (8),

demonstrando, mais uma vez, que o conhecimento actual acerca da homeostasia e

funções deste órgão, supostamente inerte, ainda é escasso.


3

Assim, com este artigo de revisão pretende-se destacar o conceito do osso como uma

glândula endócrina, capaz de influenciar o metabolismo energético, os mecanismos

renais e outros mecanismos orgânicos, através da produção de diferentes hormonas.

Tratando-se de um conceito inovador que poderá ter um papel importantíssimo no

desenvolvimento de potenciais armas terapêuticas para doenças humanas de elevada

prevalência (como a Diabetes), é objectivo deste trabalho descrever o estado actual do

conhecimento relativamente às hormonas segredas pelo osso e as suas inter-relações.


4

2. Osteocalcina (OC)

2.1. Descrição

A OC é uma proteína específica do osso, de baixo peso molecular (≈5800 Da),

constituída por 46-50 aminoácidos (9), que foi identificada, pela primeira vez, há cerca de

30 anos como um componente da matriz óssea extracelular (10).

Esta proteína é sintetizada especificamente por osteoblastos maduros, na forma de

um pré-pro-molécula (11), é armazenada na matriz óssea através de uma forte ligação

com a hidroxiapatita e uma pequena percentagem é libertada na circulação após um

conjunto de alterações intracelulares (9,12).

Sendo a segunda proteína mais abundante no tecido ósseo, após o colagénio, supôs-

se que estivesse envolvida na mineralização óssea e na homeostasia do cálcio (12). Um

nível elevado de OC está normalmente associado a um aumento da formação e da

remodelação óssea, daí a sua possível utilidade como marcador da formação óssea (13);

contudo estudos in vivo, realizados com ratos deficientes ou com super-expressão desta

proteína, revelaram que o osso mantinha uma matriz extracelular de aspecto normal sem

qualquer defeito na mineralização, até mesmo à microscopia electrónica (14,15). Pelo que

permanece desconhecido o papel biológico da OC neste processo fisiológico.

Os genes responsáveis pela expressão da OC têm sido bastante estudados, uma vez

que são peças essenciais para a compreensão das bases moleculares da fisiologia óssea

(16). Actualmente sabe-se que a sua bioactividade é em parte regulada pelo gene do

osteoblasto Esp e influenciada por um processo incomum de γ-carboxilação. Contudo,

não se reconhecem as influências extra-celulares (17), apesar de existirem evidências da

variação do nível de OC com a idade, sexo, estado nutricional, tabagismo e actividade

física (18).

Algumas características típicas de uma hormona são observadas nesta proteína,

nomeadamente: a codificação específica por um gene dos osteoblastos, a secreção na

forma de pré-pro-molécula que necessita de alterações intracelulares para ser libertada

no sangue e o padrão circadiano de libertação (valores decrescentes durante a manhã,

que sobem lentamente à tarde, atingindo o pico por volta da meia noite) (19).

2.2. Estudos Experimentais

A hipótese do metabolismo energético ser regulado pela OC surgiu, pela primeira vez,

em 1996, quando, em estudos experimentais, se verificou que ratinhos deficientes nesta

proteína exibiam um ligeiro perfil hiperglicémico associado a um aumento da gordura

visceral (14).

Estas observações foram posteriormente exploradas através de inúmeras

experiências, in vitro e in vivo, com ratos manipulados geneticamente: criaram-se várias


5

linhagens com deficiência dos poucos genes que codificam moléculas de sinalização

expressas, apenas ou preferencialmente em osteoblastos, capazes de afectar de alguma

forma o metabolismo energético; que foram sendo comparadas com ratos do tipo

selvagem (WT).

Os genes que codificam a OC são expressos unicamente nos osteoblatos, sendo por

isso foram considerados os principais responsáveis pelo mecanismo de regulação do

metabolismo energético (20).

2.2.1. Gene Esp

O primeiro gene específico dos osteoblatos, com interesse, a ser identificado foi o

Esp, também conhecido como Ptprv (21), que é capaz de codificar uma proteína tirosina

fosfatase transmembranar presente nas células estaminais embrionárias (células de

Sertoli e osteoblastos), designada de proteína tirosina fosfatase osteo-testicular (OST-

PTP) (22). Este gene é induzido durante a diferenciação dos osteoblastos in vitro,

contudo não lhe foi identificada, ainda, nenhuma utilidade na formação e remodelação

óssea (23).

Inicialmente, criaram-se ratos deficientes no gene Esp (Esp-/-), que apresentavam:

um aumento da proliferação das célula β, com um aumento do número e do tamanho das

ilhotas nas análises histológicas e imunocitoquímicas do pâncreas, assim como um

aumento da secreção de insulina, verificado através de testes de secreção da insulina

estimulada por glicose intraperitoneal.

Esta hiperinsulinémia cursou com níveis de glicemia anormalmente baixos, que foram

responsáveis por um número considerável de mortes em ratos Esp-/- recém-nascidos.

Inesperadamente, nestes ratos mutantes, os níveis de glucagon, hormona secretada

pelas células α em resposta à hipoglicemia, estavam inapropriadamente normais, só

justificado pelo estímulo inibitório proveniente da hiperinsulinémia grave que antagonizou

o aumento da secreção, que deveria ter sido activado pela hipoglicemia. Um aumento da

sensibilidade à insulina, ao contrário do que seria de esperar dado o aumento da

secreção de insulina, comprovado através do teste de tolerância á insulina, in vivo, foi

também demonstrado em ratos Esp-/- injectados com insulina, cujos níveis de glicemia

caíram mais rápida e profundamente que o normal. Este aumento foi comprovado através

de estudos de biologia molecular pela existência de um aumento da expressão dos genes

principais dos alvos da insulina no músculo (Pgc1α), no fígado (Foxa2) e no tecido

adiposo, onde se verificou um aumento da expressão da adiponectina, (adipocina

responsável pelo aumento da sensibilidade à insulina). Nos ratos Esp-/- verificou-se,

ainda, uma diminuição da massa gorda visceral, aumento do gasto energético associado


6

a uma ingestão inalterada de alimentos e níveis séricos de triglicerídeos baixos em

consequência de uma inesperada inibição da lipólise.

Para confirmar o fenótipo dos ratos Esp-/- desenvolveram-se ratos com super-

expressão desse gene, que apresentaram as características inversas: um quadro de

hiperglicemia, intolerância à glicose e resistência à insulina, com subsequente

desenvolvimento de diabetes tipo 2 e obesidade.

As características antagónicas desenvolvidas nestes ratos, apoiaram a ideia de a

ausência deste gene poderá proteger contra a obesidade e a diabetes. Hipótese

eficazmente testada através da indução de hiperfagia em ratos Esp-/-, em que estes

mantiveram o peso, sem evidência de intolerância à glicose ou insensibilidade à insulina.

Assim, conclui-se que a função do gene Esp, especificamente expresso nos osteoblatos,

é necessária para o desenvolvimento da obesidade e intolerância à glicose em ratos

mutantes (24).

2.2.2. Relação entre o gene Esp e a OC

Perante a evidente capacidade do gene Esp regular a homeostasia da glicose,

tornou-se importante investigar quais as moléculas secretadas especificamente pelos

osteoblastos, que sob o seu controlo, eram capazes de efectuar tal função. A atenção foi,

evidentemente, focada em ratos com deficiência em OC (OC -/-), que eram

anormalmente obesos e cujo gene parecia ser suprimido pelo gene Esp.

Estes ratos mutantes, alimentados com uma dieta normal, manifestavam

hiperglicemia e intolerância à glicose, diminuição da secreção e da sensibilidade da

insulina, diminuição da proliferação de células β, gasto energético diminuído, aumento da

adiposidade e dos níveis de triglicerídeos. A administração in vivo de OC recombinante a

estes ratos provocava um retrocesso no processo, reduzindo os níveis de glicemia e

aumentando os níveis de insulina. Estas evidências vieram apoiar a hipótese de que a

OC era a molécula secretada pelos osteoblastos capaz de influenciar o metabolismo

energético.

A relação entre a OC e o gene Esp foi estabelecida aquando da supressão de um

alelo desta proteína óssea nos ratos Esp-/-, pois observou-se uma correcção do fenótipo

de desregulação metabólica desenvolvido (Figura 2). Estes resultados sugeriram que o

gene Esp e a OC se encontravam na mesma via de regulação, sendo que o fenótipo dos

ratos Esp -/- era causado por um ganho da actividade da OC.


7

Figura 2 – Relação entre o gene Esp e a osteocalcina.

Contudo, foi necessário excluir a participação de outras moléculas, para comprovar

que as suas funções metabólicas deste gene eram alcançadas através da secreção da

OC. Com essa finalidade realizaram-se ensaios com co-culturas que comprovaram a

presença de um factor circulante derivado dos osteoblastos capaz de regular a função

das células β e dos adipócitos. As mesmas evidências foram observadas com a adição

de OC à cultura de células β pancreáticas e adipócitos, o que permitiu afirmar que a OC

era certamente a hormona óssea responsável por esta função biológica (24).

2.2.3. γ-Carboxilação

A γ-carboxilação, modificação pós-transducional incomum, é uma transformação

essencial para a actividade endócrina da OC.

Esta proteína sofre uma γ- carboxilação, dependente de vitamina K, dos seus três

ácidos glutâmicos (17,21,24); sendo, por isso, designada alternativamente como proteína

óssea de ácido γ-carboxiglutâmico (BGP) (9). São estes resíduos de ácido γ-

carboxiglutâmico que conferem à proteína alta afinidade pelos iões minerais,

nomeadamente pela hidroxiapatia (16). Existem assim duas fracções de OC: uma menor

não-γ-carboxilada, que é libertada na circulação, e uma outra maior, γ-carboxilada, com

mais afinidade pela hidroxiapatita (Figura 3) (12).

Figura 3 – γ-carboxilação da OC.


8

Estudos experimentais revelaram que o verdadeiro efeito hormonal desta proteína

estava associado à sua fracção não-γ-carboxilada, apesar de a forma γ-carboxilada, com

menor preponderância, também poder exercer esse efeito (24). Observou-se uma maior

percentagem de OC γ-carboxilada nos ratos WT relativamente aos Esp-/-, que possuíam

maior quantidade de proteína não-γ-carboxilada causada por uma diminuição da sua

carboxilação (25).

Por sua vez, a demonstração de uma menor percentagem de OC γ-carboxilada

associada a uma maior expressão da adiponectina verificada em osteoblastos tratados

com varfarina (potente inibidor da γ-carboxilação) permitiu comprovar essa hipótese.

Além disso, em estudos in vivo, ratos WT tratados com OC não-γ-carboxilada, gerada por

bactérias, apresentavam um aumento do número de células β pancreáticas, da secreção

de insulina, do gasto energético e da sensibilidade à insulina (24).

A OST-PTP, proteína transmembranar codificada pelo gene Esp, poderá afectar a

síntese, processamento e/ou secreção da OC, dado que um aumento da sua expressão

reduz a γ-carboxilação e aumenta a quantidade activa de OC. Ratos sem esta proteína

apresentavam um fenótipo semelhante aos Esp-/-, que era também revertido pela

supressão de um alelo da OC (24). Contudo o mecanismo exacto da carboxilação, assim

como a forma como a OST-PTP afecta essa modificação pós-traducional permanece

desconhecido (26, 27).

2.3. Implicações terapêuticas: Diabetes

Os resultados obtidos dos inúmeros estudos experimentais permitiram demonstrar

que, em ratos, o osso actua como um regulador endócrino do metabolismo energético

através da OC (7). Esta conclusão foi fundamental para a expansão do conhecimento

sobre o metabolismo ósseo.

Se estes resultados forem confirmados e replicáveis em humanos, representam um

avanço considerável nesta área, uma vez que estas descobertas poderão ter implicações

valorizáveis na prevenção e no tratamento da Diabetes e das suas complicações em

humanos.

A Diabetes Mellitus é uma patologia endócrina crónica, caracterizada por um conjunto

de alterações metabólicas que partilham o fenótipo de hiperglicemia, com elevada

prevalência e incidência a nível mundial. Segundo estimativas recentes da Organização

Mundial de Saúde, esta doença poderá afectar, em 2025, mais de 300 milhões de

pessoas no planeta (28), atingindo proporções de uma verdadeira pandemia e tornando-

se num dos principais problemas de saúde pública do século XXI. Portugal não é

excepção e um estudo epidemiológico, relativo à 2010, revelou que a prevalência desta

patologia rondava os 12,3 % (29). Daí a importância e o interesse no desenvolvimento de


9

terapêuticas inovadoras, baseadas neste provável eixo osteo-insular, que utilizarão

mecanismos de acção bastante distintos dos habituais, e que poderão acarretar

resultados surpreendentes.

Partindo destas premissas foram realizados diversos estudos em humanos que

revelaram resultados interessantes.

Estudos transversais, com idosos e mulheres pós-menopausa, verificaram que os

níveis do OC sérica foram significativamente menores em diabéticos quando comparados

com os controlos não-diabéticos (30-32). Outras investigações referiram que os níveis

desta proteína, assim como outros marcadores da remodelação óssea, eram

significativamente mais baixos em pacientes diabéticos (33-36). Apesar de inicialmente

esta alteração ter sido encarada como uma consequência do baixo turnover ósseo, os

estudos mais recentes já a associaram à possível função endócrina do osso.

Foi demonstrada uma relação inversa entre os níveis OC sérica e a glicemia em

jejum, a insulina, a resistência à insulina, o IMC e a gordura corporal (31, 36), tal como

com o HbA1c (12,34) e a síndrome metabólica (37). A OC foi mesmo considerada um

preditor negativo da massa adiposa e mais expressivamente da glicemia (31).

Outro dos resultados notado foi uma possível relação causal entre a OC e a glicemia.

A exposição a níveis mais elevados de OC estava associada a um aumento

significativamente menor na glicemia, sugerindo a possibilidade de a OC prever a

mudança na glicemia sanguínea (12,31,36). Da mesma forma, a melhoria do controlo

glicémico era acompanhada por um aumento dos níveis séricos de OC (38,39) e também

da remodelação óssea de homens e mulheres diabéticas (32,40).

A possibilidade de a OC ser um regulador activo da sensibilidade à insulina em

humanos também foi demonstrada: os níveis séricos da osteocalcina, foram associados

positivamente com a sensibilidade à insulina e negativamente com os triglicerídeos (41).

Esta proteína óssea poderá representar um elo entre o exercício e a melhora induzida

na sensibilidade à insulina, uma vez que apenas a perda de peso com dieta hipocalórica

associada a exercício físico aumenta os níveis de OC, sendo que esta está associada a

um aumento da força muscular nos membros inferiores. Infere-se assim que o exercício

age sobre o osso, através da tracção muscular, que induz as células ósseas a produzir

OC (41).

Relativamente ao processamento desta molécula em humanos, sabe-se que tanto as

forma γ-carboxilada como a não-γ-carboxilada estão presentes no osso e no sangue,

mas, tal como nos ratos, uma menor proporção de OC não-γ-carboxilada é encontrado na

circulação, enquanto uma proporção maior da γ-carboxilada reside na matriz óssea (42).

Apesar de se ter observado uma diminuição da γ-carboxilação da OC nos pacientes com

diabetes insulino-resistente (43), a maioria dos outros estudos realizados utilizaram


10

apenas a fracção total da OC e não a forma activa, o que poderá representar um possível

viés nestas investigações. Assim, os estudos futuros em humanos deverão distinguir

entre as duas formas de OC e pesquisar o mecanismo exacto da γ-carboxilação, que

poderá ser um dos suportes das novas abordagens farmacológicas da regulação

energética.

Patologias ósseas e as respectivas terapêuticas, como a osteoporose e os

bifosfonatos, poderão provocar alterações no metabolismo da glicose e na sensibilidade à

insulina, uma vez que a OC está também associada à formação e remodelação do osso

(44). Contudo não existem estudos suficientes que avaliem estas informações.

Segundo uma investigação bastante actual, a OC é capaz de prever a mortalidade em

homens idosos, principalmente aquela associada a eventos cardiovasculares. Esta

suposição pode reflectir o papel da OC como um factor endócrino que regula o

metabolismo da glicose e, assim, o risco cardiovascular, ou, alternativamente, pode ser

uma consequência de uma redução ou aumento da remodelação óssea e ser um

marcador para a doença subjacente (45). Mais estudos são necessários para perceber

quais os mecanismos subjacentes ao aumento da mortalidade associada com OC em

homens mais velhos.

Conclui-se, então, que as funções endócrinas desta proteína óssea sobre o

metabolismo energético, descritas anteriormente em ratos, podem também ser relatadas

em humanos. Contudo o conhecimento actual ainda é limitado, embora estes resultados

possam ser considerados geradores de hipóteses e precisam ser replicados em mais

estudos clínicos que examinem esta relação entre a OC e o metabolismo da glicose, para

que futuramente possam ser aplicados.

2.4. Possível hormona da fertilidade masculina

Um estudo com ratos mutantes realizado recentemente demonstrou que a interacção

entre o osso e o sistema reprodutor não se resumia simplesmente á influência da

remodelação óssea pelos esteróides sexuais. O osso, através de um mecanismo de

feedback, poderá influenciar as funções reprodutoras, existindo assim uma interacção

recíproca entre estes dois órgãos.

O osso parece ser capaz de estimular a produção de testosterona pelos testículos e a

OC, provavelmente, será a hormona que executa essa função endócrina (Figura 4). Esta

proteína liga-se a um receptor específico, Gprc6a (receptor acoplado à proteína G 6a),

expresso nas células de Leydig dos testículos, e aumenta a síntese de testosterona, que

por sua vez promove a maturação e impede a apoptose das células germinativas,

aumentando a sua sobrevivência.


11

Figura 4 – Função reprodutora do osso, através da OC (8).

A identificação deste receptor específico da OC, cuja expressão é extremamente

dinâmica e está associada aos picos de testosterona na idade adulta, permite

documentar que as funções desta hormona óssea ocorrem, pelo menos em parte,

através da regulação deste seu receptor.

O facto de a perda das hormonas sexuais esteróides provocar uma diminuição da

massa óssea, de o Gprc6a também ser expresso nas células de Leydig em humanos e

de nenhuma molécula documentada como hormona nos modelos animais ter perdido

esse atributo quando foi testada em humanos, sugere que a função endócrina,

documentada em ratos da OC na fertilidade masculina muito provavelmente também

ocorrerá no Homem. No entanto, são necessários estudos em humanos que

documentem directamente esta hipótese.

A existência de uma influência tão marcada da OC sobre as hormonas sexuais,

permite suspeitar que não se trate de um fenómeno específico do sexo masculino.

Contudo não existem evidências e nos estudos com ratos, efectuados até o momento,

não evidenciaram que o osso seja capaz de favorecer a fertilidade feminina, aumentando

a produção de estrogénio pelos ovários (8).

Estes novos dados, não só, demonstraram, pela primeira vez, que o osso poderá ser

um regulador da fertilidade nos indivíduos do sexo masculino através da acção da OC,

como permitiram aumentar a importância biológica desta hormona óssea, fomentando

desta forma ainda mais o interesse numa investigação mais aprofundada da função

endócrina desta proteína.

3. Factor de Crescimento Fibroblástico 23 (

3.1. Descrição

O FGF23 é uma proteína, constituída por 251 aminoácidos, cujo peso molecular é de

aproximadamente 32 kD, possui

de homologia com os restantes factores de crescimento fibroblásticos (FGF’s)

região C-terminal específica

Admitiu-se, inicialmente, que esta proteína era predominantemente expressa no

núcleo ventro-lateral do tálamo

(47,48) como em humanos

FGF23. Investigações in vivo

certificaram que este factor de crescimento era

osteócitos (50,51). Uma ligeira produção de FGF23 foi também observada no fígado,

coração, células pericito-like

gânglios linfáticos, contudo a sua contribuição relativa co

O FGF23 é secretado e facilmente detectável no

Esta característica associada à sua capacidade de actuar sobre órgãos à distância,

permitem que esta proteína seja considerada uma hormona.

3.2. Função

A principal função fisiológica do FGF23 é regular o metabolismo do fosfato sérico, os

níveis séricos da 1,25-dihidroxivitamina D

a mineralização óssea, agindo

Figura 5 – Função do FGF23


Factor de Crescimento Fibroblástico 23 ( FGF23)


possui uma região N-terminal, na qual está inserido o

de homologia com os restantes factores de crescimento fibroblásticos (FGF’s)

terminal específica (46).

se, inicialmente, que esta proteína era predominantemente expressa no

lateral do tálamo (46). Contudo, estudos subsequentes, tanto em ratos

como em humanos (49), identificaram o osso como o principal produtor de

in vivo e in vitro, através da análise da expressão do seu mRNA,

certificaram que este factor de crescimento era essencialmente produzido pelos

a ligeira produção de FGF23 foi também observada no fígado,

like que rodeiam os seios venosos da medula óssea, timo e

gânglios linfáticos, contudo a sua contribuição relativa continua obscura

O FGF23 é secretado e facilmente detectável no plasma de pessoas saudáveis (52


permitem que esta proteína seja considerada uma hormona.


dihidroxivitamina D (1,25(OH)2D), e consequentemente coordenar

, agindo sobre receptores específicos nos rins (Figura 5)

Função do FGF23 (53).


12


terminal, na qual está inserido o domínio

de homologia com os restantes factores de crescimento fibroblásticos (FGF’s), e uma

se, inicialmente, que esta proteína era predominantemente expressa no

estudos subsequentes, tanto em ratos

, identificaram o osso como o principal produtor de

, através da análise da expressão do seu mRNA,

essencialmente produzido pelos

a ligeira produção de FGF23 foi também observada no fígado,

que rodeiam os seios venosos da medula óssea, timo e

ntinua obscura (51).

plasma de pessoas saudáveis (52).



D), e consequentemente coordenar

(Figura 5) (7).


13

Foi através da geração de ratos com excesso ou deficiência de FGF23, que se

conseguiu aprofundar o conhecimento acerca da sua função.

Ratos transgénicos com super-expressão de FGF23 ou submetidos a uma

administração contínua de FGF23 recombinante exibiam hipofosfatémia, secundária à

diminuição da reabsorção renal de fosfato, níveis séricos paradoxalmente baixos/normais

de 1,25(OH)2D, raquitismo e osteomalácia (54-57). A deficiência em FGF23 resultava no

fenótipo renal oposto (45,51,58,59), associado a calcificações nos tecidos moles e

deformidades marcadas, causadas por uma excessiva mineralização óssea (45,59).

O FGF23 pode ser considerado a principal hormona “fosfatúrica” capaz de manter os

níveis séricos do fosfato na faixa normal (60). Estudos in vivo, que quantificaram o

número e o mRNA de determinados transportadores renais, evidenciaram que o FGF23

era capaz de diminuir a reabsorção renal de fosfato, reduzindo a expressão dos seus co-

transportadores dependentes do sódio, 2a e 2c (NaPi-2a, NaPi2c) (54,57). Estes canais

iónicos, expressos na membrana de bordadura em escova dos túbulos proximais, são os

principais responsáveis pela reabsorção renal do fosfato (61).

A existência de outros mecanismos, independentes do NaPi-2, aptos para exercerem

as funções desta proteína sobre o metabolismo do fosfato, não poderá ser descartada,

sendo que a absorção intestinal deste ião poderá também estar afectada, através de um

mecanismo indirecto do FGF23, que ocorre devido á diminuição da 1,25(OH)2D (7).

A capacidade supressora potente sobre os níveis séricos de 1,25(OH)2D do FGF23

ocorre através de alterações na expressão das enzimas chave do metabolismo da

vitamina D, 1α-hidroxilase (1αOHase) e 24-hidroxílase (24OHase), que diminuem e

aumentam, respectivamente (51,56,57,62).

3.2.1. Receptores e Proteína Klotho

Para que o FGF-23 exerça os seus efeitos é necessário que se ligue a um dos quatro

receptores dos FGF (FGFR) (60). Esta proteína é capaz de se ligar ao FGFR3, FGFR4 e

FGFR1 (63); contudo apenas a supressão do FGFR1, receptor localizado no túbulo renal

distal, prejudica as acções fosfatúricas do FGF23, o que sugere que este seja o receptor

fisiologicamente necessário (64).

Ao contrário da maioria dos membros da família FGF, que se ligam à heparina, uma

propriedade que ajuda a criar um reservatório parácrino e lhes permite regular diferentes

funções localmente, o FGF23, cuja afinidade pela heparina é baixa, age como uma

hormona que é libertada na circulação sistémica (65). Por isso, esta proteína exige a

presença de um co-factor nos tecidos alvo, designadamente a proteína Klotho, que se

liga ao FGFR1, formando complexos FGFR1/Klotho que aumentam a capacidade do

FGF23 activar o seu receptor e agir como hormona (Figura 6) (66).


14

Figura 4 – FGF23, FGFR e proteína KLOTHO.

A Klotho é uma glicoproteína transmembranar do tipo I, semelhante às enzimas β-

glicosidases, cuja supressão génica resulta num fenótipo de senescência, semelhante ao

envelhecimento humano (67). Possui outras funções distintas do seu papel na mediação

dos efeitos do FGF23 (68) e a sua expressão é observada maioritariamente nos rins, a

nível dos túbulos distais, todavia também ocorre noutros tecidos, incluindo as glândulas

paratireóides, os órgãos reprodutores, o plexo coróide e a hipófise (69).

Observou-se que as mesmas anormalidades metabólicas, observadas em ratos

deficientes em FGF23, ocorriam em ratos com supressão do gene da Klotho (70,71),

assim como, que a perda da função desta glicoproteína em humanos prejudicava a

bioactividade do FGF23 (72). Assim, a actividade biológica completa do FGF23 só ocorre

na presença da proteína Klotho e do FGFR1, e a supressão da Klotho parece

representar, pelo menos em parte, um modelo de insensibilidade ao FGF23 nos órgãos-

alvo.

Tanto o FGFR1 como a proteína Klotho estão localizados no túbulo distal. No entanto

as principais acções biológicas do FGF23 associam-se à metade proximal. Perante esta

divergência propôs-se que as acções do FGF23 no túbulo proximal pudessem ser

indirectas, possivelmente através da estimulação da Klotho ou do complexo

FGFR1/Klotho na metade distal que fomentaria a liberação de factores parácrinos (64).

3.2.2. Outras funções

O FGF23 para além de funcionar como factor “fosfatúrico” e hormona anti-reguladora

da 1,25(OH)2D, possui outras funções relevantes. Modelos experimentais, tanto de

excesso como deficiência de FGF23, apontaram para alterações noutros sistemas

orgânicos, tais como anormalidades na homeostasia da glicose, atraso no crescimento,

diminuição da sobrevida, manifestações cutâneas e irregularidades tímicas (47,51,73).


15

Contudo, ainda é incerto se essas modificações se devem a efeitos directos do FGF23 ou

a efeitos secundários do fosfato sérico e da vitamina D (60).

Como as funções desta proteína estão associadas com a distribuição do complexo

Klotho/FGFR1, a sua presença na glândula paratireóide, plexo coróide e, possivelmente,

na hipófise, permite suspeitar de uma possível função do FGF23 nesses órgãos (69).

Actuando sobre a glândula paratiróide, o FGF23 parece ser um regulador

fisiologicamente valioso da hormona paratiroideia (HPT) (55,74,75). Níveis elevados de

FGF23 em doenças humanas, como a insuficiência renal crónica, e em ratos mutantes

têm sido relacionados ao hiperparatireoidismo (55); no entanto também têm sido

associados à inibição da secreção da HPT (74,75). Assim, ainda existem bastantes

divergências acerca das vias que estimulam ou inibem a HPT e são necessários mais

estudos para definir os efeitos exactos deste factor de crescimento sobre a sua produção.

Relativamente ao plexo coróide especula-se que o FGF23 poderá regular as

concentrações do fosfato no LCR. Já em relação à hipófise, os efeitos desta proteína são

incertos: a expressão do complexo Klotho/FGFR1 não está inequivocamente comprovada

e, apesar do grave atraso do crescimento observado em ratos sem FGF23, não foram

documentadas anormalidades específicas da função hipofisária (60).

Desconhece-se se este factor fibroblástico terá efeitos directos sobre o osso, ou se o

defeito na mineralização óssea, em ratos deficientes em FGF23, é devido ao defice da

1,25(OH)2D ou á hipofosfatémia (58). O facto da proteína Klotho não ser expressa no

osso (60) e a observação de anomalias semelhantes com altos níveis da 1,25(OH)2D

(73), apoiam a hipótese da necessidade da via de sinalização da vitamina D para a acção

do FGF23. Porém, estudos recentes in vitro, cuja relevância fisiológica e a especificidade

deverá ser confirmada in vivo, indicam que o FGF23 pode ter um efeito directo sobre a

diferenciação dos osteoblastos e a mineralização óssea (76).

3.3. Regulação

O FGF23 é fortemente regulado, tanto por factores sistémicos como por factores

locais (77).

Um dos factores sistémicos mais bem definido é o mecanismo de feedback

subjacente às acções do FGF23, executado, em parte, pelo 1,25(OH)2D3 (calcitriol), que

é capaz de estimular, directa ou indirectamente, a expressão desta proteína (77-79).

Dado que o FGF23 se trata de uma hormona fosfatúrica, julga-se que esta proteína

também seja regulada pelo fosfato sérico. O fosfato da dieta parece regular directamente

a concentração sérica do FGF23 (78-81) e esta regulação parece estar patente na

insuficiência renal crónica, onde o grau de elevação desta proteína se correlaciona

significativamente com a gravidade da hiperfosfatemia (82). Contudo, existem


16

investigações que contradizem este papel regulador do fosfato (83), permanecendo

controversa a importância do fosfato na regulação desta proteína.

O FGF23 pode ser igualmente afectado pelas vias de regulação do cálcio sérico,

presumivelmente através de mecanismos indirectos (77). Enquanto a calcitonina,

hormona hipocalcemiante, até suprime a produção do FGF23 (84), o excesso da HPT

(85) e a baixa ingestão de cálcio (86) acarretam um aumento dos seus níveis séricos.

Apesar de não ser claro o mecanismo, o gene PHEX (Phosphate-regulating gene with

Homologies to Endopeptidases on the X chromosome) e o que codifica a proteína da

matriz dentinária 1 (DMP1) regulam a transcrição do gene do FGF23. Mutações

inactivadoras destes genes, em ratos, resultam num aumento idêntico da produção de

FGF23 pelos osteócitos, com sobreposição de fenótipos (hipofosfatémia, metabolismo

anormal da vitamina D, raquitismo/osteomalácia), e com correcção fisiológica das

alterações após delecção do gene do FGF23 (50,87).

O PHEX é responsável pela transcrição de uma endopeptidase da superfície celular

localizada predominantemente em osteócitos e osteoblastos (88), cujo comprometimento

da função e, subsequente, superprodução óssea de FGF23 é suficiente para causar as

alterações fenotípicas e bioquímicas típicas dos ratos hipofosfatémicos (47,50,89). Assim,

a ausência do PHEX é necessária, apesar de não ser suficiente, para estimular o FGF23,

que provavelmente ocorre a jusante (90).

Relativamente à DMP1, proteína não-colagénica da matriz óssea, altamente expressa

pelos osteócitos, sabe-se que exerce um papel crucial na normal dentinogénese,

condrogénese e mineralização, sendo capaz de regular o FGF23 por mecanismos ainda

não explorados (50).

Uma fosfoglicoproteína da matriz extracelular, designada de MEPE, exclusivamente

expressa nos osteoblastos, osteócitos e odontoblastos, que inibe directamente o

processo da mineralização óssea (91), poderá indirectamente coordenar as alterações do

fosfato renal através de interacções com o PHEX e da regulação do FGF23 (92).

Mutações, em seres humanos, que activam o FGFR1 (93) ou que amplificam os níveis

séricos da Klotho (94) estão associados a níveis elevados de FGF23, levantando a

possibilidade de que estes factores também possam regular localmente a sua produção

óssea. Outros membros da família FGF, talvez regulem a produção desta proteína,

através de efeitos parácrinos e/ou autócrinos.

Uma correlação positiva foi igualmente notada, em indivíduos saudáveis, entre os

níveis de FGF23 e a OC (79). Os níveis de FGF23 correlacionaram-se com a actividade

dos osteoblastos em pacientes com displasia fibrosa óssea (49). Ambas as observações

sugerem que o próprio osso também poderá estar envolvido na sua regulação local.


17

Uma convertase de pró-proteínas subtilisina (68), o factor derivado dos condrócitos

(95), e a esclerostina, proteína secretada pelos osteócitos e conhecida por inibir a

formação óssea (96), também foram identificados como prováveis factores locais de

regulação do FGF23.

O processamento proteolítico sofrido pelo FGF23, cujos mecanismos precisos de

clivagem são ainda obscuros, pode desempenhar um papel marcante na regulação da

sua própria actividade biológica; pois esta proteína quando clivada entre a Arg179 e a

Ser180, perde sua actividade biológica (60).

Assim, a regulação da produção do FGF-23 é ainda uma incógnita, falta determinar,

com precisão, quais os sinais que determinam a produção do FGF23 e quais as

moléculas exactas que medeiam esta regulação.

3.4. Distúrbios hipo e hiperfosfatémicos

O FGF23 sérico é responsável por uma variedade de doenças humanas (Tabela 1). O

excesso ou deficiência desta proteína resulta em inúmeras anormalidades, que não se

resumem apenas às alterações no metabolismo do fosfato e da vitamina D. Estes

distúrbios deverão ser classificados como doenças endócrinas, onde o esqueleto

funcionará como o órgão endócrino e o FGF23 com a principal hormona (7).

Doença Gene mutado

DISTÚRBIOS HIPO-

FOSFATÉMICOS

Hereditários

Raquitismo Hipofosfatémico Autossómico Dominante, ADHR

FGF23

Raquitismo Hipofosfatémico Autossómico Recessivo, ARHR

DMP1

Raquitismo Hipofosfatêmico Ligado ao X, XLH

PHEX

Displasia Osteoglofónica, OD

FGFR1

Adquiridos/ Esporádicos

Osteomalácia Induzida por Tumor, TIO

Doença adquirida

Displasia Fibrosa com ou sem Síndrome de McCune Albright

GNAS1

Síndrome do Nevo Epidérmico, ENS

FGFR3

Raquitismo Hipofosfatêmico com Hiperparatireoidismo, HRH

KlOTHO

DISTÚRBIOS HIPER-

FOSFATÉMICOS

Hereditários Adquiridos/ Esporádicos

Calcinose Tumoral Familiar GALNT3, FGF23

KLOTHO

Tabela 1 - Classificação dos distúrbios hipo e hiperfosfatémicos causados por acções aberrantes

do FGF23.


18

Os conhecimentos que foram surgindo acerca desta hormona clarificaram a patogenia

das doenças hipo e hiperfosfatémicas, hereditárias ou adquiridas, permitindo ainda a

distinção entre os distúrbios causados por alterações do FGF23 e os distúrbios primários

do transporte renal do fosfato (68). A medição do FGF23, realizada através de ensaios

imunoenzimáticos que ora avalia a proteína intacta ora a sua região C terminal, apresenta

implicações importantes no diagnóstico e no tratamento destas patologias (97).

As diferentes doenças hipofosfatémicas possuem uma fisiopatologia comparável que

se traduz em características clínicas análogas, tais como hipofosfatémia, níveis séricos

inapropiadamente baixos de 1,25(OH)2D, raquitismo e/ou osteomalácia, níveis de cálcio e

da HPT, usualmente, normais (98).

Apesar de o raquitismo e a osteomalácia serem distúrbios com fisiopatologias

diferentes, o primeiro é caracterizado pela diminuição da mineralização da placa epifisária

de crescimento (apenas presente durante o crescimento), enquanto o segundo

representa uma diminuição da mineralização do osso cortical e trabecular com

acumulação de tecido osteóide não mineralizado. Estes processos, geralmente ocorrem

associados, daí a dupla designação destas doenças (99).

O gene responsável pelo raquitismo hipofosfatémico autossómico dominante (ADHR)

é o FGF23 (100). Mutações missense deste factor de crescimento ocorrem pela

substituição dos resíduos de Arg dentro do local de clivagem, que impede a sua típica

clivagem proteolítica e, consequente aumento da sua concentração sérica e actividade

biológica (101). Os sintomas e a gravidade desta doença podem ser causados por

flutuações dos níveis do FGF23 (102).

O raquitismo hipofosfatémico autossómico recessivo (AHRH) é causado por

mutações homozigóticas inactivadoras da DMP1, que provocam um aumento da

produção de FGF23 pelos osteócitos (50,103).

Mutações com perda de função da endopeptidase PHEX causam raquitismo

hipofosfatémico ligado ao X (XLH) à custa de uma degradação diminuída e/ou elevação

da biossíntese do FGF23 (52,88). Esta doença é a causa mais comum de raquitismo

resistente á vitamina D e possui um fenótipo idêntico ao desenvolvido em ratos

hipofosfatémicos (88,90).

A displasia osteoglofónica (OD), doença autossómica dominante, partilha

características das síndromes de craniossinostose e nanismo. A base genética ainda é

desconhecida, todavia sabe-se que é causada por mutações missense específicas dos

FGFR1, que resultam numa produção aumentada do FGF23 (93).

Já a osteomalácia induzida por tumor (TIO), também designada por osteomalácia

oncogénica é uma doença para-neoplásica que sobrevém devido à superprodução de

FGF23 pelo próprio tumor (52,56), localizado preferencialmente na região craniofacial e


19

nos ossos longos, causando muitas vezes fraqueza e dor musculares severas (104). A

causa imediata do aumento da produção não é conhecida, todavia este distúrbio

hipofosfatémico está associado a níveis aumentados de MEPE e sFRP4 (fosfatina

humana), que poderão regular o metabolismo de DMP1 e do PHEX, respectivamente

(104), e a alterações do gene do FGF7 (105). O único tratamento satisfatório é a remoção

cirúrgica dos tumores que acarreta uma redução rápida dos níveis séricos de FGF23

(56).

As mutações somáticas missense de activação do GNAS1 (gene que codifica a

subunidade α da proteína G estimulatória) provocam a displasia fibrosa, doença genética,

esporádica, não neoplásica que pode afectar o esqueleto de forma isolada ou em

combinação com anomalias endócrinas e cutâneas (síndrome de McCune-Albright) (50).

Neste distúrbio, o raquitismo hipofosfatémico é reconhecido como uma complicação rara

e o excesso de FGF23 advém da produção pelas lesões fibrosas do osso (106).

A síndrome do nevo epidérmico (ENS) ou síndrome do nevo sebáceo linear, é

causada por um mosaicismo de mutações activadoras do FGFR3 na epiderme humana.

Esta doença rara, esporádica, congénita, de etiologia desconhecia, caracteriza-se por

nevos epidérmicos associados com anomalias de outros órgãos, tais como o sistema

nervoso central, os olhos e o sistema músculo-esquelético. O raquitismo hipofosfatémico

é incomum, manifesta-se por lesões ósseas focais ipsilaterais, causadas por níveis

séricos elevados de FGF23 (107).

O raquitismo hipofosfatémico com hiperparatireoidismo (HRH) difere dos outros

distúrbios hipofosfatémicos, pois nesta síndrome o hiperparatireoidismo é a característica

principal. Esta doença surge devido a uma mutação que provoca um aumento dos níveis

séricos da Klotho e subsequentemente aumento do FGF23 (94).

Relativamente aos distúrbios hiperfosfatémicos dependentes do FGF23 destaca-se a

calcinose tumoral familiar, doença metabólica rara, de transmissão autossómica

recessiva, caracterizada por uma maior reabsorção renal tubular de fosfato e por níveis

séricos elevados de 1,25(OH)2D, associados a calcificações ectópicas e tumores peri-

articulares calcificados, frequentemente localizados na anca, no joelho e no ombro (108).

As características bioquímicas desta doença são o espelho das condições metabólicas

de hipofosfatémia e são idênticas às observadas em ratos deficientes em FGF23 e

Klotho. Até ao momento foram identificadas três mutações diferentes (GALNT3, FGF23 e

KLOTHO) responsáveis pelo fenótipo típico desta doença, capazes de prejudicar a

secreção e/ou destabilizar o FGF23, originando uma diminuição dos níveis circulantes do

FGF23 bio-activo ou resistência dos órgãos a esta proteína óssea (72, 109, 110).

A insuficiência renal crónica (IRC) é o exemplo de uma doença sistémica em que

ocorre, por vezes, um aumento secundário e adaptativo do FGF23, que poderá contribuir


20

para manutenção dos níveis séricos normais de fosfato, nas fases avançadas desta

patologia, assim como pode agravar a deficiência de calcitriol e ser um factor central na

patogénese precoce do hiperparatiroidismo (111). O aumento do FGF23 na IRC parece

estar associado com um aumento da mortalidade nos pacientes com doença renal em

estádio terminal, sugerindo que esta proteína possa actuar como uma toxina urêmica,

embora o mecanismo específico ainda não seja conhecido (112).


21

4. Conclusão

A partir do momento que se estudou, pela primeira vez, o osso como um possível

componente do sistema endócrino, jamais este órgão tornou a ser abordado como o

simples tecido conjuntivo especializado e rígido responsável unicamente pela

sustentação do corpo.

A possível função endócrina do osso tem entusiasmado o mundo científico, sobretudo

os especialistas em endocrinologia, como comprovado pela quantidade considerável de

artigos publicados. Uma simples pesquisa no motor de busca científico Pubmed, permite

observar um aumento marcante do número de publicações efectuadas, concentradas

preferencialmente nos últimos 4/5anos.

Racionalmente, devido à grande superfície corporal coberta pelo esqueleto, o osso é

um excelente local de síntese de hormonas. E na verdade, para além das suas funções

clássicas, o osso parece estar apto para regular o metabolismo energético e alterar o

metabolismo do fosfato e vitamina D, através das suas duas reconhecidas hormonas, a

OC e o FGF23, respectivamente. Todo o órgão parece estar implicado nesta nova função

orgânica, uma vez que a produção destas distintas substâncias ocorre em diferentes

tipos celulares, nomeadamente osteoblastos e osteócitos.

Uma maior compreensão da actividade biológica e do papel fisiológico da OC e do

FGF23, assim como a procura de novas hormonas ósseas, permitirá credibilizar o

conceito que o esqueleto é efectivamente um órgão endócrino, capaz de regular

diferentes mecanismos orgânicos, interagindo com diversos órgãos e podendo estar

associado a patologias médicas importantes.

Apesar de o presente conhecimento acerca deste tema ainda ser diminuto, a

perspectiva da existência de hormonas ósseas capazes de alterar a patogénese de

algumas doenças com elevada prevalência, como a Diabetes, confere-lhe uma

importância acrescida, que deverá motivar a comunidade científica para mais pesquisas

e, consequentemente, mais descobertas, passíveis de revolucionar, em parte, a Medicina

actual.


22

5. Bibliografia

1- Deng, Y., Scherer, P. E. Adipokines as novel biomarkers and regulators of the

metabolic syndrome. Ann N Y Acad Sci 2010 Nov; 1212: E1-E19.

2- Zouboulis, C. C. The skin as an endocrine organ. Dermatoendocrinol 2009 Sep;

1(5): 250-2.

3- Ahlman, H., Nilsson. The gut as the largest endocrine organ in the body. Anna of

Oncol 2002; 12 Suppl 2: S63-8.

4- Seeman, E., Delmas, P.D. Bone quality: the material and structural basis of bone

strength and fragility. N Engl J Med 2006 May 25; 354(21): 2250-61.

5- Downey, P. A, Siegel, M. I. Bone biology and the clinical implications for

osteoporosis. Phys Ther 2006 Jan; 86(1): 77-91.

6- Raisz, L.G. (2009) Normal skeletal development and regulation of bone formation

and resorption. Up-To-date. Acedido em: 14,Abril,2011, em:

http://www.uptodate.com/contents/normal-skeletal-development-and-regulation-of-

bone-formation-and-resorption?source=search_result&selectedTitle=1%7E150.

7- Fukumoto, S., Martin, T. J. Bone as an endocrine organ. Trends Endocrinol Metab

2009 Jul; 20(5): 230-6.

8- Oury, F., Sumara, G., Sumara, O., Ferron, M., Chang, H., Smith, C.E., et al.

Endocrine regulation of male fertility by the skeleton. Cell 2011 Mar 4; 144(5): 796-

809.

9- Hauschka, P.V., Lian, J.B., Cole, D.E., Gundberg, C.M. Osteocalcin and matrix Gla

protein: vitamin K-dependent proteins in bone. Physiol Ver 1989 Jul; 69(3): 990-1047.

10- Lee, N. K., Karsenty, G. Reciprocal regulation of bone and energy metabolism.

Trends Endocrinol Metab 2008 Jul; 19(5): 161-6.

11- Price, P.A. Gla-containing proteins of bone. Connect Tissue Res 1989; 21(1-4):

51-7.

12- Lian, J., Stewart, C., Puchacz, E., Mackowiak, S., Shalhoub, V., Collart, D., et al.

Structure of the rat osteocalcin gene and regulation of vitamin D-dependent

expression. Proc Natl Acad Sci U S A 1989 Feb; 86(4): 1143-7.

13- Delmas, P.D. Biochemical markers of bone turnover for the clinical investigation of

osteoporosis. Osteoporos Int 1993; 3 Suppl 1: 81-6.

14- Ducy, P., Desbois, C., Boyce B., Pinero, G., Story, B., Dunstan, C., et al.

Increased bone formation in osteocalcin-deficient mice. Nature 1996 Aug 1;

382(6590): 448-52.

15- Murshed, M., Schinke, T., McKee, M. D., Karsenty, G. Extracellular matrix

mineralization is regulated locally; different roles of two gla-containing proteins. J Cell

Biol 2004 Jun 7; 165(5): 625-30.


23

16- Harada S., Rodan G.A. Control of osteoblast function and regulation of bone mass.

Nature 2003 May 15; 423(6937): 349-55.

17- Hinoi, E., Gao, N., Jung, D. Y., Yadav, V., Yoshizawa, T., Myers, M. G., et al. The

sympathetic tone mediates leptin’s inhibition of insulin secretion by modulating

osteocalcin bioactivity. J Cell Biol 2008 Dec 29; 183(7): 1235-42.

18- Nimptsch K., Hailer S., Rohrmann S., Gedrich K., Wolfram G., Linseisen, J.

Determinants and correlates of serum undercarboxylated osteocalcin. Ann Nutr

Metab 2007; 51(6): 563-70.

19- Gundberg, C.M., Markowitz, M.E., Mizruchi, M., Rosen, J.F. Osteocalcin in human

serum: a circadian rhythm. J Clin Endocrinol Metab 1985 Apr; 60(4): 736-9.

20- Ducy, P., Schinke, T., Karsenty, G. The osteoblast: a sophisticated fibroblast

under central surveillance. Science 2000 Sep 1; 289(5484): 1501-4.

21- Schiller, K. R., Mauro, L. J. Tyrosine phosphatases as regulators of skeletal

development and metabolism. J Cell Biochem 2005 Oct 1; 96(2): 262-77.

22- Mauro, L. J., Olmsted, E. A., Skrobacz, B. M., Mourey, R. J., Davis, A.R., Dixon, J.

E. Identification of a hormonally regulated protein tyrosine phosphatase associated

with bone and testicular differentiation J Biol Chem 1994 Dec 2; 269(48): 30659-67.

23- Dacquin, R., Mee, P.J., Kawaguchi, J., Olmsted-Davis, E.A., Gallagher, J.A., Lee,

K., et al. Knock-in of nuclear localised beta-galactosidase reveals that the tyrosine

phosphatase Ptprv is specifically expressed in cells of the bone collar. Dev Dyn 2004

Apr; 229(4): 826-34.

24- Lee, N. K., Sowa, H., Hinoi, E., Ferron, M., Ahn, J. D., Confavreux, C., et al.

Endocrine regulation of energy metabolism by the skeleton. Cell 2007 Aug 10; 130(3):

456-69.

25- Ferron, M., Wei, J., Yoshizawa, T., Ducy, P., Karsenty, G. An ELISA-based

method to quantify osteocalcin carboxylation in mice. Biochem Biophys Res Commun

2010 Jul 9; 397(4): 691-6.

26- Confavreux, C. B., Levine, R. L., Karsenty, G. A paradigm of integrative

physiology, the crosstalk between bone and energy metabolisms. Mol Cell Endocrinol

2009 Oct 30; 310(1-2): 21-9.

27- Berkner, K.L. The vitamin K-dependent carboxylase. Vitam Horm 2008; 78: 131-

56.

28- Zimmet, P, Alberti, K. G. G. M., Shaw J. Global and social implications of the

Diabetes epidemic. Nature 2001; 414: 782-787.

29- Observatório Nacional da Diabetes. Diabetes: Factos e números 2010, Relatório

Anual do Observatório Nacional da Diabetes. Acedido em: 7,Maio,2011, em:

http://www.governo.gov.pt/pt/GC18/Documentos/MS/Rel_Diabetes_2010.pdf.


24

30- Im, J.-A., Yu, B.-P., Jeon, J. Y., & Kim, S.-H. Relationship between osteocalcin and

glucose metabolism in postmenopausal women. Clin Chim Acta 2008 Oct; 396(1-2):

66-9.

31- Kindblom, J.M., Ohlsson, C., Ljunggren, O., Karlsson, M. K., Tivesten, A., Smith,

U., et al. Plasma osteocalcin is inversely related to fat mass and plasma glucose in

elderly swedish men. J Bone Miner Res 2009 May; 24(5): 785-91.

32- Rosato, M.T., Schneider, S.H., Shapses, S.A. Bone turnover and insulin-like

growth factor I levels increase after improved glycemic control in noninsulin-

dependent diabetes mellitus. Calcif Tissue Int 1998 Aug; 63(2): 107-11.

33- Achemlal, L., Tellal, S., Rkiouak, F., Nouijai, A., Bezza, A., Derouiche, El M., et al.

Bone metabolism in male patients with type 2 diabetes. Clin Rheumatol 2005 Sep;

24(5): 493-6.

34- Pietschmann, P., Schernthaner, G., Woloszczuk, W. Serum osteocalcin levels in

diabetes mellitus: analysis of the type of diabetes and microvascular complications.

Diabetologia. 1988 Dec; 31(12): 892-5.

35- Dobnig, H., Piswanger-Sölkner, J.C., Roth, M., Obermayer-Pietsch, B., Tiran, A.,

Strele, A., et al. Type 2 diabetes mellitus in nursing home patients: effects on bone

turnover, bone mass, and fracture risk. J Clin Endocrinol Metab 2006 Sep; 91(9):

3355-63.

36- Pittas, A. G., Harris, S. S., Eliades, M., Stark, P., Dawson-Hughes, B. Association

between serum osteocalcin and markers of metabolic phenotype. J Clin Endocrinol

Metab 2009 Mar; 94(3): 827-32.

37- Tan, A., Gao, Y., Yang, X., Zhang, H., Qin, X., Mo, L., et al. Low serum osteocalcin

level is a potential marker for metabolic syndrome: results from a Chinese male

population survey. Metabolism 2011 Feb 23. [Epub ahead of print].

38- Sayinalp, S., Gedik, O., Koray, Z. Increasing serum osteocalcin after glycemic

control in diabetic men. Calcif Tissue Int 1995 Dec; 57(6): 422-5.

39- Zhou, M., Ma, X., Li, H., Pan, X., Tang, J., Gao, Y., et al. Serum osteocalcin

concentrations in relation to glucose and lipid metabolism in Chinese individuals. Eur

J Endocrinol 2009 Nov; 161(5): 723-9.

40- Gerdhem, P., Isaksson, A., Akesson, K., Obrant, K.J. Increased bone density and

decreased bone turnover, but no evident alteration of fracture susceptibility in elderly

women with diabetes mellitus. Osteoporos Int 2005 Dec; 16(12): 1506-12.

41- Fernández-Real, J.M., Izquierdo, M., Ortega, F., Gorostiaga, E., Gómez-Ambrosi,

J., Moreno-Navarrete, J.M., et al. The relationship of serum osteocalcin concentration

to insulin secretion, sensitivity, and disposal with hypocaloric diet and resistance

training. J Clin Endocrinol Metab 2009 Jan; 94(1): 237-45.


25

42- Cairns, J.R., Price, P.A. Direct demonstration that the vitamin K-dependent bone

Gla protein is incompletely gamma-carboxylated in humans. J Bone Miner Res 1994

Dec; 9(12): 1989-97.

43- Horiuchi, T., Kazama, H., Araki, A., Inoue, J., Hosoi, T., Onouchi, T., et al.

Impaired gamma carboxylation of osteocalcin in elderly women with type II diabetes

mellitus: relationship between increase in undercarboxylated osteocalcin levels and

low bone mineral density. J Bone Miner Metab 2004; 22(3): 236-40.

44- Motyl, K. J., McCabe, L. R., Schwartz, A. V. Bone and glucose metabolism: a two-

way street. Arch Biochem Biophys 2010 Nov 1; 503(1): 2-10.

45- Yeap, B. B., Chubb, S. a P., Flicker, L., McCaul, K. a, Ebeling, P. R., Hankey, G.

J., et al. Associations of total osteocalcin with all-cause and cardiovascular mortality

in older men. The Health In Men Study. Osteoporos Int 2011 Feb 26. [Epub ahead of

print].

46- Yamashita, T., Yoshioka, M., Itoh, N. Identification of a novel fibroblast growth

factor, FGF-23, preferentially expressed in the ventrolateral thalamic nucleus of the

brain. Biochem Biophys Res Commun 2000 Oct 22; 277(2): 494-8.

47- Sitara, D., Razzaque, M.S., Hesseb, M., Yoganathanc, S., Taguchid, T., Erbenb,

R.G., et al. Homozygous ablation of fibroblast growth factor- 23 results in

hyperphosphatemia and impaired skeletogenesis, and reverses hypophosphatemia in

Phex-deficient mice. Matrix Biol 2004 Nov; 23(7): 421-32.

48- Yoshiko, Y., Wang, H., Minamizaki, T., Ijuin, C.; Yamamoto, R., Suemune, S., et

al. Mineralized tissue cells are a principal source of FGF23. Bone 2007 Jun; 40(6):

1565-73.

49- Riminucci, M., Collins, M. T., Fedarko, N. S., Cherman, N., Corsi, A., White, K. E.,

et al. FGF-23 in fibrous dysplasia of bone and its relationship to renal phosphate

wasting. J Clin Invest 2003 Sep;112(5):683-92.

50- Feng, J.Q., Ward, L.M., Liu, S., Lu, Y., Xie, Y., Yuan, B., et al. Loss of DMP1

causes rickets and osteomalacia and identifies a role for osteocytes in mineral

metabolism. Nat Genet 2006 Nov; 38(11): 1310-5.

51- Liu, S., Zhou, J., Tang, W., Jiang, X., Rowe, D., W., Quarles, L. D. Pathogenic role

of Fgf23 in Hyp mice. Am J Physiol Endocrinol Metab 2006 Jul; 291(1): E38-49.

52- Jonsson, K. B., Zahradnik, R., Larsson, T., White, K. E., Sugimoto, T., Imanishi, Y.,

et al. Fibroblast growth factor 23 in oncogenic osteomalacia and X-linked

hypophosphatemia. N Engl J Med 2003 Apr 24; 348(17): 1656-63.

53- Razzaque, M. S. The FgF23 – Klotho axis: endocrine regulation of phosphate

homeostasis. Nat Rev Endocrinol 2009 Nov; 5(11): 611-9.


26

54- Larsson, T., Marsell, R., Schipani, E., Ohlsson, C., Ljunggren O., Tenenhouse, H.

S., et al. Transgenic mice expressing fibroblast growth factor 23 under the control of

the alpha1(I) collagen promoter exhibit growth retardation, osteomalacia, and

disturbed phosphate homeostasis. Endocrinology 2004 Jul; 145(7): 3087-94.

55- Bai, X., Miao, D., Li, J., Goltzman, D., Karaplis, A. C. Transgenic mice

overexpressing human fibroblast growth factor 23 (R176Q) delineate a putative role

for parathyroid hormone in renal phosphate wasting disorders. Endocrinology 2004

Nov; 145(11): 5269-79.

56- Shimada, T., Mizutani, S., Muto, T., Yoneya, T., Hino, R., Takeda, S., et al.

Cloning and characterization of FGF23 as a causative factor of tumor-induced

osteomalacia. Proc Natl Acad Sci U S A 2001 May 22; 98(11): 6500-5.

57- Shimada, T., Hasegawa, H., Yamazaki, Y., Muto, T., Hino, R., Takeuchi, Y., et al.

FGF-23 is a potent regulator of vitamin D metabolism and phosphate homeostasis. J

Bone Miner Res 2004 Mar; 19(3): 429-35.

58- Sitara, D., Razzaque, M. S., St-Arnaud, R., Huang, W., Taguchi, T., Erben, R. G.,

et al. Genetic ablation of vitamin D activation pathway reverses biochemical and

skeletal anomalies in Fgf-23-null animals. Am J Pathol 2006 Dec; 169(6): 2161-70.

59- Shimada, T., Kakitani, M., Yamazaki, Y., Hasegawa, H., Takeuchi, Y., Fujita, T., et

al. Targeted ablation of Fgf23 demonstrates an essential physiological role of FGF23

in phosphate and vitamin D metabolism. J Clin Invest 2004 Feb; 113(4): 561-8.

60- Liu, S., Quarles, L. D. How fibroblast growth factor 23 works. J Am Soc Nephrol

2007 Jun; 18(6): 1637-47.

61- Miyamoto, K., Ito, M:, Tatsumi, S:, Kuwahata, M:, Segawa, H. New aspect of renal

phosphate reabsorption: the type IIc sodium-dependent phosphate transporter. Am J

Nephrol 2007; 27(5): 503-15.

62- Tsiaras, W. G., Weinstock, M. A. Factors influencing vitamin D status. Acta Derm

Venereol 2011 Mar; 91(2): 115-24.

63- Itoh, N., & Ornitz, D. M. Functional evolutionary history of the mouse Fgf gene

family. Dev Dyn 2008 Jan; 237(1): 18-27.

64- Liu, S., Vierthaler, L., Tang, W., Zhou, J., Quarles, L. D. FGFR3 and FGFR4 do not

mediate renal effects of FGF23. J Am Soc Nephrol. 2008 Dec; 19(12): 2342-50.

65- Yu, X., Ibrahimi, O. A., Goetz, R., Zhang, F., Davis, S. I., Garringer, H. J., et al.

Analysis of the biochemical mechanisms for the endocrine actions of fibroblast growth

factor-23. Endocrinology 2005 Nov; 146(11): 4647-56.

66- Goetz, R., Beenken, A., Ibrahimi, O. A, Kalinina, J., Olsen, S. K., Eliseenkova, A.

V., et al. Molecular insights into the klotho-dependent, endocrine mode of action of


27

fibroblast growth factor 19 subfamily members. Mol Cell Biol 2007 May; 27(9): 3417-

28.

67- Kurosu, H., Yamamoto, M., Clark, J.D., Pastor, J.V., Nande, A., Gurnani, P., et al.

Suppression of aging in mice by the hormone Klotho. Science 2005 Sep 16;

309(5742): 1829-33.

68- Quarles, L. D. Endocrine functions of bone in mineral metabolism regulation. J Clin

Invest 2008 Dec; 118(12): 3820-8.

69- Li, S.-A., Watanabe, M., Yamada, H., Nagai, A., Kinuta, M., Takei, K.

Immunohistochemical localization of Klotho protein in brain, kidney, and reproductive

organs of mice. Cell Struct Funct 2004 Dec; 29(4): 91-9.

70- Kurosu, H., Ogawa, Y., Miyoshi, M., Yamamoto, M., Nandi, A., Rosenblatt, K. P.,

et al. Regulation of fibroblast growth factor-23 signaling by klotho. J Biol Chem 2006

Mar 10; 281(10): 6120-3.

71- Segawa, H., Yamanaka, S., Ohno, Y., Onitsuka, A., Shiozawa, K., Aranami, F., et

al. Correlation between hyperphosphatemia and type II Na-Pi cotransporter activity in

klotho mice. Am J Physiol Renal Physiol 2007 Feb; 292(2): F769-79.

72- Ichikawa, S., Imel, E. A., Kreiter, M. L., Yu, X., Mackenzie, D. S., Sorenson, A. H.,

et al. A homozygous missense mutation in human KLOTHO causes severe tumoral

calcinosis. J Clin Invest 2007 Sep; 117(9): 2684-91.

73- Hesse, M., Frohlich, L.F., Zeitz, U., Lanske, B., Erben, R.G. Ablation of vitamin D

signaling rescues bone, mineral, and glucose homeostasis in Fgf-23 deficient mice.

Matrix Biol 2007 Mar; 26(2): 75-84.

74- Ben-dov, I. Z., Galitzer, H., Lavi-moshayoff, V., Goetz, R., Kuro-o, M.,

Mohammadi, M., et al. The parathyroid is a target organ for FGF23 in rats. J Clin

Invest 2007 Dec; 117(12): 4003-8.

75- Krajisnik, T., Björklund, P., Marsell, R., Ljunggren, O., Akerström, G., Jonsson, K.

B., et al. Fibroblast growth factor-23 regulates parathyroid hormone and 1alpha-

hydroxylase expression in cultured bovine parathyroid cells. J Endocrinol 2007 Oct;

195(1): 125-31.

76- Wang, H., Yoshiko, Y., Yamamoto, R., Minamizaki, T., Kozai, K., Tanne, K., et al.

Overexpression of fibroblast growth Factor 23 suppresses osteoblast differentiation

and matrix mineralization in vitro. J Bone Miner Res 2008 Jun; 23(6): 939-48.

77- Liu, S., Tang, W., Zhou, J., Stubbs, J. R., Luo, Q., Pi, M., et al. Fibroblast growth

factor 23 is a counter-regulatory phosphaturic hormone for vitamin D. J Am Soc

Nephrol 2006 May; 17(5): 1305-15.


28

78- Saito, H., Maeda, A., Ohtomo, S.-I., Hirata, M., Kusano, K., Kato, S., et al.

Circulating FGF-23 is regulated by 1alpha,25-dihydroxyvitamin D3 and phosphorus in

vivo. J Biol Chem 2005 Jan 28; 280(4): 2543-9.

79- Ferrari, S. L., Bonjour, J.-P., & Rizzoli, R. Fibroblast growth factor-23 relationship

to dietary phosphate and renal phosphate handling in healthy young men. J Clin

Endocrinol Metab 2005 Mar; 90(3): 1519-24.

80- Perwad, F., Azam, N., Zhang, M. Y. H., Yamashita, T., Tenenhouse, H. S., Portale,

A. a. Dietary and serum phosphorus regulate fibroblast growth factor 23 expression

and 1,25-dihydroxyvitamin D metabolism in mice. Endocrinology 2005 Dec; 146(12):

5358-64.

81- Burnett, S.-Ann M., Gunawardene, S. C., Bringhurst, F. R., Jüppner, H., Lee, H.,

Finkelstein, J. S. Regulation of C-Terminal and Intact FGF-23 by Dietary Phosphate

in Men and Women. J Bone Miner Res 2006 Aug; 21(8): 1187-96.

82- Weber, T. J., Liu, S., Indridason, O. S., Quarles, L. D. Serum FGF23 levels in

normal and disordered phosphorus homeostasis. J Bone Miner Res 2003 Jul; 18(7):

1227-34.

83- Larsson, T., Nisbeth, U., Ljunggren, O., Jüppner, H., Jonsson, K. B. Circulating

concentration of FGF-23 increases as renal function declines in patients with chronic

kidney disease, but does not change in response to variation in phosphate intake in

healthy volunteers. Kidney Int 2003 Dec; 64(6): 2272-9.

84- Boekel, V.G., Ruinemans-Koerts, J., Joosten, F., Dijkhuizen, P., Sorge, V.A., Boer,

H. Tumor producing fibroblast growth factor 23 localized by two-staged venous

sampling. Eur J Endocrinol 2008 Mar; 158(3): 431-7.

85- Kawata, T., Imanishi, Y., Kobayashi, K., Miki, T., Arnold, A., Inaba, M., et al.

Parathyroid hormone regulates fibroblast growth factor-23 in a mouse model of

primary hyperparathyroidism. J Am Soc Nephrol 2007 Oct; 18(10): 2683-8.

86- Prentice, A., Ceesay, M., Nigdikar, S., Allen, S.J., Pettifor, J.M. FGF23 is elevated

in Gambian children with rickets. Bone 2008 Apr; 42(4): 788-97.

87- Liu, S., Zhou, J., Tang, W., Menard, R., Feng, J. Q., Quarles, L. D. Pathogenic role

of Fgf23 in Dmp1-null mice. Am J Physiol Endocrinol Metab 2008 Aug; 295(2): E254-

61.

88- The HYP Consortium. A gene (PEX) with homologies to endopeptidases is

mutated in patients with X-linked hypophosphatemic rickets. Nat Genet 1995 Oct;

11(2): 130-6.

89- Liu, S., Tang, W., Zhou, J., Vierthaler, L., Quarles, L. D. Distinct roles for intrinsic

osteocyte abnormalities and systemic factors in regulation of FGF23 and bone


29

mineralization in Hyp mice. Am J Physiol Endocrinol Metab 2007 Dec; 293(6): E1636-

44.

90- Yuan, B., Takaiwa, M., Clemens, T. L., Feng, J. Q., Kumar, R., Rowe, P. S., et al.

Aberrant Phex function in osteoblasts and osteocytes alone underlies murine X-linked

hypophosphatemia. J Clin Invest 2008 Feb; 118(2): 722-34.

91- Fisher L.W., Fedarko N.S. Six genes expressed in bones and teeth encode the

current members of the SIBLING family of proteins. Connect Tissue Res 2003; 44

Suppl 1: 33-40.

92- Liu, S., Rowe, P. S. N., Vierthaler, L., Zhou, J., Quarles, L. D. Phosphorylated

acidic serine-aspartate-rich MEPE-associated motif peptide from matrix extracellular

phosphoglycoprotein inhibits phosphate regulating gene with homologies to

endopeptidases on the X-chromosome enzyme activity. J Endocrinol 2007 Jan;

192(1): 261-7.

93- White, K. E., Cabral, J. M., Davis, S. I., Fishburn, T., Evans, W. E., Ichikawa, S., et

al. Mutations that cause osteoglophonic dysplasia define novel roles for FGFR1 in

bone elongation. Am J Hum Genet 2005 Feb; 76(2): 361-7.

94- Brownstein, C. a, Adler, F., Nelson-Williams, C., Iijima, J., Li, P., Imura, A., et al. A

translocation causing increased alpha-klotho level results in hypophosphatemic

rickets and hyperparathyroidism. Proc Natl Acad Sci U S A 2008 Mar 4; 105(9): 3455-

60.

95- Masuyama, R., Stockmans, I., Torrekens, S., Looveren, R. V., Maes, C.,

Carmeliet, P., et al. Vitamin D receptor in chondrocytes promotes osteoclastogenesis

and regulates FGF23 production in osteoblasts. J Clin Invest 2006 Dec; 116(12):

3150-9.

96- Poole, K.E., van Bezooijen, R.L., Loveridge, N., Hamersma, H., Papapoulos, S.E.,

Lowik, C.W., et al. Sclerostin is a delayed secreted product of osteocytes that inhibits

bone formation. FASEB J 2005 Nov; 19(13): 1842-4.

97- Imel, E. A., Peacock, M., Pitukcheewanont, P., Heller, H. J., Ward, L. M., Shulman,

D., et al. Sensitivity of fibroblast growth factor 23 measurements in tumor-induced

osteomalacia. J Clin Endocrinol Metab 2006 Jun;91 (6): 2055-61.

98- Quarles, L. D. Pathophysiology of X-Linked Hypophosphatemia, Tumor-Induced

Osteomalacia, and Autosomal Dominant Hypophosphatemia: a PerPHEXing problem.

J Clin Endocrinol Metab 2001 Feb; 86(2): 494-6.

99- Mechica, J. B. Raquitismo e osteomalacia. Arq Bras Endocrinol Metab 1999; 43/6:

457-466.


30

100- White, K. E., Carn, G., Lorenz-Depiereux, B., Benet-Pages, A., Strom, T. M.,

Econs, M. J. Autosomal-dominant hypophosphatemic rickets (ADHR) mutations

stabilize FGF-23. Kidney Int 2001 Dec; 60(6): 2079-86.

101- Bai, X.-Y., Miao, D., Goltzman, D., Karaplis, A. C. The autosomal dominant

hypophosphatemic rickets R176Q mutation in fibroblast growth factor 23 resists

proteolytic cleavage and enhances in vivo biological potency. J Biol Chem 2003 Mar

14; 278(11): 9843-9.

102- Imel, E. A., Hui, S. L., Econs, M. J. FGF23 concentrations vary with disease status

in Autosomal Dominant Hypophosphatemic Rickets. J Bone Miner Res 2007 Apr;

22(4): 520-6.

103- Lorenz-Depiereux, B. Bastepe, M., Benet-Pagès, A., Amyere, M., Wagenstaller, J:,

Müller-Barth, U.et al. DMP1 mutations in autosomal recessive hypophosphatemia

implicate a bone matrix protein in the regulation of phosphate homeostasis. Nat

Genet 2006 Nov; 38(11): 1248-50.

104- Berndt, T., Craig, T. A., Bowe, A. E., Vassiliadis, J., Reczek, D., Finnegan, R., et

al. Secreted frizzled-related protein 4 is a potent tumor-derived phosphaturic agent. J

Clin Invest 2003 Sep; 112(5): 785-94.

105- Carpenter, T. O., Ellis, B. K., Insogna, K. L., Philbrick, W. M., Sterpka, J.,

Shimkets, R. Fibroblast growth factor 7: an inhibitor of phosphate transport derived

from oncogenic osteomalacia-causing tumors. J Clin Endocrinol Metab 2005 Feb;

90(2): 1012-20.

106- Kobayashi, K., Imanishi, Y., Koshiyama, H.Miyauchi, A:, Wakasa, K., Goto, H., et

al. Expression of FGF23 is correlated with serum phosphate level in isolated fibrous

dysplasia Life Sci 2006 Apr 11; 78(20): 2295-301..

107- Hafner, C., Oers, J. M. M. V., Vogt, T., Landthaler, M., Stoehr, R., Blaszyk, H., et

al. Mosaicism of activating FGFR3 mutations in human skin causes epidermal nevi. J

Clin Invest 2006 Aug; 116(8): 2201-2207.

108- Benet-Pagès, A., Orlik, P., Strom, T. M., Lorenz-Depiereux, B. An FGF23

missense mutation causes familial tumoral calcinosis with hyperphosphatemia. Hum

Mol Genet 2005 Feb 1; 14(3): 385-90.

109- Araya, K., Fukumoto, S., Backenroth, R., Takeuchi, Y., Nakayama, K., Ito, N., et al.

A novel mutation in fibroblast growth factor 23 gene as a cause of tumoral calcinosis.

J Clin Endocrinol Metab 2005 Oct; 90(10): 5523-7.

110- Garringer, H. J., Fisher, C., Larsson, T. E., Davis, S. I., Koller, D. L., Cullen, M. J.,

et al. The role of mutant UDP-N-acetyl-alpha-D-galactosamine-polypeptide N-

acetylgalactosaminyltransferase 3 in regulating serum intact fibroblast growth factor


31

23 and matrix extracellular phosphoglycoprotein in heritable tumoral calcinosis. J Clin

Endocrinol Metab 2006 Oct; 91(10): 4037-42.

111- Gutierrez, O., Isakova, T., Rhee, E., Shah, A., Holmes, J., Collerone, G., et al.

Fibroblast growth factor-23 mitigates hyperphosphatemia but accentuates calcitriol

deficiency in chronic kidney disease. J Am Soc Nephrol 2005 Jul; 16(7): 2205-15.

112- Gutierrez, O.M., Mannstadt, M., Isakova, T., Rauh-Hain, J.A., Tamez, H:, Shah, A.,

et al. Fibroblast growth factor 23 and mortality among patients undergoing

hemodialysis. N Engl J Med 2008 Aug 7; 359(6): 584-92.


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6. Agradecimentos

Ao Doutor Jorge Dores, meu orientador, pela competência com que orientou esta

minha tese, pela disponibilidade e generosidade reveladas, assim como pela sua crítica

sempre tão atempada, como construtiva.

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O OSSO COMO ÓRGÃO ENDÓCRINO - repositorio-aberto.up.pt osso... · que este tecido conjuntivo ... onde desempenha as suas principais funções fisiológicas: ... como o maior órgão