Zinc Supplementation Trial in Pediatric Chronic Kidney Disease: Effects on Circulating FGF-23 and Klotho.

ABSTRACT

Background: Zinc status, its role in bone metabolism and efficacy of deficiency correction has not been well studied in children with chronic kidney disease (CKD). Objectives: The primary objective was to investigate whether 3 months of oral zinc supplementation corrects zinc deficiency in children with CKD who have native or transplanted kidneys. The secondary objective was to compare circulating intact FGF-23 (iFGF-23), c-terminal FGF-23 (cFGF-23), and Klotho between zinc-sufficient and zinc-deficient children with CKD and to assess the relationship between circulating zinc, iFGF-23, cFGF-23, Klotho, bone biomarkers, copper, and phosphate excretion pre-supplementation and post-supplementation of zinc. Methods: Forty-one children (25 male and 16 female, age 12.94 ± 4.13 years) with CKD in native or transplanted kidneys were recruited through 2 pediatric nephrology divisions in Ontario, Canada. Of those, 14 patients (9 native CKD, 5 transplant CKD) with identified zinc deficiency (64% enrollment rate) received zinc citrate supplement for 3 months 10 mg orally once (4-8 years) or twice (9-18 years) daily. Results: Zinc deficiency (plasma concentration < 11.5 µmol/L) was found in 22 patients (53.7%). A linear regression model suggested that zinc concentration reduced by 0.026 µmol/L (P = .04) for every 1-unit of estimated glomerular filtration rate (eGFR) drop. Zinc deficiency status was associated with higher serum iFGF-23; however, this was predominantly determined by the falling GFR. Zinc deficient and sufficient children had similar circulating c-FGF-23 and alpha-Klotho. Normalization of plasma zinc concentration was achieved in 8 (5 native CKD and 3 transplant CKD) out of 14 treated patients rising from 10.04 ± 1.42 to 12.29 ± 3.77 µmol/L (P = .0038). There were no significant changes in other biochemical measures in all treated patients. A statistically significant (P = .0078) rise in c-FGF-23 was observed only in a subgroup of 11 children treated with zinc but not receiving calcitriol. Conclusions: Zinc status is related to kidney function and possibly connected to bone metabolism in patients with CKD. However, it plays a minor role in fine-tuning various metabolic processes. In this exploratory non-randomized study, 3 months supplementation with zinc corrected deficiency in just over half of patients and only modestly affected bone metabolism in asymptomatic CKD patients.

Contexte Le statut du zinc, son rôle dans le métabolisme osseux et l'efficacité de la correction d'une carence n'ont pas encore été bien étudiés chez les enfants atteints d'insuffisance rénale chronique (IRC). Objectifs L'objectif principal était d'examiner si une supplémentation orale en zinc pendant trois mois pouvait corriger une carence chez les enfants atteints d'IRC avec des reins natifs ou transplantés. Les objectifs secondaires étaient de comparer les taux circulants de FGF-23 intact (iFGF-23), de FGF-23 c-terminal (cFGF-23) et de Klotho d'enfants atteints d'IRC et ayant des niveaux corrects ou déficients en zinc, puis d'évaluer la relation entre le zinc circulant, l'iFGF-23, le cFGF-23, le Klotho, les biomarqueurs osseux et l'excrétion de cuivre et de phosphate avant et après la supplémentation en zinc. Méthodologie Un total de 41 enfants (25 garçons et 16 filles, âgés de 12,94 ±4,13 ans) atteints d'IRC avec reins natifs ou transplantés ont été recrutés par deux divisions de néphrologie pédiatrique en Ontario, au Canada. De ceux-ci, 14 patients (9 avec reins natifs; 5 avec reins transplantés) qui présentaient une carence en zinc (taux d'inclusion de 64 %) ont reçu un supplément de citrate de zinc pendant trois mois à raison de 10 mg par voie orale une fois (4 à 8 ans) ou deux fois (9 à 18 ans) par jour. Résultats Une carence en zinc (concentration plasmatique < 11,5 µmol/L) a été constatée chez 22 patients (53,7 %). Un modèle de régression linéaire a suggéré que la concentration de zinc diminue de 0,026 µmol/L (P = 0,04) pour chaque chute d'une unité de DFGe. Le statut de carence en zinc était associé à un taux sérique d'iFGF-23 plus élevé; cependant, cela était principalement déterminé par la baisse du DFG. Tous les enfants, avec ou sans carence en zinc, avaient des taux circulants similaires de c-FGF-23 et d'alpha-Klotho. La normalisation de la concentration plasmatique de zinc a été obtenue chez 8 patients (5 avec reins natifs; 3 avec reins transplantés) sur les 14 qui ont été traités, passant de 10,04 ±1,42 à 12,29 ±3,77 µmol/L (P = 0,003 8). Aucun changement significatif n'a été observé dans les autres mesures biochimiques chez les patients traités. Une augmentation statistiquement significative (P = 0,007 8) du taux de c-FGF-23 a été observée uniquement dans un sous-groupe de 11 enfants traités avec du zinc, mais ne recevant pas de calcitriol. Conclusion: Le statut du zinc est lié à la fonction rénale et peut être lié au métabolisme osseux chez les patients atteints d'IRC. Il joue toutefois un rôle mineur dans le réglage fin de divers processus métaboliques. Dans cet essai exploratoire non randomisé, une supplémentation en zinc pendant trois mois a permis de corriger la carence chez un peu plus de la moitié des patients et n'a eu qu'un effet modeste sur le métabolisme osseux chez les patients asymptomatiques atteints d'IRC.