A zsíros makrofágok beszivárgása összefügg az inzulinrezisztenciával és a vaszkuláris endothel diszfunkcióval elhízott alanyokban

Az Evans Orvostudományi és Whitaker Kardiovaszkuláris Intézet részéről (C.M.A., S.B., M.M., M.R.M., J.U., M.G., M.M., N.G.), Boston University University of Medicine, Mass; a Bostoni Orvosi Központ Sebészeti Osztálya (Massachusetts); és a Boston Orvosi Központ Patológiai Osztálya (L. J.), Boston, Massachusetts.

Az Evans Orvostudományi és Whitaker Kardiovaszkuláris Intézet részéről (C.M.A., S.B., M.M., M.R.M., J.U., M.G., M.M., N.G.), Boston University University of Medicine, Mass; a Bostoni Orvosi Központ Sebészeti Osztálya (Massachusetts); és a Bostoni Orvosi Központ Patológiai Osztálya (L. J.), Massachusetts.

Az Evans Orvostudományi és Whitaker Kardiovaszkuláris Intézet részéről (C.M.A., S.B., M.M., M.R.M., J.U., M.G., M.M., N.G.), Bostoni Egyetem Orvostudományi Kar, Mass; a Bostoni Orvosi Központ Sebészeti Osztálya (Massachusetts); és a Boston Orvosi Központ Patológiai Osztálya (L. J.), Boston, Massachusetts.

Az Evans Orvostudományi és Whitaker Kardiovaszkuláris Intézet részéről (C.M.A., S.B., M.M., M.R.M., J.U., M.G., M.M., N.G.), Boston University University of Medicine, Mass; a Bostoni Orvosi Központ Sebészeti Osztálya (Massachusetts); és a Bostoni Orvosi Központ Patológiai Osztálya (L. J.), Massachusetts.

Ön a cikk legfrissebb verzióját nézi. Előző verziók:

Absztrakt

Célkitűzés- Kísérleti tanulmányok azt sugallják, hogy a zsírgyulladás etiológiailag összefügg az elhízás okozta szisztémás betegséggel. Célunk az volt, hogy jellemezzük az elhízott emberek gyulladásának állapotát az erek működésével és az anyagcsere paramétereivel kapcsolatban.

Módszerek és eredmények— Összegyűjtöttük a szubkután hasi zsírt 77 elhízott alanynál (BMI ≥30 kg/m 2), és célzott immunhisztokémiai módszerrel számszerűsítettük a zsíros makrofág populációt. A brachialis artéria értágító funkcióját nagy felbontású vaszkuláris ultrahang segítségével vizsgáltuk. 50 alanyban a gyulladt zsírfenotípus, amelyet a korona-szerű struktúrákban lévő szöveti makrofág-felhalmozódás jellemzett, szisztémás hiperinsulinémiával és inzulinrezisztenciával társult (HOMA-IR 5,5 ± 4,5 versus 2,6 ± 1,9, P= 0,002) és károsodott endothelium-függő áramlás által közvetített értágulat (8,5 ± 4,4% szemben 10,8 ± 3,8%), P 1,2 Bár a tartós immunaktiváció ingere vagy forrása továbbra sem tisztázott, a zsírszövetet egyre inkább felismerik az anyagcsere-aktivitás fontos melegágyának, valamint a metabolikus és érrendszeri diszfunkciókat összehangoló proaterogén és proinflammatorikus adipocitokinek jelentős forrásának. 3,4 Állatkísérletek szerint a zsírszöveti makrofág (ATM) aktivitása funkcionálisan összefonódik a szisztémás betegség mechanizmusaival. 5–7 A kórokozó kapcsolatot farmakogenetikai vizsgálatok támasztják alá, amelyek bizonyítják, hogy az ATM beáramlás gyengülése megváltoztatja a citokintermelést és javítja az inzulinérzékenységet. 8.9 Klinikai szempontból a zsír gyulladásos változásait általában nem vizsgálták emberi betegségekben, és nem vizsgálták funkcionális kardiovaszkuláris rendellenességek összefüggésében sem.

A gyulladásos mechanizmusok kritikus fontosságúak a szív- és érrendszeri betegségek progressziójának minden szakaszában, és ok-okozati szerepet játszanak a vaszkuláris endotheliális diszfunkcióban, amely kritikus korai eseményt jelent az érelmeszesedés és az azt követő szívkoszorúér-betegség (CHD) eseményeiben. 10,11 Ezeket a mechanizmusokat részben támogatja a gyulladásos citokinek helyi és szisztémás felszabadulása, amelyek közvetítik a neutrofilek, a monociták és a T-sejtek aktiválódását, elősegítik a lipidekkel terhelt habsejtek felhalmozódását, gyengítik az érelmeszesedéses plakkok stabilitását és rontják a nitrogén-oxidot ( NO) –közvetített endothelium-függő artériás értágulat. 12.13 Noha az elhízás széles körben összefügg az érrendszeri diatézissel, az artériás funkció jelentős heterogenitása fennáll a zsírfelesleggel rendelkező egyedek között, ami releváns lehet a kardiovaszkuláris kockázat szempontjából. Nem ismert, hogy a zsírraktárak gyulladásának változékonysága mennyiben kapcsolódik a szisztémás vaszkuláris fenotípushoz. A vizsgálat célja az emberi zsír gyulladásának állapota és az elhízott egyének vaszkuláris és metabolikus paramétereinek összefüggése volt.

Mód

Tanulmányi tárgyak

Felvettük egymást követő elhízott férfiakat és nőket, testtömeg-indexükkel (BMI) ≥30 kg/m 2 (32–78 kg/m 2 tartományban), életkoruk ≥18 év, és a Boston Medical Center Táplálkozási és Súlykezelő Központjában részesültünk ellátásban. Ez a nagy volumenű ambuláns központ járóbeteg-átfogó diétás, orvosi, viselkedési vagy műtéti kezeléseket biztosít az életmód módosítása és a fogyás elősegítése érdekében. Azokat a betegeket, akik instabil egészségi állapotban szenvedtek, mint például aktív koszorúér-szindróma, pangásos szívelégtelenség, szisztémás fertőzés, rosszindulatú daganat vagy terhesség, kizárták. Minden alany írásbeli, tájékozott beleegyezést adott, és a tanulmányt a Boston University Medical Center Institutional Review Board jóváhagyta.

Érvizsgálatok

A génexpresszió számszerűsítése valós idejű polimeráz láncreakcióval

Humán alanyok szubkután szöveti biopsziás mintái biztosítják a mintákat a citokin mRNS expressziójának ex vivo elemzéséhez. Röviden, a gyűjtést követően a biopsziás mintákat jéghideg sóoldatba helyeztük, és 15 percen belül a laboratóriumba szállítottuk. A mintákat a látható erek és vérrögök eltávolításával tisztítottuk, RNS-megőrző oldatba (RNSkésőbb, Sigma-Aldrich), és -20 ° C-on tároltuk. A teljes RNS-t izolálták a zsírszövetből az Ambion Inc és a reverz transzkripció útján szintetizált cDNS-en keresztül. SYBR-Green alapú valós idejű PCR-t alkalmaztunk a TNF-a és CD68 mRNS expressziójának elemzésére. Az eredményeket egy endogén háztartási génre hivatkozva elemeztük. A PCR reakciót Applied Biosystems 7500 valós idejű PCR rendszerrel hajtottuk végre.

Antropometriai és anyagcsere mérések

Vaszkuláris és immunhisztokémiai vizsgálatokkal egyidejűleg minden alany esetében feljegyeztük a klinikai jellemzőket, beleértve a vérnyomást, a pulzusszámot, a magasságot, a súlyt, a BMI-t és a derék kerületét. A biokémiai elemzéseket, beleértve a lipideket, glükózt, inzulint, az inzulinrezisztencia homeosztázis modelljének értékelését (HOMA-IR), az éhomi állapotban gyűjtött vérmintákból számszerűsítettük a Boston Medical Center klinikai kémiai laboratóriumai által biztosított standard módszerekkel. A plazma adipocitokin szintjét immunvizsgálati készletek segítségével mértük a TNF-α (Invitrogen); nagy érzékenységű C-reaktív fehérje (CRP; MP Biomedicals); osteopontin (R&D Systems); leptin (ALPCO Diagnostics); MCP-1 (RayBiotech); és nagy molekulatömegű (HMW) adiponektin (Millipore).

Statisztikai analízis

1.ábra. Balra, a CLS + humán szubkután hasi zsír reprezentatív fénymikroszkópos szövettana. A CD68 immunreaktív makrofágok aggregációi (barna színűek) koronaszerű struktúrákba rendeződnek az egyes adipociták körül, mint a zsírszövet lokalizált krónikus gyulladásának jellemzői. Jobb, CLS-zsírszövet makrofág gyűrűk nélkül.

2. ábra. A, Az immunhisztokémiai módszerrel számszerűsített zsírszöveti makrofág sűrűség szignifikánsan magasabb volt a CLS + alanyokban (P

A CLS státus szerint rétegzett klinikai és metabolikus paramétereket az 1. táblázat mutatja. Mint látható, a csoportok között nem volt szignifikáns különbség az adipozitási paraméterekben vagy a plazma lipidekben. Ezekben a súlyosan elhízott alanyokban a metabolikus szindróma magas klinikai prevalenciáját figyeltük meg mind a CLS + (71%), mind a CLS− (67%) csoportokbanP= 0,66). Ezzel szemben a CLS + alanyok szignifikánsan magasabb inzulinszintet mutattak (21 ± 17 versus 11 ± 7 uIU/ml, P= 0,002) és az inzulinrezisztencia HOMA-IR segítségével (5,5 ± 4,5, szemben 2,6 ± 1,9, P= 0,002) a CLS− csoporthoz képest (3. ábra). A statin gyógyszerek, a nem szteroid gyulladáscsökkentők, az ACE-gátlók vagy az angiotenzin receptor blokkolók, a hipoglikémiás szerek vagy a posztmenopauzális állapot alkalmazásában nem volt csoportos különbség (1. táblázat).

1. táblázat: Klinikai és metabolikus paraméterek, CLS státus szerint rétegezve

3. ábra. A zsírszövet CLS státusa szerint rétegzett anyagcsere-paraméterek. A CLS + alanyok szignifikánsan magasabb plazma inzulin koncentrációt mutattak (A; P= 0,002), és az inzulinrezisztencia HOMA-IR-vel (B; P= 0,002) a CLS− csoporthoz képest. Az adatokat átlag ± SE-ként adjuk meg.

Érrendszeri adatok

A teljes populációban a brachialis artéria áramlás által közvetített dilatációja (FMD) 9,3 ± 4,3%, a nitroglicerin által közvetített dilatáció pedig 12,2 ± 4,8% volt. Amint a 4. ábra mutatja, a brachialis artéria FMD szignifikánsan károsodott a CLS + versus CLS− csoportban (8,5 ± 4,4% vs. 10,8 ± 3,8%, ill., P

4. ábra. A brachialis artéria áramlás által közvetített (FMD) dilatáció a zsír CLS státusa szerint rétegezve. A gyulladt zsírfenotípussal (CLS +) rendelkező betegeknél az endothelium-függő brachialis artéria értágulata szignifikánsan rosszabb voltP= 0,02) a CLS− csoporthoz képest. Az adatokat átlag ± SE-ként adjuk meg.

2. táblázat: A vaszkuláris paraméterek a CLS státus szerint rétegezve

Zsírgén expresszió és plazma citokinek

Jelen tanulmányban elsősorban a makrofág markerekre összpontosítottunk, bár a T-sejtek toborzásában részt vevő kemokinek a metabolikus szindróma komponenseihez is kapcsolódnak, ami arra utal, hogy a gyulladásos válasz különféle immunsejt-típusok komplex kölcsönhatását foglalja magában. 36 Vizsgálatunk alapvető eredménye az volt, hogy a BMI-től függetlenül a zsírszövettanban és a génexpresszióban az emberek között feltűnő különbség mutatkozott, ami arra késztette a találgatásokat, hogy az adipozitás bármely adott fokánál a zsírban az immunaktivitás magasabb állapota proaterogénebb profilhoz kapcsolódik. Ebben az összefüggésben további vizsgálatot érdemel, hogy a gyulladásos teher jellemzése milyen mértékben növelheti az elhízott betegek globális kockázatértékelését. Így hihetőnek tartjuk, hogy azok a belső genetikai vagy fiziológiai változások, amelyek az egyéneket súlygyarapodással együtt hajlamosabbá teszik a gyulladásos aktiválódásra, fokozott kardiometabolikus kockázatot jelentenek nekik.

Jelen tanulmányunknak számos korlátja van. Kizárólag elhízott alanyoknál vizsgáltuk a zsírszövettan vizsgálatát, mivel ebben a klinikai vizsgálatban a szövet biztosítása technikailag biztonságosabb és megvalósíthatóbb volt. A jelenlegi megállapítások összevetése a sovány csoporttal lehet a jövőbeli vizsgálat középpontjában. Ezenkívül egyetlen biopsziás helyre támaszkodtunk az alanyok kellemetlenségeinek minimalizálása érdekében, és továbbra is hihető, hogy a több helyszíni mintavétel befolyásolhatta az alanyok kategorizálását. Eredményeink azonban összhangban vannak a korábbi klinikai vizsgálatokkal, amelyek azt mutatják, hogy a kisebb metabolikus diszfunkcióval rendelkező egyéneknél alacsonyabb a gyulladás. A derék-csípő arány értékelése a csípőmérés hiánya miatt nem állt rendelkezésre, bár a derék kerülete mindkét csoportban hasonló volt. A HOMA-t használtuk az in vivo inzulinérzékenység felmérésére, de tudomásul vesszük, hogy ez csak a szisztémás inzulinrezisztencia közelítését jelenti. Végül a plazma adipocitokinekben a hs-CRP-n kívül más csoportkülönbséget nem találtunk. Jelen tanulmányunk nem biztos, hogy képes az ilyen különbségek kimutatására, vagy a plazmakoncentrációk nem tükrözik kellőképpen a helyi szövetbiológiát. 39

Összefoglalva, elhízott alanyok egy csoportjában kimutattuk, hogy a szubkután zsírszövet proinflammatorikus változásai, amelyeket makrofág infiltráció és upregulált citokin expresszió jellemez, szisztémás endothel diszfunkcióval és inzulinrezisztenciával járnak. Ezek a megállapítások azt sugallják, hogy a zsírszövet gyulladása összefüggésbe hozható artériás sérüléssel és elhízott személyek fokozott kardiovaszkuláris kockázatával.

Az eredeti beérkezett 2008. március 17-én; a végleges változatot 2008. június 5-én fogadták el.

A finanszírozás forrásai

Ezt a munkát az Országos Egészségügyi Intézet támogatta Dr. Gokce számára (R01 HL074097 és HL084213).