Резюме

Заден план

Затлъстяването е свързано с повишена маса на лявата камера, независим предиктор за смъртността. В резултат на това разбирането на детерминантите на масата на лявата камера в условията на затлъстяване има както терапевтични, така и прогностични последици. Използвайки сърдечно-съдов магнитен резонанс, нашата цел беше да изясним основните предиктори на лявокамерната маса при пациенти със силно затлъстяване без допълнителни сърдечно-съдови рискови фактори.

Методи

38 затлъстели (ИТМ 37,8 ± 6,9 kg/m 2) и 16 субекта с контрол на нормалното тегло, (BMI 21,7 ± 1,8 kg/m 2), всички без сърдечно-съдови рискови фактори, са подложени на сърдечно-съдов магнитен резонанс за оценка на масата на лявата камера, обемите на лявата камера и висцерална мастна маса. След това масата на лявата камера се сравнява със серумните и антропометричните маркери на затлъстяването, свързани с масата на лявата камера, т.е. височина, възраст, кръвно налягане, обща мастна маса, висцерална мастна маса, чиста маса, серумен лептин и ниво на инсулин на гладно.

Резултати

Както се очаква, затлъстяването е свързано със значително повишена маса на лявата камера (126 ± 27 срещу 90 ± 20 g; p 2 = 0,77).

Заключение

Левокамерната хипертрофична реакция на затлъстяване при липса на допълнителни сърдечно-съдови рискови фактори се дължи главно на увеличаване на чистата телесна маса, обемния инсулт на ЛН и висцералната мастна маса. С оглед на добре документираната връзка между затлъстяването, хипертрофията на лявата камера и смъртността, тези находки имат потенциално важни прогностични и терапевтични последици за първична и вторична профилактика.

Заден план

Хипертрофия на лявата камера е една от характерните сърдечни адаптации към затлъстяването. [1–3] Тъй като сега има все по-голям брой литература, която демонстрира силна връзка между хипертрофия на лявата камера и смъртност от всички причини, [4–6] и предвид нарастващото разпространение на затлъстяването и факта, че затлъстяването е свързано с повишен риск от смърт [7], разбирането на начините, по които затлъстяването модулира сърдечно-съдовия риск е от нарастващо клинично значение. Освен това, идентифицирането на детерминантите на масата на лявата камера при затлъстяване има потенциално важни последици за прогнозата и терапевтичната интервенция, насочена към първична и вторична профилактика.

Механизмите, залегнали в основата на хипертрофията на лявата камера, са във фокуса на много изследвания и големи проучвания, базирани на популация, показват, че множество клинични параметри са свързани с масата на лявата камера, като възраст, систолично кръвно налягане, размер на тялото, както и висцерална и свободна мастна маса [8] Въпреки това, повечето от тези проучвания разчитат на ехокардиография, трудна техника при затлъстяване поради натрупване на гръдни мазнини, ограничаващи акустичните прозорци. В допълнение към това, по-голямата част от предишни проучвания са изследвали лица със свързани със затлъстяването съпътстващи заболявания на хипертония, диабет и хиперхолестеролемия, фактори, за които е известно, че оказват независим ефект върху сърдечно-съдовата система.

Известно е, че излишната мастна маса, свързана със затлъстяването, увеличава метаболитното търсене и по този начин както сърдечният обем, така и общият обем на кръвта са повишени при затлъстяване. Тези промени в кръвообращението причиняват левокамерна геометрична реконструкция под формата на дилатация на кухината, структурна промяна, която обикновено се наблюдава при затлъстяване, което след това се смята, че води до компенсаторен хипертрофичен отговор на лявата камера в отговор на повишен стрес на стената. [1, 9–11]

В допълнение към това, напредъкът в разбирането на хормоналните промени при затлъстяването подчерта няколко алтернативни механизма. Известно е, че повишеното висцерално и подкожно затлъстяване причинява по-високи нива на серумен лептин, отличителен белег на човешкото затлъстяване, и хиперинсулинемия, като и двете са свързани с камерна хипертрофия при хора и при животински модели. [12–15]

Или целта беше да се идентифицират детерминантите на масата на лявата камера в популация от иначе здрави субекти със затлъстяване, без идентифицируеми сърдечно-съдови рискови фактори и съпътстваща заболеваемост. За да постигнем това, използвахме сърдечно-съдов магнитен резонанс (CMR), който дава точна и възпроизводима оценка на масата на лявата камера, независимо от количеството мастна тъкан в гръдната стена, [16] и свърза тези мерки с възрастта, височината, телесната повърхност площ, висцерална мастна маса, обща мастна маса, чиста телесна маса, лептин, инсулин, С-реактивен протеин, краен диастоличен обем, ударен обем и възходящ размер на аортата и разтегливост, като всички те са предложени като независими предиктори на лявата камера маса. [8, 14, 17]

Методи

Кохота за етика и учене

Изследването е одобрено от местната комисия по етика и е получено информирано писмено съгласие от всеки пациент.

В това проучване в проучването бяха включени тридесет и осем здрави субекти със затлъстяване (ИТМ> 30 kg/m 2, 9 мъже, 29 жени) и шестнадесет пациенти с нормално тегло (BMI 18.5 - 24.9 kg/m 2 5 мъже, 11 жени). За да се предотврати признаването на етническа принадлежност, всички вербувани субекти бяха кавказки. Всички субекти са изследвани за наличие на идентифицируеми сърдечни рискови фактори и са изключени, ако са имали анамнеза за сърдечно-съдови заболявания, хипертония, диабет, настоящо пушене или употреба на сърдечни лекарства. Всички субекти са имали нормална електрокардиограма с 12 олово и са били нормални по време на сканиране (средно за три мерки за легнало положение, взети в рамките на 10 минути), без исторически данни за хипертония. Субектите са били изключени, ако са имали или повишено ниво на глюкоза на гладно (≥ 6,7 mmol) или общо ниво на холестерол на гладно ≥ 6,5 mmol, анамнеза за коронарна артериална болест или сърдечна болка в гърдите или клапна сърдечна болест. Всички пациенти са изключени, ако са имали клинични или исторически доказателства за обструктивна сънна апнея. Всички субекти бяха ограничени до три тридесет минутни сесии с упражнения за отделяне на пот на седмица и бяха изключени, ако физическата активност надвишава това ниво.

Кръвни тестове

Кръвните тестове на гладно за глюкоза, холестерол, лептин и инсулин бяха взети в деня на сканирането. Пациентите бяха помолени да гладуват поне 8 часа. Изчислена е оценка на инсулиновата резистентност, като се използва уравнението HOMA-IR (инсулин на гладно (μU/ml) × глюкоза на гладно (mmol/l)]/22,5) [18, 19].

Анализ на състава на тялото

Образи на сърцето и аортата

Всички CMR сканирания за оценка на лявокамерната маса, обеми, фракция на изтласкване и разтегливост на аортата са извършени на 1,5 Tesla MR система (Siemens Medical Solutions, Erlangen, Германия), както е описано по-горе. [23] Всички образи са били сърдечно затворени с прекардиална четириоловна ЕКГ и са придобити по време на дишане в края на издишването. Сърдечните киноизображения са получени при използване на последователност в стабилно състояние на свободна прецесия (SSFP) с време на ехо (TE) от 1,5 ms, време за повторение (TR) от 3,0 ms, времева разделителна способност 47,84 ms и ъгъл на обръщане от 60 °. След локализационни изображения е получен SSFP кинескоп на съседни изображения с къса ос с дебелина на среза 7 mm и междинна междина 3 mm, както беше описано по-рано. [24–26] Възходящата аортна разтегливост се определя от кинозображения, направени на нивото на белодробната артерия, както е описано по-рано. [25] Индексите на аортната функция бяха оценени с помощта на 25 кадрова ретрогирана SSFP кинова последователност със следните параметри: TR 42 ms, TE 1,4 ms, FOVread 380 mm, в равнинна разделителна способност 1,97 mm, дебелина на среза 7 mm.

Висцерална мастна маса

Единично задържане, съседни 5 среза, T1 претеглена Turbo Spin Echo последователност, центрирана около тялото на гръбначния стълб на L5 (турбо фактор 5, време на ехо TE 12 ms, TR 200 ms, дебелина на среза 10 mm) беше модифицирана, така че последователността да служи за потискане предимно водния сигнал [27]. След това напречните филийки бяха контурирани ръчно, за да се осигури висцерален обем мазнини.

Анализ на данни

Статистически анализ

Всички статистически анализи бяха извършени с помощта на статистически софтуер SPSS (версия 15.0; SPSS Inc., Чикаго, Илинойс, САЩ). Данните са изразени като средни стойности ± SD, освен ако не е посочено друго. Всички непрекъснати променливи бяха нормално разпределени. Различията между групите се оценяват чрез несдвоен t тест на Student. Групите с наднормено тегло и нормално тегло се съчетават като групи, а не като двойки. Стойност на вероятността от p

Резултати

Характеристики на изходната група

Нормалните контроли и пациентите със затлъстяване бяха добре съчетани по възраст, височина, систолично кръвно налягане, диастолично кръвно налягане, глюкоза на гладно и общ холестерол на гладно, без значителни разлики между индивидите със затлъстяване и нормалното тегло. Съотношението на талията в тазобедрената става, общата мастна маса, висцералната мастна маса и слабата маса са всички по-високи в групата със затлъстяване (Таблица 1 и 2, Фигура 1). Серумният лептин е над 9 пъти по-висок в групата със затлъстяване. Инсулинът на гладно и HOMA-IR също бяха по-високи в кохортата със затлъстяване, като средната стойност все още беше в диапазона, чувствителен към инсулина. Нивата на С-реактивния протеин са се увеличили повече от 10 пъти в групата със затлъстяване (Таблици 1 и 2).

лявата

Изображения на висцерална мастна маса от A) Затлъстяване (ИТМ 37,3 kg/m 2 ) и Б) Тема с нормално тегло (ИТМ 19,5 kg/m 2 ).

Характеристики на лявата камера и аортата

Левокамерната маса и крайният диастоличен обем са по-големи в групата със затлъстяване в сравнение с групата с нормално тегло. Крайният систоличен обем, ударният обем и сърдечният обем също са били повишени при затлъстяване. Фракцията на изтласкване на лявата камера е подобна при пациенти с нормално тегло и затлъстяване (Таблица 3). Разтегливостта на аортата във възходящата аорта е подобна в нормалната и затлъстелата група (4,56 ± 2,0 срещу 4,63 ± 2,0 mmHg -1 × 10 -3, p = 0,90)

Връзка между серумни маркери на затлъстяването и маса на лявата камера

Асоциациите на отделните серумни маркери на затлъстяването с маса на лявата камера се определят, като се използва проста линейна регресия, като масата на лявата камера като зависима променлива. Както лептинът, така и инсулинът имат значителна положителна връзка с масата на лявата камера. С-реактивният протеин и нивото на серумна глюкоза на гладно не са свързани с масата на лявата камера.

Връзка между антропометрични данни и маса на лявата камера

При обикновена линейна регресия, общата мастна маса, висцералната мастна маса, чистата маса, съотношението на тазобедрената става и ИТМ показват значителна положителна връзка с масата на лявата камера. В допълнение към това както височината, така и възрастта са имали положителни връзки с масата на лявата камера. В тази нормална кохорта нито систолното, нито диастолното кръвно налягане са свързани с масата на лявата камера (Таблица 4).

Връзка между функцията на лявата камера, аортната функция и масата на лявата камера

При проста линейна регресия, крайният диастоличен обем на лявата камера, крайният систоличен обем, ударният обем и сърдечният обем са свързани с масата на лявата камера. Нито фракцията на изтласкване на лявата камера, нито възходящата аортна разтегливост не са свързани с масата на лявата камера (Таблица 4)

Независими предиктори на лявокамерната маса

За да се оценят основните детерминанти на масата на лявата камера, беше извършен поетапен многократен линеен регресионен анализ на всички данни. Мултивариантният модел се състои от маса на лявата камера като зависима променлива и от независими променливи, които имат най-значими връзки с масата на лявата камера при простия линеен регресионен анализ (висцерална мастна маса, обща мастна маса, чиста телесна маса, височина, възраст, инсулин и ударен обем, ИТМ). Многовариантният анализ на лявокамерната маса разкрива чиста телесна маса (β = 0,51, p 2 = 0,77, фигура 2).

Корелации на Пиърсън за независими предиктори на лявокамерна маса.

Дискусия

В това проучване ние сме първата група, която използва CMR за изследване на детерминантите на масата на лявата камера при тежко затлъстяване без допълнителна съпътстваща заболеваемост и без други идентифицируеми сърдечно-съдови рискови фактори. В съгласие с предишни проучвания отново показахме, че затлъстяването е свързано с повишена маса на лявата камера, дилатация на кухината и увеличен сърдечен обем. [1] Като нова констатация ние демонстрираме, че чистата телесна маса, висцералната мастна маса и ударният обем са независими предиктори на абсолютната маса на лявата камера в тази кохорта.

Различните детерминанти на хипертрофия на лявата камера в общата популация са били обект на множество изследователски проучвания, но нито едно проучване до момента не е изследвало затлъстяването без препятствията на свързаните със затлъстяването коморбидити. Такива проучвания подчертават възрастта, височината, системната артериална хипертония и размера на тялото като основни предиктори на левокамерната хипертофия. [8, 28] В условията на затлъстяване, придружено от съпътстващи заболявания, инсулиновата резистентност, коремното затлъстяване, системната артериална хипертония и чистата маса са показани преди това като основни предиктори на лявокамерната маса. [29–31] С цел да се разграничат ефектите от затлъстяването сами по себе си от съпътстващите заболявания на затлъстяването, за които е известно, че оказват независим ефект върху миокарда, сега изследвахме затлъстели лица без хипертония или патологична инсулинова резистентност.

Маса на постно тяло

Установен е ефектът от увеличената чиста телесна маса, представляваща цялата немастна тъкан, при определяне на масата на лявата камера при затлъстела популация със съпътстващи заболявания, като чистата маса е по-свързана с масата на лявата камера, отколкото общата мастна маса. [8, 31] Тук за първи път показваме, че основният определящ фактор за масата на лявата камера при затлъстела популация без допълнителни сърдечно-съдови рискови фактори и съпътстваща заболеваемост също е чистата телесна маса. Това би могло да се обясни с факта, че увеличеният размер на тялото, в резултат на увеличената мастна маса, би се очаквал да доведе до свързано увеличаване на скелетната мускулна маса, за да компенсира допълнителното физическо търсене на увеличеното тегло. Тъй като чистата маса е отговорна за по-голямата част от метаболитната активност на тялото и е една от основните детерминанти на сърдечния дебит, силната връзка между увеличената маса на лявата камера и увеличената чиста маса не е изненадващо.

В допълнение към това, както масата на лявата камера, така и чистата телесна маса също се очаква да варират в зависимост от вътрешните различия в размера на тялото, т.е. височина. За да се отчете тази вариация в чистата маса, която се случва с присъщи разлики в размера на тялото, което не е свързано с повишен сърдечно-съдов риск, ние изследвахме връзката между чистата телесна маса, индексирана на височина, и масата на лявата камера. Интересното е, че когато чистата маса беше индексирана по височина, връзката с масата на лявата камера остава толкова силна, колкото тази с абсолютната чиста телесна маса (Таблица 4). Това предполага не само, че увеличената чиста маса, която се наблюдава тук, не се дължи на присъщи разлики в размера на тялото, но също така, че увеличената маса на лявата камера, наблюдавана тук, е по-вероятно свързана с увеличаване на чистата маса, което се случва вторично вследствие на затлъстяването.

Висцерална мастна маса

Висцералната мастна тъкан е положително корелирана с масата на лявата камера при нормотензивни пациенти със затлъстяване и мастната тъкан е един от основните източници на хормоналните фактори, увеличаващи масата на лявата камера чрез нехемодинамични механизми. [32]

Сила на удара

Показано е, че ударният обем на лявата камера е основен определящ фактор за масата на лявата камера при различни групи пациенти, включително хипертоници и пациенти с наднормено тегло [35, 36]. В това проучване показахме, че ударният обем е силен предиктор за лявокамерната маса при индивиди със затлъстяване без свързана хипертония. Смята се, че хипертрофичният отговор на лявата камера при затлъстяване е поне отчасти вторичен по отношение на увеличения стрес на стената, наложен от дилатацията на кухината и увеличаването на ударния обем. [10, 11] Тук показахме, че както крайният диастоличен обем, така и ударният обем са силно свързани с масата на лявата камера при проста линейна регресия и че ударният обем е независим предиктор за масата на лявата камера при тази група пациенти. Въпреки това, като се има предвид факта, че в условията на ексцентрична хипертрофия, моделът, наблюдаван тук при затлъстяване, увеличеният краен диастоличен обем е неумолимо свързан с увеличената маса на лявата камера, става изненадващо, че тъй като ударният обем се определя от крайния диастоличен обем, самият ударен обем е основен определящ фактор за масата на лявата камера.

Хормонални и възпалителни промени

Това проучване потвърждава предишните констатации, демонстриращи положителни корелации между серумен маркер на затлъстяването, т.е. лептин и инсулин и промени в масата на лявата камера. [12–15] Въпреки това, въпреки че и двата хормона са добре известни, че причиняват хипертрофия на лявата камера, нито един от независимите предиктори на масата на лявата камера в модел на множествена регресия. Това най-вероятно се обяснява със значително по-големите ефекти на висцералната мастна маса, ударния обем и чистата телесна маса върху лявата камера.

В това проучване върху прост линеен регресионен анализ отново е налице статистически значима връзка между серумна глюкоза на гладно и маса на лявата камера. Това може да се обясни с връзката между повишената серумна глюкоза на гладно и повишения серумен инсулин, което е свързано с повишена маса на лявата камера и в това проучване е свързано с повишена маса на лявата камера в това проучване. Интересното е, че въпреки документираната връзка между повишения CRP и масата на лявата камера, в това проучване няма значителна корелация между тези две променливи. Неотдавнашно проучване на Mehta et al очертава, че въпреки че LVH е свързано с възпалително състояние, което се отразява в повишените нива на CRP [37], изглежда, че тази връзка се медиира от съпътстващи състояния, включително хипертония, която липсваше в нашата кохорта.

Ограничения

Тълкуването на многовариантния анализ с множество независими променливи трябва да бъде направено така в контекста на относително малкия характер на това изследване.

Заключение

Затлъстяването е свързано с повишена смъртност. Механизмите зад това са слабо разбрани, но могат да бъдат свързани с повишена маса на лявата камера, която е независимо свързана със смъртността. В резултат на това идентифицирането на детерминантите на масата на лявата камера при затлъстяване има отражение върху прогнозата и терапевтичната интервенция, насочена към намаляване на смъртността. Ние показахме, че чистата телесна маса, висцералната мастна маса и ударният обем имат статистически значима независима връзка с масата на лявата камера и заедно представляват над 75% от дисперсията в това проучване. Това предполага, че и трите фактора играят важна роля в определянето на масата на лявата камера при затлъстяване, неусложнено от съпътстващите заболявания.

Съкращения

Индекс на телесна маса

Оценка на модела на хомеостазата: Инсулинова резистентност