Ново изследване предлага отговор защо някои хора с диагноза затлъстяване развиват проблеми с дишането.

затлъстяването

Причините, поради които хората със затлъстяване често развиват дихателни проблеми, от задух до потенциално животозастрашаващо състояние, известно като синдром на хиповентилация на затлъстяването (OHS), остава до известна степен загадка.

Този пъзел доведе ендокринолозите от Мичиганската медицина Ерик Бурас, доктор по медицина, доктор по медицина и Tae-Hwa Chun, M.D., Ph.D., за да се събере екип от изследователи за моделиране на свързана със затлъстяването дихателна дисфункция при мишки.

Промени в структурата на диафрагмата

Целта им беше да тестват конкретно дали промени в структурата, движението и силата на диафрагмата са настъпили, когато тези животни са затлъстели.

Изследователите поставиха мишки на диета с високо съдържание на мазнини, при която 45 процента от калоричния им прием идва от мазнини и серийно измерва движението на диафрагмата чрез ултразвук през шестмесечен период.

Тяхната новаторска работа беше представена като основна история в изданието на Diabetes от януари 2019 г. .

„След шестмесечно хранене забелязахме, че движението на диафрагмата при ултразвук е значително намалено при затлъстели мишки в сравнение със слаби мишки, които ядат нормална диета“, казва Бурас, клиничен преподавател в U-M.

За да направи нещата стъпка по-напред, екипът искаше да определи дали тази функционална промяна е в самата диафрагма или просто резултат от забавено движение поради натиск от излишната гръдна и коремна мастна тъкан.

И така, екипът премахна ленти от диафрагмен мускул от мишките и анализира тяхното свиване. За да направят това, те електрически стимулират ленти в богата на йони баня и измерват съкратителна сила с „преобразувател на сила“ или механизъм, който измерва силите на опън и компресия чрез електрическа мощност.

„Бяхме много приятно изненадани да открием по-ниска съкратителна сила в проби от групата на затлъстелите“, казва Бурас. „Това затвърди идеята, че самият диафрагмен мускул е компрометиран, а не просто засегнат от повишено мастна тъкан, инхибираща движението. Това беше много очарователно. "

Следващи стъпки

След това екипът се съсредоточи върху анализирането на анатомията на диафрагмата. Изненадващо, те не наблюдават очевидни разлики във външния вид на мускулните клетки от мишки с високо съдържание на мазнини. Те обаче наблюдават големи включвания на адипоцити или мастни клетки и увеличаване на фиброзата или по-високи отлагания на колаген от нормалните околни мускулни клетки.

Екипът отбеляза, че когато други мускули показват увеличен брой адипоцити и прекомерни отлагания на колаген, те са склонни да имат трудности при свиване. Това обаче традиционно е в контекста на други разстройства, а не поради затлъстяване, по-специално.

Освен това те се фокусираха върху специфичен клетъчен тип, наречен фиброадипогенен предшественик (FAP), за да идентифицират клетъчния източник на тези увеличени мастни клетки и колагени, обграждащи диафрагмата.

„При наблюдение установихме, че FAP, които са стволови клетки в мускулите, са породили всички адипоцити и много клетки, произвеждащи колаген в затлъстелата диафрагма“, казва Бурас. „Освен това видяхме, че затлъстяването активира тези клетки, за да се увеличи бързо, като в крайна сметка диафрагмата стане мастна и фиброзна.“

Buras и неговият екип също установяват, че тромбоспондин-1, протеин, който циркулира в кръвта и се увеличава със затлъстяване, всъщност може да причини пролиферация на FAP, нещо, което никога не е било открито преди.

Бъдещо въздействие

Като цяло изследването на Buras и Chun установи нова рамка за разбиране на дихателната дисфункция, предизвикана от затлъстяването. Той също така подчерта FAP като потенциална цел за подобряване на функционалността на диафрагмата при пациенти със затлъстяване.

Чун дори се надява да се обедини с други експерти от U-M в областта на пулмологията и медицината на съня, за да разработи транслационна клиника за подобряване на диагностиката и лечението на СОЗ, като същевременно използва тази работа като основа.

„Това проучване ни позволи да разберем по-добре въздействието на затлъстяването върху най-важния мускул в тялото, диафрагмата“, казва Бурас. „И докато нашата работа беше само върху животински модел, тя открива нов начин на мислене за свързаната със затлъстяването дихателна дисфункция, която един ден може да бъде приложима за пациенти и потенциално да промени живота.