Системне запалення та порушення функції легенів у хворих із ожирінням пацієнтів із синдромом
Анотація
1. Вступ
Ожиріння - це зростаюча глобальна проблема, яка набула масштабів епідемії [1]. Дослідження в цьому розділі показали позитивний зв’язок між ожирінням та астмою [2]. Втрата ваги у хворих на астму із ожирінням покращила захворюваність та функції легенів [3]; однак механізми, що лежать в основі взаємозв'язку між астмою та ожирінням, неясні. Припускають, що системне запалення низького ступеня, пов’язане з ожирінням, відіграє певну роль.
Метаболічний синдром - це поширений метаболічний розлад, який може бути наслідком зростаючої поширеності ожиріння. Метаболічний синдром - це група кардіометаболічних факторів ризику, що характеризуються абдомінальним ожирінням, інсулінорезистентністю та хронічним системним запаленням [4]. Повідомлено про позитивні асоціації з порушенням функції легенів щодо таких компонентів метаболічного синдрому, як гіпертонія [5], діабет 2 типу [6, 7], холестерин ліпопротеїдів низької щільності [8] та загальне ожиріння [9]. В останніх когортних дослідженнях було показано, що існує також взаємозв'язок між порушеннями функції легенів та метаболічним синдромом [10–12]. Однак усі вищезазначені дослідження включали суб'єктів із надмірною вагою, а також нормальну вагу, і тому не були спеціально націлені на вивчення цих проблем у людей, що страждають ожирінням. Дані про зв'язок між дефіцитом функції легенів та метаболічним синдромом у пацієнтів із ожирінням обмежені.
Механізми, що лежать в основі взаємозв'язку між порушеннями функції легенів та метаболічним синдромом, незрозумілі. Хронічне низькоякісне системне запалення, пов’язане з ожирінням, може пояснити цей взаємозв’язок. Наша гіпотеза полягає в тому, що це низькоякісне системне запалення викликає запалення в легенях і, отже, порушує функцію легенів.
Тому ми провели дослідження, щоб дослідити (1) зв'язок між функцією легенів та метаболічним синдромом у хворих із ожирінням пацієнтів та (2), щоб визначити вплив системного запалення на взаємозв'язок між порушеннями функції легенів та метаболічним синдромом.
2. Методи
2.1. Дослідження населення
Суб'єкти, включені в це дослідження, були послідовними пацієнтами, які передопераційно проходили обстеження для проведення баріатричної хірургії в районі Сінт-Франциск Гастуїс у Роттердамі, Нідерланди, з жовтня 2009 року по травень 2011 року. Критерії прийнятності для проведення баріатричної хірургії становили від 18 до 60 років. років та індекс маси тіла (ІМТ) або ≥40 кг/м2, або ≥35 кг/м2 у поєднанні з наявністю супутньої патології, наприклад, цукрового діабету, гіпертонії або доведеного синдрому обструктивного апное сну (OSAS). Суб'єкти проходили базові фізичні обстеження, які включали рутинну оцінку антропометрії, артеріального тиску, функції легенів та зразків крові.
Зростання та вага вимірювались у легкому одязі та без взуття. Індекс маси тіла розраховували як вагу (у кг), поділену на зріст (у м) у квадраті. Окружність живота вимірювали безпосередньо біля поверхні тіла на половині відстані між нижнім краєм ребра і гребінем клубової кишки.
Опитувальник шкали сонливості Епворта [13] був використаний для оцінки OSAS та опитувальника GERD [14] щодо гастроезофагеальної рефлюксної хвороби (ГЕРХ).
Усі випробувані дали свою поінформовану згоду, і місцевий комітет з питань етики (Toetsingscommissie Wetenschappelijk Onderzoek Rotterdam eo, процес випробувань NL25637.101.08) затвердив протокол дослідження (Нідерландський тестовий реєстр № NTR3204).
2.2. Визначення метаболічного синдрому
Метаболічний синдром був діагностований відповідно до звіту панелі III для лікування дорослих в рамках Національної освітньої програми з холестерину (NCEP ATP-III), коли було ≥3 з наступних 5 факторів ризику: абдомінальне ожиріння, підвищений рівень тригліцеридів у сироватці низька щільність ліпопротеїдів у сироватці крові (HDL-C), високий кров'яний тиск і високий рівень глюкози в сироватці крові або лікування будь-якого з цих станів [4].
2.3. Тести функції легенів
Спірометрію проводили за допомогою спірометра Vmax (Vmax SensorMedics Viasys, Encore type 20/22/229/62 Encore, Cardinal Health, USA) до та після 400 мкг інгаляційного сальбутамолу, з випробуваними в сидячому положенні та затискачами носа на місці. заява Американського торакального товариства/Європейського респіраторного товариства [15]. Всі отримані значення корелювали з ростом, віком та статтю та виражали у відсотках від їх очікуваного значення (посилання ERS 1993). Результати функції легенів є значеннями до бронхолітики, якщо не зазначено спеціально. Оксид азоту з вичерпаним терміном дії (FeNO) вимірювали за допомогою NIOX MINO (Aerocrine, Швеція) і виражали в частках на мільярд (ppb).
2.4. Клінічна хімія
2.5. Статистичний аналіз
Некореговане порівняння проводили між групами, використовуючи тест Стьюдента-Стеста або Хі-квадрат, відповідно, та тест Манна-Уітнітеста для непараметричних (еозинофільних) порівнянь. CRP, IgE, інсулін, ліпопротеїн-α та вітамін B6 зазвичай не розподілялися (стандартна похибка ексцесу та відчуття нижче -3 або вище 3), і тому реєструвались. Одновимірна лінійна регресія була використана для оцінки асоціацій між неперервними змінними. За допомогою лінійного регресійного аналізу було досліджено, який компонент метаболічного синдрому пов'язаний із співвідношенням ОФВ 1/FVC. Змінні, пов'язані зі співвідношенням FEV 1/FVC в одновимірному аналізі при значенні
Таблиця 5: Аналіз одноваріантної регресії взаємозв'язку між компонентами метаболічного синдрому та співвідношенням ОФВ 1/FVC.
3.7. Багаторазовий регресійний аналіз
Після виправлення використання інгаляційних кортикостероїдів та кількості років упаковки ми виявили зв'язок між еозинофілами в крові та співвідношенням ОФВ 1/FVC (прилаштування B -0.113,) (Таблиця 6).
Таблиця 6: Багаторазовий регресійний аналіз співвідношення ОФВ 1/FVC.
4. Обговорення
Це дослідження показує, що пацієнти з ожирінням з метаболічним синдромом мають вищу частку моноцитів та еозинофілів у крові та нижчий коефіцієнт ОФВ 1/FVC, що вказує на обструкцію дихальних шляхів, ніж пацієнти з ожирінням без метаболічного синдрому. Еозинофіли крові (%) у хворих на ожиріння пацієнтів були пов'язані з ОФВ 1/FVC, тоді як моноцити - ні. Після корекції для кількох змінних взаємозв'язок між співвідношенням ОФВ 1/FVC та еозинофілами залишався незмінним. Хоча відмінності невеликі, це посилює гіпотезу про те, що наявність метаболічного синдрому може зіграти певну роль у порушенні функції легенів, викликаючи системне запалення, особливо опосередковане еозинофілами в крові. Якщо це також призводить до довготривалої астми, вона залишається з’ясованою.
Наскільки нам відомо, це перше дослідження щодо функції легенів та метаболічного синдрому в когорті лише хворих із ожирінням пацієнтів. По-друге, в сучасному дослідженні були розглянуті супутні захворювання, пов’язані з ожирінням, такі як OSAS та ГЕРХ. По-третє, ожиріння оцінювали не лише за ІМТ, але й за обсягом живота. Незважаючи на те, що ми очікували, що у всіх наших суб'єктів буде метаболічний синдром, ми виявили 65% поширеність метаболічного синдрому в нашій групі, що відповідає 60% захворюваності на ожиріння в когорті NHANES III [16].
Різні дослідження показали, що ожиріння призводить до помірного зменшення загальної ємності легенів (ТШХ) та більшого зниження залишкової функціональної здатності (ХНН) [17]. Однак нам не вдалося провести вимірювання ТШХ для всіх суб'єктів, щоб виключити обмежувальну модель. Співвідношення ОФВ 1/FVC, як правило, добре підтримується у людей із ожирінням або навіть є підвищеним. Це могло б пояснити високий середній коефіцієнт ОФВ 1/FVC у наших суб'єктів, і тому ми використовували коефіцієнт FEV 1/FVC як безперервну змінну і не використовували прогнозоване значення зменшення на 70%. Крім того, на відміну від ОФВ 1/FVC, на ОФВ 1 впливає ІМТ; тому наша увага зосереджена на співвідношенні FEV 1/FVC.
Поширеність астми, про яку повідомляли самі, була однаковою в обох групах. Ми не проводили тестів на метахолін; тому остаточний діагноз астми часто був неможливим. Оскільки неправильне діагностування астми є актуальною проблемою, також у людей із ожирінням [18], ми почували себе комфортніше, використовуючи об’єктивні параметри замість передбачуваного діагнозу.
Оскільки метаболічний синдром асоціювався із співвідношенням ОФВ 1/FVC при однофакторному аналізі, ми досліджували, які компоненти метаболічного синдрому сприяли цьому взаємозв’язку. Гіпертонія була єдиним компонентом, який суттєво асоціювався з низьким співвідношенням ОФВ 1/FVC після множинного регресійного аналізу. Гіпертонія може мати найсильніший зв’язок із системним запаленням, як пропонують Irace та співавт. [19]. Ми могли б також підтвердити результати Леоне та співавт. [10], що показує, що насправді існує взаємозв'язок між окружністю живота (у см) та співвідношенням ОФВ 1/FVC. Цікаво, що ми виявили кореляцію між відсотком еозинофілів у крові та окружністю живота, де ми не виявили жодної кореляції між відсотком еозинофілів у крові та ІМТ, вказуючи, що головним чином має значення місце жиру. Це говорить про те, що збільшення окружності живота у пацієнтів з метаболічним синдромом викликає відносну еозинофілію.
Ожиріння - це стан хронічного низькоякісного системного запалення. Кількість лейкоцитів вважається маркером системного запалення. У кількох епідеміологічних дослідженнях вже зафіксовано взаємозв'язок між деякими компонентами метаболічного синдрому та лейкоцитами [20, 21]. Кілька досліджень показали підвищений відсоток еозинофілів при ожирінні [22] або метаболічному синдромі [20, 21]. С-реактивний білок (СРБ) є традиційним маркером запалення і добре корелює з ІМТ [23]. Хоча наше дослідження не виявило різниці в CRP між цими двома групами - ми не використовували високочутливі вимірювання CRP - відсоток моноцитів та еозинофілів у крові був вищим у тих, хто мав метаболічний синдром. Наше дослідження припускає, що збільшення кількості або циркулюючих еозинофілів може бути специфічним проявом системного запалення, пов'язаного з метаболічним синдромом.
Залишається питання, чому існує еозинофілія щодо людей, що страждають ожирінням. Традиційно еозинофіли пов’язані з алергічними захворюваннями, астмою та паразитарними інфекціями. Жирова тканина є джерелом адипокінів, які, як вважають, відіграють роль у системному запаленні низького ступеня тяжкості при ожирінні [24]. Лептин - виробляється переважно жировою тканиною - є прозапальним агентом. Лептин у сироватці крові значно підвищений у людей із ожирінням, що корелює з ІМТ [25]; активує еозинофіли [26] та збільшує їх виживання [27]. Рівень лептину в сироватці крові підвищений у дорослих із нормальною вагою з порушенням функції легенів [28]. Еотаксин - це еозинофільно-специфічний хемокін, який підвищений при ожирінні [29]. Адипоцити продукують більше еотаксину, коли стимулюється лептином [30]. Адипонектин плазми - протизапальний гормон - обернено корелює з ІМТ [31]. Співвідношення лептин/адипонектин є маркером інсулінорезистентності [32] та метаболічного синдрому [33]. Таким чином, як лептин, так і, можливо, еотаксин можуть сприяти розвитку еозинофілії щодо людей із ожирінням. На жаль, ми не маємо даних про лептин, адипонектин та еотаксин для подальшої підтримки їх ролі у спостережуваній еозинофілії.
Таким чином, наше дослідження показує, що існує невелика, але статистично значуща різниця між еозинофілами та ОФВ 1/FVC між суб'єктами з метаболічним синдромом або без нього. Після поправки на інші змінні зв’язок між еозинофілами крові та ОФВ 1/FVC залишався. Хоча виявлені нами відмінності були відносно невеликими, ми могли б бути підтверджені гіпотезою про те, що наявність метаболічного синдрому може впливати на порушення функції легенів, викликаючи системне запалення, особливо опосередковане еозинофілами в крові. Потрібні подальші дослідження з чітким діагнозом астми та оцінкою запалення периферичних дихальних шляхів. Більше того, для визначення причинного зв’язку між метаболічним синдромом та порушенням функції легенів необхідні лонгітюдні дослідження у хворих із ожирінням до та після баріатричної операції.
скорочення
| ІМТ: | Індекс маси тіла |
| CRP: | С-реактивний білок |
| ESS: | Сходи сонливості Епворта |
| : | Примусовий потік видиху 25% -75% |
| Фено: | Фракція оксиду азоту з вичерпаним терміном дії |
| : | Форсований об’єм видиху за 1 секунду |
| FVC: | Вимушена життєва здатність |
| ГЕРХ: | Гастроезофагеальна рефлюксна хвороба |
| ЛПВЩ: | Ліпопротеїни високої щільності |
| NCEP-APT III: | Національний звіт про лікування холестерину Національна програма лікування дорослих III |
| ОСАС: | Синдром обструктивного апное сну. |
Конфлікт інтересів
Автори не заявляють конфлікту інтересів.
Подяка
Автори висловлюють подяку пані Сандрі Рейнхарт за редагування статті. Автори вдячні за допомогу усім працівникам респіраторної лабораторії та членам групи з баріатричної хірургії в Сінт-Франциску Гастуї. Це дослідження було підтримано грантами Фонду досліджень та розробок, Департаменту внутрішньої медицини, Сінт-Франциск Гастуїс (Stichting Onderzoek en Ontwikkeling Interne Specialismen Sint Franciscus Gasthuis).