ISSN 2412-4036 (print)
ISSN 2713-1823 (online)

Metabolically healthy obesity - focus on endothelium and inflammation

C.G. Shul'kina, E.N. Smirnova

E.A. Vagner Perm State Medical University. Perm
The aim of the study was to evaluate the relationship of adipokines with markers of subclinical inflammation and endothelial dysfunction in patients with metabolic healthy obesity (MHO). Material and methods: our study included 50 persons aged of 25−50 years with obesity in the absence of metabolic disorders (IDF criteria, 2005, marked as MHO), the control group consisted of 50 healthy respondents without obesity. We investigated clinical and biochemical parameters, HOMA-IR index, levels of leptin, resistin, adiponectin, CRP-hs, TNFα, IL6, VEGF, endothelin-1 (ET-1), von Willebrand factor (VWF) in patients under study. Results: in MHO patients, independently of NOMA-IR index, there was an increase of leptin, resistin, VEGF, and IL6 levels. The concentration of CRP-hs and TNF-α was increased in MHO group with HOMA-IR ≥2.7 was increased. Systolic blood pressure correlated with leptin level (r=0,43, p<0,05), TNF-α (r=0,44; p<0,05) and IL6 (r=0,33; p<0,05); diastolic blood pressure - with leptin level (r=0,35, p<0,05). Links between high density lipoproteins and leptin (r=-0,55 and r=-0,60; p<0,01), resistin (r=0,32; p<0,05 and r=0,60; p<0,01) and VEGF (r=-0,70, p<0,01) were established. The VEGF level correlated with HOMA-IR (r=0,62; p<0,01), leptin (r=0,29; p<0,05), resistin (r=0,70; p<0,01), IL6 (r=0,74, p<0,01) and ET-1 (r=0,29; p<0,05). Conclusion: Obese patients without metabolic disorders, having normotension and normal insulin sensitivity, are less influenced to adverse cardiovascular risks due to less expressed hormonal and inflammatory activation of adipose tissue and, as a result, less pronounced endothelial dysfunction. While insulin resistance develops, cardiovascular risk increases due to activation of subclinical inflammation and angiogenic endothelial dysfunction.

Keywords

obesity
adipokines
cytokines
endothelium

ВВЕДЕНИЕ

Последнее десятилетие характеризуется неуклонным ростом неинфекционных заболеваний, и в первую очередь ожирения: по данным исследования ЭССЕ-РФ (2013), около четверти населения России в возрасте 35−44 лет имеют ожирение [1]. В настоящее время установлены различные фенотипы ожирения, но наибольшее обсуждение вызывает метаболически здоровый фенотип − метаболически здоровое ожирение (МЗО), состояние, характеризующееся низким кардиометаболическим риском. Данные о распространенности МЗО весьма разнообразны и зависят от выбранных критериев диагностики и, по данным разных исследователей, могут составлять от 12 до 45% в популяции [2]. Исследования, касающиеся МЗО, в основном направлены на изучение распространенности в зависимости от выбранного критерия диагностики и прогнозирование сердечно-сосудистого риска [3, 4]. Работы, посвященные особенностям адипокинового статуса, системного воспаления и дисфункции эндотелия внутри группы МЗО, единичны, а их результаты противоречивы [2, 5].

Цель исследования − изучить взаимосвязь адипокинов с маркерами субклинического воспаления и эндотелиальной дисфункции (ЭД) у больных метаболически здоровым ожирением.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Было обследовано 50 человек в возрасте 25−50 лет (женщин 65%) с ожирением без метаболических нарушений (критерии IDF, 2005) и АГ (Европейские рекомендации по АГ, 2013) – группа МЗО. Согласно национальным рекомендациям по диагностике ожирения и нарушений углеводного обмена [3, 6], группа МЗО была разделена на подгруппы в зависимости от степени инсулинорезистентности (ИР) по уровню НОМА-IR. 1 подгруппа МЗО с НОМА-IR <2,7 (n=35), 2-я подгруппа МЗО с НОМА-IR ≥2,7 (n=15). Группу сравнения составили 50 здоровых респондентов с индексом массы тела (ИМТ) <25 кг/ м². Критерии невключения: эндокринные формы ожирения, ассоциированные с ожирением заболевания и состояния. Всем пациентам проводили клинико-лабораторное обследование согласно медико-экономическим стандартам. Концентрацию биомаркеров в сыворотке крови исследовали иммуноферментным методом (ИФА) используя наборы реагентов: лептин − DBC (Канада), инсулин − ELISA Monobind Inc (Германия), резистин и адипонектин – BioVender (Чехия), эндотелин-1 (ЭТ-1) Biomedica ENDOTELIN (1-21) (Германия), С-реактивный белок (CRP-hs), васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF), фактор некроза опухоли α (TNFα), интерлейкин 6 (IL6) − ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск, Россия). Фактор Виллебранда (ФВ) определяли в плазме крови набором TECHNOZYM vWF:Ag ELISA (Австрия), индекс инсулинорезистентности (HOMA-IR) рассчитывался в малой модели гомеостаза.

При статистической обработке данных использовали программу Statistica 10.0. Оценивая данные с нормальным распределением, использовали среднюю величину (М) и стандартное отклонение (SD); t-критерий Стьюдента. Данные с ненормальным распределением представлены в виде медианы (Ме) и интерквартильного интервала [25; 75]. Для множественного сравнения между группами использовался критерий Краскела−Уоллиса, попарные сравнения в этом же модуле с помощью критерия Манна−Уитни. Различия между выборками считали достоверными при значении р <0,05. Связь признаков оценивали при помощи регрессионного анализа с определением коэффициента ранговой корреляции Спирмена.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Средний возраст обследованных составил 44,8±7,7 года, средний ИМТ 36,0±5,5 кг/м². Систолическое артериальное давление (САД) и диастолическое артериальное давление (ДАД) не имели различий с группой контроля (САД 125±7,4 и 125±5,1 мм рт.ст., ДАД 74±8,5 и 74,1±4,3 мм рт. ст.; р=0,9). В подгруппе МЗО с НОМА-IR ≥2,7 уровень ДАД был достоверно выше, чем в подгруппе с НОМА-IR <2,7 (71,6±8,1 и 79,1±6,6 мм рт.ст.; р=0,02). Анализ метаболических параметров не выявил достоверных различий между группой МЗО и контролем. Обращает внимание, что в подгруппе МЗО с НОМА-IR ≥2,7 при отсутствии критериев метаболического синдрома (МС) уровни постпрандиальной гликемии (5,3±1,1 и 4,8±1,0 ммоль/л; р <0,05), ХС ЛПНП (1,3±0,2 и 1,6±0,1 ммоль/л; р <0,05), ТГ (1,4±0,5 и 1,0±0,5 ммоль/л; р <0,05) и мочевой кислоты (300±43,1 и 226,2±36,8 мкмоль/л; р <0,05) были достоверно выше, чем у здоровых лиц.

В группе МЗО снижение ХС ЛПВП ассоциировалось с повышением уровня гликемии натощак (r=−0,68; р <0,01), уровень САД имел прямую связь с ТГ (r=0,37; р <0,05). Данная тенденция прослеживалась в обеих подгруппах МЗО, однако в подгруппе с НОМА-IR ≥2,7 эта связь была статистически сильнее (r=−0,71 и r=0,57 соответственно; р <0,01).

Исследование гормональной активности жировой ткани не выявило различий уровня лептина между подгруппами МЗО, тогда как уровень адипонектина был ниже в подгруппе с НОМА-IR ≥2,7 как относительно группы контроля, так и подгруппы МЗО с HOMA-IR <2,7 (табл. 1).

Уровень резистина в группе МЗО был выше, чем в группе контроля (3,4 [2,5; 3,9] и 2,2 [1,7; 2,8] нг/мл; р <0,05). Проведенный анализ выявил достоверное повышение уровня резистина в подгруппе с НОМА ≥2,7 в сравнении с контролем, тогда как в подгруппе с нормальной ИР отмечалась лишь тенденция к повышению концентрации маркера (рис. 1).

В группе МЗО установлена связь лептина и резистина с НОМА-IR (r=0,40; р <0,05 и r=0,62; р=0,001), лептина с уровнем САД (r=0,43, p <0,05) и ДАД (r=0,35, p <0,05).

Исследование провоспалительного статуса и маркеров ЭД в группах не выявило различий значений ФВ и ЭТ-1 между группами. Уровни CRP-hs и TNF-α в группе МЗО с НОМА-IR ≥2,7 превышали значения в контрольной группе (табл. 2).

Уровень IL6 в группе МЗО был выше, чем в группе контроля независимо от уровня НОМА-IR. Следует подчеркнуть, что с повышением ИР уровень IL6 увеличивался (рис. 2).

В группе МЗО содержание TNF-α и IL6 было связано с уровнем САД (r=0,44 и r=0,33; p <0,05), ХС ЛПВП (r=−0,55 и r=−0,60; р <0,01) и резистином (r=0,32; р <0,05 и r=0,60; p <0,01). Значения IL6 и CRP-hs имели связи с ХС ЛПНП (r=0,33, p <0,05 и r=0,70; p <0,01) и ТГ (r=0,29 и r=0,36; p <0,05), уровень CRP-hs коррелировал с резистином (r=0,33; р <0,05). Следует отметить, что достоверная отрицательная связь в подгруппе МЗО с НОМА <2,7 была получена между IL6 и ХС ЛПВП (r=−0,45; р <0,05).

Уровень VEGF в группе МЗО был выше, чем в группе контроля независимо от уровня НОМА-IR. Необходимо подчеркнуть, что с повышением ИР уровень VEGF увеличивался (рис. 3).

Получены ассоциации содержания VEGF с НОМА-IR (r=0,62; p <0,01), уровнем ХС ЛПВП (r=−0,70, p <0,01), лептина (r=0,29; р <0,05), резистина (r=0,70; p <0,01), IL6 (r=0,74, p <0,01) и ЭТ-1 (r=0,29; р <0,05). В подгруппе МЗО с НОМА <2,7 уровень VEGF коррелировал с НОМА-IR (r=0,42; p <0,05), ХС ЛПВП (r=−0,29; p <0,05), IL6 (r=0,34, p <0,05) и резистином (r=0,40; p <0,05).

ОБСУЖДЕНИЕ

В экспериментальных исследованиях последних лет было доказано наличие хронического субклинического воспаления в жировой ткани и его роль в формировании многих патологических процессов при ожирении. Известно, что до 40% всех клеток висцеральной жировой ткани могут составлять макрофаги. Макрофагальные цитокины индуцируют в адипоцитах воспалительные сдвиги, что запускает синтез цитокинов уже самими адипоцитами [7]. Известно, что резистин, так же как и TNF-α и IL6, в большей степени продуцируются клетками бурой жировой ткани, а его метаболическое действие проявляется снижением чувствительности к инсулину в периферических тканях и развитию атеросклероза [8]. Установлено, что TNF-α и IL6 дополнительно стимулируют синтез резистина [7, 8]. Таким образом, полученные взаимосвязи маркеров воспаления TNF-α и IL6 с резистином, уровнем САД, показателями липидного спектра в группе МЗО со сниженной чувствительностью к инсулину свидетельствуют об инициации механизмов, способствующих формированию атеросклероза и АГ. Прогрессирование этих событий косвенно подтверждают сопровождающие эти процессы снижения уровня адипонектина и ХС ЛПВП. В подгруппе с сохраненной чувствительностью к инсулину повышенные значения IL6 в отсутствие роста уровней CRP-hs и TNF-α можно объяснить тем, что в начальной стадии ожирения синтез IL6 способствует поддержанию необходимого количества противовоспалительных макрофагов в жировой ткани, что контролирует и ограничивает воспалительный процесс [9]. В нашем исследовании при прогрессировании ИР активация цитокинового ответа характеризовалась повышением CRP-hs, TNF-α, которые имели связи с ДАД и резистином, при этом показатели липидного обмена оставались в оптимальном диапазоне. Известно, что ИР способствует развитию ЭД [10]. Увеличение объема жировой ткани сопровождается ростом сосудистой сети; одним из факторов, ответственных за ангиогенез, является VEGF [11]. Этот факт объясняет полученную связь VEGF с адипокинами и индексом ИР в нашем исследовании. Доказано увеличение синтеза VEGF у больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями, что позволяет ряду авторов рассматривать его как маркер неблагоприятных событий [12, 13]; полученная ассоциация VEGF с уровнем ХС ЛПВП также подтверждает это положение. Отсутствие различий ЭТ-1 и ФВ между группами МЗО и контролем свидетельствуют о сохраненной вазомоторной функции эндотелия и нормальной тромбогенной активности у больных с ожирением без метаболических нарушений. Однако повышенные значения VEGF и его связь с резистином, IL6 и ХС ЛПВП у больных с МЗО с нормальной чувствительностью к инсулину может говорить как об инициации процессов, направленных на формирование кардиометаболических нарушений, так и о возможной компенсаторной реакции, направленной на устранение метаболических нарушений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Больные с фенотипом здорового ожирения, нормотензией и нормальной чувствительностью к инсулину в меньшей степени подвержены неблагоприятным кардиоваскулярным рискам за счет менее выраженной гормональной и воспалительной активации жировой ткани и, как результат, менее выраженной эндотелиальной дисфункции. По мере формирования инсулино­резистентности даже в условиях нормотензии и отсутствии дислипидемии кардиоваскулярный риск увеличивается за счет активации субкли­нического воспаления и ангиогенной эндоте­лиальной дисфункции.

References

  • Драпкина О.М., Елиашевич С.О., Шепель Р.Н. Ожирение как фактор риска хронических неинфекционных заболеваний. Российский кардиологический журнал 2016;6(134):73-79. [Drapkina O.M., Eliashevich S.O., Shepel R.N. Obesity as a risk factor for chronic non-communicable diseases. Russ J Cardiol 2016; 6(134):73–79]
  • Бояринова М.А., Орлов А.В., Ротарь О.П. и др. Адипокины и метаболически здоровое ожирение у жителей Санкт-Петербурга (в рамках эпидемиологического исследования ЭССЕ-РФ). Кардиология 2016;8:40-45. [Boyarinova M.A., Orlov A.V., Rotar O.P. et al. Adipokines Level in Metabolically Healthy Obese Saint-Petersburg Inhabitants (ESSE-RF). Kardiologiia 2016;8:40−45]
  • Национальные клинические рекомендации. Диагностика, лечение, профилактика ожирения и ассоциированных с ним заболеваний. Российский кардиологический журнал. Санкт-Петербург 2017;7:6-8. [Russ J Cardiol. Saint Petersburg 2017;7:6-8 in Russian].
  • Bell J.A., Kivimaki M., Hamer M. Metabolically healthy obesity and risk of incident type 2 diabetes: a meta-analysis of prospective cohort studies. Obesity reviews. 2014;15(6):504-515.
  • Wenqing Ding, Hong Cheng, Fangfang Chen et al. Adipokines are Associated With Hypertension in Metabolically Healthy Obese (MHO) Children and Adolescents: A Prospective Population-Based Cohort Study. J Epidemiol. 2018;28(1):19–26.
  • Национальные клинические рекомендации. Алгоритм оказания медицинской помощи больным с сахарным диабетом. Под ред. Дедова И.И., Шестакова М.В., Майорова А.Ю. Сахарный диабет 2017;20(1S):10-14. [Standards of specialized diabetes care. Edited by Dedov II, Shestakova MV, Mayorov AY. Diabetes mellitus 2017; 20(1S):10-14]
  • Шварц В. Воспаление жировой ткани: враг или друг? Цитокины и воспаление. 2013;1(12):13-21. [Schwarz V. Inflammation of adipose tissue: friend or foe? J Cytokines & Inflammation. 2013;Т.12 (1-2):13-21]
  • Пальцев М.А., Кветной И.М., Ильницкий А.Н и др. Ожирение: молекулярные механизмы и оптимизация таргетной терапии. Молекулярная медицина. 2013;2:3-12. [Paltsev M.A, Kvetnoy I.M., Ilnitski A.N. et all. The obesity: the molecular mechanisms and the optimization of target therapy. Molecular medicine. 2013;2:3-12]
  • Amouzou C., Breuker C., Fabre O. et al. Skeletal muscle insulin resistance and absence of inflammation characterize insulin –resistance grade I obese women. PLoS One.2016;11(4):e0154119.
  • Smirnova E., Shulkina S., Loran E., Podtaev S. et al. Relationship between skin blood flow regulation mechanisms and vascular endothelial growth factor in patients with metabolic syndrome. Clinical Hemorheology and Microcirculation. 2017:1-14.
  • Thanigaimani S., Kichenadasse G., Mangoni A.A. The emerging role of vascular endothelial growth factor (VEGF) in vascular homeostasis: lessons from recent trials with anti-VEGF drugs. Curr Vasc Pharmacol. 2011; 9(3):358-80.
  • Шевченко А.В., Коненков В.И. Функциональный полиморфизм генов семейства VEGF. Цитокины и воспаление. 2012;4(11):14-20. [Shevchenko A.V., Konenkov V.I. Functional polymorphism of genes of family VEGF. Cytokines and inflammation. 2012;4(11):14-20]
  • Kaess B.M., Preis S.R., Beiser A. et al. Circulating vascular endothelial growth factor and the risk of cardiovascular events. Heart. 2016;102(23):1898-1901
  • About the Authors

    Sofia G. Shulkina, MD, assistant professor of the department of internal medicine and outpatient therapy of Perm State Medical University named after academician E.A. Wagner of the Ministry of Healthcare of Russia, Perm. Е -mail: shulkina-s@mail.ru
    Elena N. Smirnova, MD, professor, head of the department of endocrinology and clinical pharmacology of Perm State Medical University named after academician E.A. Wagner of the Ministry of Healthcare of Russia, Perm. Е-mail: elenasm2001@mail.ru

    Similar Articles

    By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.