Системно възпаление и нарушена белодробна функция при пациенти със затлъстяване с метаболитен синдром

Резюме

1. Въведение

Затлъстяването е нарастващ глобален проблем, който достигна епидемични размери [1]. Секционните проучвания показват положителна връзка между затлъстяването и астмата [2]. Загубата на тегло при пациенти със затлъстяла астма е подобрила заболеваемостта и белодробната функция [3]; обаче механизмите, лежащи в основата на връзката между астмата и затлъстяването, са неясни. Предполага се, че нискостепенното системно възпаление, свързано със затлъстяването, играе роля.

Метаболитният синдром е често срещано метаболитно разстройство, което може да бъде резултат от нарастващото разпространение на затлъстяването. Метаболитният синдром е група от кардиометаболитни рискови фактори, характеризиращи се с коремно затлъстяване, инсулинова резистентност и хронично системно възпаление [4]. Отчетени са положителни асоциации с нарушена белодробна функция за компоненти на метаболитния синдром, като хипертония [5], диабет тип 2 [6, 7], липопротеинов холестерол с ниска плътност [8] и общо затлъстяване [9]. В последните кохортни проучвания е доказано, че съществува връзка и между нарушената белодробна функция и метаболитния синдром [10–12]. Всички гореспоменати проучвания обаче включват лица с наднормено тегло, както и нормално тегло и следователно не са специално насочени към изследване на тези проблеми при пациенти със затлъстяване. Данните за връзката между дефицит на белодробна функция и метаболитен синдром при болестно затлъстяване са ограничени.

Механизмите в основата на връзката между нарушената белодробна функция и метаболитния синдром са неясни. Хроничното нискостепенно системно възпаление, свързано със затлъстяването, може да обясни тази връзка. Нашата хипотеза е, че това нискостепенно системно възпаление причинява възпаление в белите дробове и следователно нарушава белодробната функция.

Поради това проведохме проучване, за да изследваме (1) връзката между белодробната функция и метаболитния синдром при пациенти със затлъстяване и (2), за да определим ефекта на системното възпаление върху връзката между увреждането на белодробната функция и метаболитния синдром.

2. Методи

2.1. Изследване на населението

Субектите, включени в това проучване, са последователни пациенти, които са прегледани предоперативно за бариатрична хирургия в Sint Franciscus Gasthuis в Ротердам, Холандия, между октомври 2009 г. и май 2011 г. Критериите за допустимост за бариатрична хирургия варират на възраст от 18 до 60 години. години и индекс на телесна маса (ИТМ) или ≥40 kg/m2 или ≥35 kg/m2, съчетан с наличието на коморбидност, например захарен диабет, хипертония или доказан синдром на обструктивна сънна апнея (OSAS). Субектите са подложени на основни физически прегледи, които включват рутинна оценка на антропометрия, кръвно налягане, белодробна функция и кръвни проби.

Височината и теглото са измерени, облечени в леки дрехи и без обувки. Индексът на телесна маса се изчислява като тегло (в kg), разделено на височина (в m) на квадрат. Коремна обиколка се измерва директно върху телесната повърхност на половината от разстоянието между долния ръб на реброто и билото на илеума.

Скалата за сънливост на Epworth [13] беше използвана за оценка на OSAS и въпросника за ГЕРБ [14] за гастроезофагеална рефлуксна болест (ГЕРБ).

Всички субекти дадоха своето информирано съгласие и местната комисия по етика (Toetsingscommissie Wetenschappelijk Onderzoek Rotterdam eo, процес на изпитване NL25637.101.08) одобри протокола за изследване (холандски регистър за изпитване NTR3204).

2.2. Дефиниция на метаболитен синдром

Метаболитният синдром е диагностициран съгласно доклада на панел III за лечение на възрастни в рамките на Националната образователна програма за холестерол (NCEP ATP-III), когато са налице ≥3 от следните 5 рискови фактора: коремно затлъстяване, повишени серумни триглицериди, ниво ниска серумна липопротеинова плътност (HDL-C), високо кръвно налягане и висока серумна глюкоза или лечение за някое от тези състояния [4].

2.3. Тестове за белодробна функция

Спирометрията се извършва с Vmax спирометър (Vmax SensorMedics Viasys, Encore тип 20/22/229/62 Encore, Cardinal Health, USA) преди и след 400 μg инхалационен салбутамол, с субекти в седнало положение и носови скоби на място. изявлението на Американското торакално общество/Европейско респираторно общество [15]. Всички получени стойности са корелирани с ръст, възраст и пол и са изразени като процент от очакваната им стойност (справка за ERS 1993). Резултатите от белодробната функция са стойности преди бронходилататор, освен ако не е изрично отбелязано. Изчерпаният азотен оксид (FeNO) беше измерен с NIOX MINO (Aerocrine, Швеция) и изразен в части на милиард (ppb).

2.4. Клинична химия

2.5. Статистически анализ

Бяха направени некоректирани сравнения между групи, използващи Student’stest или хи-квадрат тест, според случая, и Mann-Whitneytest за непараметрични (еозинофилни) сравнения. CRP, IgE, инсулин, липопротеин-α и витамин В6 обикновено не са разпределени (стандартна грешка на куртоза и усещане под -3 или над 3) и следователно са регистрирани. Използвана е едномерна линейна регресия за оценка на асоциациите между непрекъснатите променливи. Използван е линеен регресионен анализ, за да се изследва кой компонент на метаболитния синдром е свързан със съотношението FEV 1/FVC. Променливите, свързани със съотношението FEV 1/FVC в едномерния анализ при стойност от

Таблица 5: Анализ на едномерната регресия на връзката между компонентите на метаболитния синдром и съотношението FEV 1/FVC.

3.7. Множествен регресионен анализ

След коригиране на употребата на инхалаторни кортикостероиди и броя на годините на опаковане, открихме връзка между еозинофилите в кръвта и съотношението FEV 1/FVC (прил. B -0.113,) (Таблица 6).

Таблица 6: Множествен регресионен анализ FEV 1/FVC съотношение.

4. Разговор

Това проучване показва, че пациентите със затлъстяване с метаболитен синдром имат по-висок дял на моноцити и еозинофили в кръвта и по-ниско съотношение FEV 1/FVC, което показва обструкция на дихателните пътища, отколкото пациенти със затлъстяване без метаболитен синдром. Еозинофилите в кръвта (%) при пациенти със затлъстяване са свързани с FEV 1/FVC, докато моноцитите не са. След корекция за няколко променливи, връзката между съотношението FEV 1/FVC и еозинофилите остава непокътната. Въпреки че разликите са малки, това засилва хипотезата, че наличието на метаболитен синдром може да играе роля за увреждане на белодробната функция чрез индуциране на системно възпаление, особено медиирано от еозинофили в кръвта. Ако това води и до дългосрочна астма, тя остава изяснена.

Доколкото ни е известно, това е първото проучване за белодробната функция и метаболитния синдром в кохорта от само пациенти със затлъстяване. Второ, в настоящото проучване бяха разгледани съпътстващи заболявания, свързани със затлъстяването, като OSAS и ГЕРБ. Трето, затлъстяването се оценява не само с ИТМ, но и с коремна обиколка. Въпреки че бихме очаквали всички наши субекти да имат метаболитен синдром, открихме 65% разпространение на метаболитния синдром в нашата група, което съответства на 60% от заболелите със затлъстяване в кохортата на NHANES III [16].

Различни проучвания показват, че затлъстяването води до умерено намаляване на общия белодробен капацитет (TLC) и по-голямо намаляване на остатъчния функционален капацитет (CRF) [17]. Въпреки това не успяхме да извършим TLC измерване на всички субекти, за да изключим рестриктивен модел. Съотношението FEV 1/FVC обикновено се поддържа добре при затлъстели лица или дори е повишено. Това би могло да обясни високото средно съотношение FEV 1/FVC при нашите пациенти и затова използвахме съотношението FEV 1/FVC като непрекъсната променлива и не използвахме предвидена стойност на намаление от 70%. В допълнение, за разлика от FEV 1/FVC, FEV 1 се влияе от ИТМ; следователно, фокусът ни е върху съотношението FEV 1/FVC.

Преобладаването на самооценяваната астма е сходно в двете групи. Не сме провеждали тестове за предизвикване на метахолин; следователно окончателната диагноза на астмата често не е била възможна. Тъй като неправилно диагностицирането на астма е релевантен проблем, също и при затлъстели хора [18], ние се чувствахме по-удобно, използвайки обективни параметри вместо предполагаема диагноза.

Тъй като метаболитният синдром е свързан със съотношението FEV 1/FVC при еднофакторния анализ, ние изследвахме кои компоненти на метаболитния синдром са допринесли за тази връзка. Хипертонията беше единственият компонент, който беше значително свързан с ниско съотношение FEV 1/FVC след многократен регресионен анализ. Хипертонията може да има най-силна връзка със системно възпаление, както се предлага от Irace et al. [19]. Можем също да потвърдим резултатите от Leone et al. [10] показва, че наистина има връзка между коремната обиколка (в cm) и съотношението FEV 1/FVC. Интересното е, че открихме корелация между процента на еозинофила в кръвта и коремната обиколка, където не открихме никаква корелация между процента на еозинофил в кръвта и ИТМ, което показва, че основно значение има мястото на мазнините. Това предполага, че увеличената коремна обиколка на пациенти с метаболитен синдром причинява относителна еозинофилия.

Затлъстяването е състояние на хронично нискостепенно системно възпаление. Броят на левкоцитите се счита за маркер на системно възпаление. Няколко епидемиологични проучвания вече отбелязват връзка между някои компоненти на метаболитния синдром и левкоцитите [20, 21]. Няколко проучвания показват повишен процент на еозинофили при затлъстяване [22] или метаболитен синдром [20, 21]. С-реактивният протеин (CRP) е традиционен маркер на възпалението и е в добра корелация с ИТМ [23]. Въпреки че нашето проучване не установи разлика в CRP между двете групи - ние не използвахме измервания на CRP с висока чувствителност - процентът на моноцити и еозинофили в кръвта беше по-висок при тези с метаболитен синдром. Нашето проучване предполага, че увеличеният брой или циркулиращите еозинофили могат да бъдат специфична проява на системно възпаление, свързано с метаболитен синдром.

Остава въпросът защо има еозинофилия спрямо затлъстелите хора. Традиционно еозинофилите са свързани с алергични заболявания, астма и паразитни инфекции. Мастната тъкан е източник на адипокини, за които се смята, че играят роля при нискостепенно системно възпаление при затлъстяване [24]. Лептинът - произведен главно от мастна тъкан - е възпалителен агент. Серумният лептин е значително повишен при затлъстели хора, корелиращ с ИТМ [25]; активира еозинофилите [26] и увеличава тяхното оцеляване [27]. Нивата на серумен лептин са повишени при възрастни с нормално тегло с нарушена белодробна функция [28]. Еотаксинът е специфичен за еозинофилите хемокин, който е повишен при затлъстяване [29]. Адипоцитите произвеждат повече еотаксин, когато се стимулират от лептин [30]. Плазменият адипонектин - противовъзпалителен хормон - е в обратна корелация с ИТМ [31]. Съотношението лептин/адипонектин е маркер за инсулинова резистентност [32] и метаболитен синдром [33]. По този начин и лептинът, и вероятно еотаксинът могат да допринесат за еозинофилия спрямо хората със затлъстяване. За съжаление нямаме данни за лептин, адипонектин и еотаксин, за да подкрепим допълнително тяхната роля в наблюдаваната еозинофилия.

В обобщение, нашето проучване показва, че има малка, но статистически значима разлика между еозинофилите и FEV 1/FVC между субекти със или без метаболитен синдром. След корекция за други променливи остава връзка между кръвните еозинофили и FEV 1/FVC. Въпреки че разликите, които открихме, бяха сравнително малки, може да се подкрепим от хипотезата, че наличието на метаболитен синдром може да повлияе на нарушената белодробна функция чрез индуциране на системно възпаление, особено медиирано от еозинофили в кръвта. Необходими са допълнителни изследвания с твърда диагноза на астма и оценка на възпалението на периферните дихателни пътища. Освен това, за да се определи причинно-следствената връзка между метаболитния синдром и нарушената белодробна функция, се изискват надлъжни изследвания при пациенти със затлъстяване преди и след бариатрична хирургия.

съкращения

ИТМ:	Индекс на телесна маса
CRP:	С-реактивен протеин
ESS:	Стълба за сънливост на Epworth
:	Принудителен експираторен поток 25% -75%
Фено:	Фракция на азотен оксид с изтекъл срок на годност
:	Принудителен обем на издишване за 1 секунда
FVC:	Принудителна жизнена способност
ГЕРБ:	Гастроезофагеална рефлуксна болест
HDL:	Липопротеин с висока плътност
NCEP-APT III:	Национален доклад за лечение на холестерол Национална програма за лечение на възрастни III
OSAS:	Синдром на обструктивна сънна апнея.

Конфликт на интереси

Авторите не декларират конфликт на интереси.

Благодарности

Авторите биха искали да благодарят на г-жа Сандра Рейнхарт за редактирането на статията. Авторите са благодарни за помощта на целия персонал в дихателната лаборатория и членове на екипа за бариатрична хирургия в Синт Франциск Гастуис. Това изследване беше подкрепено от безвъзмездни средства от Фондация за изследвания и развитие, Катедра по вътрешни болести, Sint Franciscus Gasthuis (Stichting Onderzoek en Ontwikkeling Interne Specialismen Sint Franciscus Gasthuis).