Grup de cercetare a obezității de afiliere, Centrul de educație și cercetare, Spitalul Universitar St Vincent, Dublin, Irlanda

dintre

Grup de cercetare a obezității de afiliere, Centrul de educație și cercetare, Spitalul Universitar St Vincent, Dublin, Irlanda

Departamentul de afiliere pentru endocrinologie, Spitalul Christchurch, Christchurch, Noua Zeelandă

Grup de cercetare a obezității de afiliere, Centrul de educație și cercetare, Spitalul Universitar St Vincent, Dublin, Irlanda

Departamentul de afiliere pentru patologie, Spitalul Universitar St Vincent și Spitalul St Columcille, Dublin, Irlanda

Departamentul de Chirurgie pentru Afiliere, Spitalul Universitar St Vincent și Spitalul St Columcille, Dublin, Irlanda

Unitatea de transplant hepatic de afiliere, Spitalul Universitar St Vincent, Dublin, Irlanda

Școala de afiliere de biochimie și imunologie, Trinity College, Dublin, Irlanda

Grup de cercetare pentru obezitate, centru de educație și cercetare, Spitalul Universității St Vincent, Dublin, Irlanda, Departamentul de Endocrinologie, Spitalul Universitar St Vincent și Spitalul St Columcille, Dublin, Irlanda

  • Jean O'Connell,
  • Lydia Lynch,
  • Tom J. Cawood,
  • Anna Kwasnik,
  • Niamh Nolan,
  • Justin Geoghegan,
  • Aiden McCormick,
  • Cliona O'Farrelly,
  • Donal O'Shea

Cifre

Abstract

Obiectiv

Mai multe studii au raportat existența unui subgrup de indivizi obezi cu profiluri metabolice normale. Rămâne neclar ce factori sunt responsabili pentru acest fenomen. Am propus că dimensiunea adipocitelor ar putea fi un factor cheie în protecția persoanelor obeze sănătoase din punct de vedere metabolic (MHO) de efectele adverse ale obezității.

Subiecte

Treizeci și cinci de pacienți supuși unei intervenții chirurgicale bariatrice au fost clasificați ca MHO (n = 15) sau obezi nesănătoși din punct de vedere metabolic (MUO, n = 20) conform punctelor limită adaptate din definiția Federației Internaționale de Diabet a sindromului metabolic. Indicele de masă corporală median (IMC) a fost de 48 (interval 40-71).

Rezultate

A existat o corelație moderată între dimensiunea adipocitelor omentale și dimensiunea adipocitelor subcutanate (r = 0,59, p 40, categoria de obezitate cu cea mai rapidă creștere [19]. Prin urmare, scopul acestui studiu a fost de a determina dacă dimensiunea adipocitelor este unul dintre factorii asociați cu fenotipul MHO în obezitate severă. Am investigat, de asemenea, relația dintre mărimea adipocitelor și gradul de NAFLD la acești subiecți.

Metode

Declarație de etică

Comitetul de Etică al Spitalului Universitar St Vincent a aprobat acest studiu. Consimțământul informat scris a fost obținut de la fiecare participant înainte de începerea oricăror activități de cercetare.

Subiecte

Am studiat 48 de pacienți consecutivi, cu obezitate severă supuși unei intervenții chirurgicale bariatrice. Toți pacienții participau la serviciul de control al greutății timp de cel puțin 1 an înainte de operație. Au fost cântărite lunar în acest timp. Pacienții au fost excluși din studiu dacă au avut o pierdere semnificativă în greutate în ultimele 6 luni (n = 4) sau dacă luau medicamente care ar putea afecta parametrii metabolici și/sau hepatici (n = 9). Am obținut probe de sânge și țesut adipos omental de la restul de 35 de subiecți. Nouăsprezece dintre cei 35 de subiecți au consimțit la prelevarea de probe de țesut adipos subcutanat. În ceea ce privește vârsta, IMC și parametrii metabolici, nu a existat nicio diferență semnificativă între grupul care a consimțit la biopsie și cei care nu. Vârsta medie a fost de 42 ± 7 ani, greutatea medie a fost de 150 kg (intervalul 103-240), iar IMC mediu a fost de 48 kgm -2 (intervalul 40-71). Au fost 10 bărbați și 25 de femei. Cincisprezece pacienți au fost clasificați ca obezi sănătoși din punct de vedere metabolic, pe baza profilului lor metabolic, după cum este detaliat mai jos. Șase din restul de 20 de pacienți nesănătoși aveau diabet de tip 2 (DM2).

Definirea subiecților obezi sănătoși din punct de vedere metabolic

Subiecții obezi metabolici sănătoși (MHO) nu au avut antecedente de boli cardiovasculare, respiratorii sau metabolice. Nu se foloseau niciun medicament antihipertensiv sau hipoglicemiant pentru scăderea lipidelor. Examenul clinic nu a fost remarcabil, iar starea tiroidiană a fost normală. Nivelul glucozei la jeun a fost ≤5,6 mmol/L, tensiunea arterială a fost ≤135/85, iar raportul colesterol TGL/HDL a fost ≤1,65 (bărbați) sau ≤1,32 (femei). Aceste puncte limită au fost adaptate din definiția consensului mondial al Federației Internaționale a Diabetului a sindromului metabolic, 2006. A fost utilizat raportul concentrației plasmatice a trigliceridelor/lipoproteinei cu densitate ridicată, deoarece s-a demonstrat că oferă un mijloc simplu de identificare a insulinei rezistente., pacienții dislipidemici care sunt susceptibili să aibă un risc crescut de boli cardiovasculare [20]. Subiecții obezi metabolici nesănătoși (MUO) au fost definiți prin neîndeplinirea a cel puțin unuia dintre criteriile de mai sus.

Probe de țesut adipos și determinarea dimensiunii adipocitelor

La momentul intervenției chirurgicale bariatrice s-au obținut aproximativ 10-30 g de țesut adipos omental sau 5-10 g de țesut adipos subcutanat abdominal. O bucată din acest țesut a fost fixată imediat în formalină, înainte de montarea parafinei și prepararea lamelor H&E. Țesutul rămas a fost plasat în mediu cald DMEM-F12, suplimentat cu 10% FCS, transportat la laborator și procesat în decurs de 1 oră. Mărimea adipocitelor a fost evaluată prin 2 metode.

Metoda I (n = 35): Fotomicrografiile digitale ale diapozitivelor H&E au fost analizate folosind UTHSCA Image Tool Software (Universitatea din Texas Health Science Center). Doi operatori individuali au calculat diametrul maxim de 100 de adipocite adiacente din fiecare din cele 4 fotografii separate. Aceste date au fost transferate într-un program Excel pentru a calcula diametrul mediu al adipocitelor și deviația standard pentru fiecare probă. Ambii operatori au fost orbi de detaliile clinice ale pacienților.

Metoda II (n = 10): Probele proaspete de țesut adipos au fost incubate în colagenază și mediu DMEM-F12 (1 mg/ml colagenază tip II (Sigma C-6885)) timp de 60 de minute într-un agitator metabolic (60-80 lovituri/min) la 37 ° C. Suspensia celulară a fost filtrată printr-o plasă Nitex de 250 Nm și spălată de 3 ori în mediu cald - celulele au fost lăsate să plutească prin gravitație și infranatul a fost îndepărtat folosind o seringă și un ac de 18 g, înainte de a adăuga mediu proaspăt, inversând ușor recipientul de fiecare dată pentru a asigura o suspendare uniformă. O alicotă de 50 uL a fracției celulare (suspendată în mediu) a fost diluată cu 100 (L mediu și 50 (L albastru tripan (0,4% în H2O)). Zece µL din această soluție au fost transferați într-o cameră Neubauer, s-au făcut fotografii digitale și s-au făcut măsurători ale diametrului mediu al adipocitelor calculat ca mai sus.

Pentru a asigura reproductibilitatea ambelor metode, 2 operatori au efectuat analiza de două ori. Corelația interindividuală a fost calculată pentru a compara rezultatele obținute de ambii indivizi. Corelația intraindividuală a fost calculată pentru a compara rezultatele obținute de aceeași persoană repetând măsurătorile de două ori.

Biopsii hepatice și determinarea gradului de ficat gras

Biopsiile hepatice au fost efectuate de chirurg chirurgical perioperator, folosind un ac „Tru-Cut” și fixate imediat în formalină. Fragmentele de biopsie au fost de cel puțin 10 mm și au conținut cel puțin 8 triade portal, pentru a asigura o evaluare histologică exactă. Țesutul hepatic a fost încorporat în parafină, colorat cu hematoxilin-eozină și cu un panou standard de pete speciale (PAS +/- diastază, fier, tricrom, reticulină și shikata).

Secțiunile au fost apoi examinate de un patolog orbit de detaliile clinice și de tipul și gradul de steatoză raportate. O reticulă de ocular cu o grilă de 100 de puncte a fost introdusă în ocular și biopsia a fost vizualizată folosind obiectivul 10x. S-a numărat numărul de lovituri pe hepatocite grase și hepatocite normale; procesul a fost repetat de patru ori în fiecare caz. Rezultatele sunt date ca procent de suprafață de biopsie cu depunere de grăsime. Un diagnostic de steatohepatită a fost pus în cazul în care a existat o degenerescență cu balon, cu hialină, infiltrație neutrofilă și fibroză perisinusoidală sau pericelulară a lui Mallory [21]. Fibroza a fost evaluată cu ajutorul petelor de țesut conjunctiv trichrome și shikata și clasificată în funcție de distribuția și stadiul său anatomic: fibroză perisinusoidală și pericelulară, portal, fibroză periportală, septală, fibroză de punte sau ciroză.

Analize statistice

Datele din text și tabele sunt prezentate ca medie +/− deviație standard, sau mediană, cu intervalul între paranteze, după caz. Testul t nepereche al lui Student sau testele U Mann-Whitney au fost utilizate pentru a testa diferențele dintre grupurile sănătoase și nesănătoase și grupurile cu și fără fibroză hepatică, după caz. Analiza unică a varianței (ANOVA) a fost utilizată pentru a testa diferențele dintre grupurile sănătoase, nesănătoase și DM2. Comparațiile post-hoc au fost evaluate prin testul Tukey HSD.

Relațiile dintre parametrii clinici și metabolici și dimensiunea adipocitelor au fost vizualizate prin graficele de dispersie și evaluate prin testul de corelație a rangului Spearman (Spearman's rho sau r). Rezultatele corelației generale au fost confirmate prin analiza de corelație a subgrupurilor grupurilor MHO și MUO pentru a se asigura că dispunerea grupurilor nu a crescut artificial coeficientul de corelație. Graficele dispersate nu au demonstrat grupuri de date distincte. Regresia logistică directă a fost efectuată pentru a evalua impactul mai multor factori asupra probabilității fibrozei hepatice.

Valori P Figura 1. Rezultate dimensiunea adipocitelor (micrometri) pentru Metoda I și Metoda II.

Profilul metabolic al grupurilor sănătoase și nesănătoase

Tabelul 1 rezumă caracteristicile clinice ale grupului MHO și MUO. Un grup mai mic cu diabet de tip 2 (DM2) a fost considerat separat grupului MUO. Acest grup a fost puțin mai în vârstă decât celelalte grupuri și a fost predominant feminin. Grupurile MHO și MUO au fost potrivite pentru vârstă, IMC și raportul de gen. Prin proiectare, grupurile au fost semnificativ diferite în ceea ce privește tensiunea arterială, nivelul glicemiei la jeun și profilul lipidic.

Mărimea adipocitelor și starea metabolică

Adipocitele subcutanate au fost întotdeauna mai mari decât adipocitele omentale, cu o asociere moderată observată între probele asociate (r = 0,59, p Figura 2. Dimensiunea adipocitelor la subiecții obezi grupați după profilul metabolic.

Obeză sănătoasă din punct de vedere metabolic = MHO, obeză metabolică nesănătoasă = MUO, pacienți obezi nesănătoși din punct de vedere metabolic cu diabet de tip 2 = DM2. Diametrul mediu adipocitar omental (reprezentat de liniile orizontale) a fost de 80,9 ± 10,9 µm în MHO, 98,2 ± 10,2 µm în MUO și 104,3 +/− 4,2 µm în DM2. Diametrul subcutanat mediu a fost 104,1 ± 8,5 µm în MHO, 104,9 ± 5,0 µm în MUO și 113,2 ± 6,9 µm în DM2.

S-a arătat că dimensiunea adipocitelor Omental se corelează puternic cu gradul de rezistență la insulină măsurat prin HOMA-IR (r = 0,73, p Figura 3. Corelații ale dimensiunii adipocitelor cu parametrii metabolici.

Dimensiunea adipocitelor Omental (A, B și C) și dimensiunea adipocitelor subcutanate (D, E și F) corelate cu gradul de rezistență la insulină măsurat prin HOMA-IR, raportul TGL/HDL și gradul de steatoză hepatică. X = MHO, • = MHO, ○ = DM2

Boală hepatică grasă nealcoolică (NAFLD) la pacienții cu IMC> 40

Douăzeci și opt din cei 35 de pacienți au consimțit la o biopsie hepatică intra-operatorie. Dintre aceste 28 de biopsii, o biopsie a fost clasificată ca fiind normală (de la un subiect MHO). Paisprezece subiecți (50%) au avut doar dovezi de steatoză. Treisprezece subiecți (46%) au prezentat dovezi de steatohepatită nealcoolică (NASH) și grade diferite de fibroză. Niciunul dintre pacienții cu MHO nu a prezentat dovezi de NASH sau fibroză.

Gradul de steatoză prezent a arătat o tendință liniară între grupurile metabolice. Grupul MHO a avut cel mai scăzut grad mediu de steatoză [3 (0-56%)]. Grupul MUO fără DM2 a avut un grad intermediar de steatoză [47,3 (3-70%)], între MHO și grupul cu DM2 [74 (32-98%)]; p Figura 4. Dimensiunea adipocitelor Omentale, parametrii metabolici și fibroza hepatică.

A) Mărimea adipocitelor Omentale și subcutanate, B) Raporturile TGL/HDL și HOMA-IR și C) Vârsta, IMC și gradul de steatoză, la subiecții cu steatoză hepatică singură, comparativ cu subiecții cu dovezi de fibroză hepatică (** p 2 ( 7, n = 46) = 20,4, p 2, deci această asociere poate fi tocită la niveluri mai extreme de obezitate (IMC mediu al cohortei noastre a fost de 50 kg/m 2).

Am studiat grăsimea subcutanată abdominală la subiecții cu obezitate severă. Lucrările anterioare au demonstrat diferențe morfologice și metabolice între depozitele de țesut adipos subcutanat abdominal, gluteal și femural [30], [31], [32]. Cu toate acestea, creșterea grăsimii corporale poate influența și aceste diferențe. Într-un astfel de studiu, s-a arătat că mărimea adipocitelor variază în depozitele abdominale, gluteale și femurale la IMC-urile normale și supraponderale. Indivizii obezi aveau dimensiuni similare adipocitelor la toate cele 3 depozite [31]. Grăsimea subcutanată a corpului inferior poate avea un efect benefic asupra sănătății metabolice, dar această influență poate varia între greutatea normală, supraponderalitatea și persoanele obeze. Cercetări suplimentare, comparând caracteristicile fenotipice și metabolice ale diferitelor depozite de grăsime subcutanată la persoanele obeze sănătoase și nesănătoase din punct de vedere metabolic, ar ajuta la clarificarea importanței grăsimii subcutanate în bolile metabolice. Grăsimea viscerală intra-peritoneală poate fi, de asemenea, subdivizată în grăsime omentală și mezenterică [33], cu dovezi emergente că țesutul adipos mezenteric are un rol distinct în rezistența la insulină a diabetului și sindromul metabolic [34], [35], [36].

NAFLD a fost descris ca o caracteristică suplimentară a sindromului metabolic și există o legătură puternică între NAFLD și obezitate. Cu toate acestea, similar cu alți parametri ai sănătății metabolice, nu toți indivizii obezi dezvoltă NAFLD. În contextul obezității severe, prevalența NAFLD variază între 75-85% [39]. În cadrul cohortei noastre, 96% dintre pacienți aveau NAFLD și, 48% dintre acești pacienți aveau dovezi de steatohepatită și fibroză.

Pe scurt, demonstrăm o relație între dimensiunea adipocitelor omentale și subcutanate și gradul de steatoză hepatică, la persoanele cu obezitate severă. Mărimea adipocitelor, dar nu subcutanată, a fost, de asemenea, asociată cu sănătatea metabolică și prezența fibrozei hepatice. Dacă această relație este cauzală, probabil parțial prin ipoteza revărsării, rămâne de clarificat. Datele noastre susțin conceptul de subgrup sănătos din punct de vedere metabolic în cadrul populației cu obezitate severă și sugerează că dimensiunea adipocitelor individului este mai importantă decât dimensiunea individului.

Contribuțiile autorului

Conceput și proiectat experimentele: JO LL TJC AM CO DO. Au efectuat experimentele: JO LL TJC AK NN. Am analizat datele: JO AK NN CO DO. Reactivi/materiale/instrumente de analiză contribuite: JO LL TJC NN JG AM CO. Am scris lucrarea: JO DO.