De la Departamentele de Fiziologie și Biofizică și Medicină (K.P.D.), Universitatea din Mississippi Medical Center, Jackson; Departamentele de Știință și Fiziologie a Sănătății și Exercițiului (G.E.A., T.P.B.), Universitatea de Stat din Colorado, Fort Collins; și Centrul de cercetare ebraică pentru persoanele în vârstă (S.D.B.), Institutul de cercetare și formare, Boston, Mass.

simpatică

De la Departamentele de Fiziologie și Biofizică și Medicină (K.P.D.), Universitatea din Mississippi Medical Center, Jackson; Departamentele de Știință și Fiziologie a Sănătății și Exercițiului (G.E.A., T.P.B.), Universitatea de Stat din Colorado, Fort Collins; și Centrul de cercetare ebraică pentru persoanele în vârstă (S.D.B.), Institutul de cercetare și instruire, Boston, Mass.

De la Departamentele de Fiziologie și Biofizică și Medicină (K.P.D.), Universitatea din Mississippi Medical Center, Jackson; Departamentele de Știință și Fiziologie a Sănătății și Exercițiului (G.E.A., T.P.B.), Universitatea de Stat din Colorado, Fort Collins; și Centrul de cercetare ebraică pentru persoanele în vârstă (S.D.B.), Institutul de cercetare și formare, Boston, Mass.

De la Departamentele de Fiziologie și Biofizică și Medicină (K.P.D.), Universitatea din Mississippi Medical Center, Jackson; Departamentele de Știință și Fiziologie a Sănătății și Exercițiului (G.E.A., T.P.B.), Universitatea de Stat din Colorado, Fort Collins; și Centrul de cercetare ebraică pentru persoanele în vârstă (S.D.B.), Institutul de cercetare și formare, Boston, Mass.

Vizualizați cea mai recentă versiune a acestui articol. Versiunile anterioare:

Abstract

Fundal- Activitatea nervului simpatic muscular (MSNA) este crescută la oamenii obezi. Cu toate acestea, nu a fost explorat rolul potențial al grăsimii viscerale abdominale ca depozit important de țesut adipos care leagă obezitatea de MSNA crescut. În consecință, am testat ipoteza că MSNA ar fi crescută la bărbați (vârstă = 18 până la 40 de ani, indicele de masă corporală ≤35 kg/m 2) cu grăsime viscerală abdominală mai mare (HAVF; n = 13, grăsime viscerală abdominală = 118,1 ± 15,8 cm 2) comparativ cu vârsta lor (28,7 ± 2,4 versus 25,5 ± 2,0 ani, P> 0,05), masă totală de grăsime potrivită (20,6 ± 2,1 versus 20,8 ± 2,4 kg, P> 0,05) și grăsime abdominală subcutanată potrivită (230,6 ± 24,9 versus 261,4 ± 34,8 cm 2, P> 0,05) colegii cu niveluri inferioare de grăsime viscerală abdominală (LAVF; n = 13, grăsime viscerală = 73,0 ± 6,0 cm 2).

Metode și rezultate— MSNA (microneurografie), compoziția corpului (absorptiometrie cu raze X cu energie dublă) și grăsimea abdominală viscerală și subcutanată (tomografie computerizată) au fost măsurate la 37 de bărbați sedentari într-o gamă largă de adipozitate. MSNA a fost cu ~ 55% mai mare la bărbații cu HAVF comparativ cu bărbații cu LAVF (33 ± 4 versus 21 ± 2 rafale/min., P 1 și mai mult de 60% din populația SUA este considerată supraponderală sau obeză. 2 Riscurile asociate obezității depind considerabil de distribuția grăsimii corporale. Acumularea de țesut adipos în regiunea viscerală abdominală este considerată a fi depozitul important care leagă obezitatea de bolile cardiovasculare. 3 Această asociere este mediată parțial de un grup de mai mulți factori de risc ai bolilor cardiovasculare, denumit frecvent „sindromul metabolic”. 4

Obezitatea este asociată cu o activitate nervoasă simpatică musculară crescută (MSNA), 5-9, dar există o variabilitate interindividuală considerabilă, chiar și la același nivel de adipozitate (adică, indicele de masă corporală). Motivul (motivele) acestei variabilități este (sunt) neclar. O posibilitate este că această variabilitate se datorează, cel puțin parțial, diferențelor individuale în nivelul grăsimii viscerale abdominale. Cu toate acestea, în prezent nu se știe dacă grăsimea viscerală abdominală este un depozit important de țesut adipos care leagă obezitatea de MSNA crescut. În consecință, am emis ipoteza că MSNA ar fi crescută la bărbații cu grăsime viscerală abdominală mai mare (HAVF, n = 13) în comparație cu vârstele, masa totală de grăsime și colegii de grăsime abdominală subcutanată, cu niveluri inferioare de grăsime viscerală abdominală (LAVF, n = 13).

Metode

Subiecte

Treizeci și șapte de bărbați (indicele de masă corporală ≤35 kg/m 2) s-au oferit voluntari să participe la acest studiu; 31 erau albi, 3 erau asiatici, 2 erau hispanici, iar 1 era negru. Indivizii din grupurile etnice/rasiale minoritare nu au diferit în variabilele studiate într-un mod evident de omologii lor albi. Douăzeci și șase din cei 37 de indivizi au fost împerecheați pe perechi pe baza nivelului lor similar de grăsime totală și a nivelului de grăsime subcutanată abdominală, dar niveluri disparate de grăsime viscerală abdominală; o paisprezecea pereche care îndeplinește aceste criterii nu a putut fi identificată. Toți subiecții au fost normotensivi, nediabetici și lipsiți de alte boli cronice evidente și au avut electrocardiograme normale de odihnă și exerciții maxime. Subiecții erau sedentari, nu fumau și nu luau medicamente. Natura, scopul, riscurile și beneficiile au fost explicate fiecărui subiect înainte de a obține consimțământul informat. Comitetul pentru subiecte umane al Universității de Stat din Colorado a aprobat toate protocoalele experimentale.

Proceduri experimentale

Masa și înălțimea corpului au fost măsurate cu o scală de echilibru și, respectiv, cu un stadiometru. Raportul talie-șold a fost calculat din circumferințele respective. Compoziția corpului a fost măsurată utilizând absorptiometria cu raze X cu energie duală (DPX-IQ, Lunar Radiation Corp) utilizând versiunea software 4.5c. S-au efectuat scanări tomografice computerizate (HiSpeed ​​Cti, GE Medical) pentru a cuantifica nivelurile de grăsime viscerală și subcutanată abdominală. 10 Consumul maxim de oxigen a fost măsurat în timpul exercițiului de rulare gradat până la epuizare utilizând spirometrie în circuit deschis (TrueMax 2400, ParvoMedics). Frecvența cardiacă a fost determinată dintr-un ECG, presiunea arterială ritm-ritm a fost măsurată prin fotofletismografie cu degetele (TNO Biomedical Instrumentation), iar respirația a fost monitorizată folosind o pneumocentură. Presiunile arteriale ale degetelor în repaus au fost ajustate la presiunile arteriale brahiale cu un dispozitiv automat (Dinamap, Critikon Co) înainte de injectarea medicamentelor vasoactive (vezi mai jos). Înregistrările MSNA multiunitare au fost obținute din nervul peroneal drept folosind tehnica microneurografică așa cum a fost descris anterior 11 și au fost considerate acceptabile conform criteriilor publicate anterior. 12

Am raportat anterior că bărbații cu niveluri mai ridicate de grăsime viscerală abdominală au redus câștigul baroreflex vagal. 10 Prin urmare, un obiectiv secundar a fost de a determina dacă câștigul baroreflex simpatic a fost redus în mod similar. Ca atare, răspunsurile baroreflex vagale și simpatice au fost măsurate utilizând tehnica Oxford modificată. 13

Protocol experimental

Toți subiecții au fost studiați dimineața între orele 7:00 și 11:00 după un post de 12 ore peste noapte. Subiecții au fost instruiți să se abțină de la cofeină, alcool și activitate viguroasă cu 24 de ore înainte de toate sesiunile de testare.

După ce s-au atins nivelurile de echilibru ale tuturor variabilelor, s-a obținut o înregistrare de 10 minute a MSNA bazală. Ulterior, s-a administrat intravenos o injecție în bolus de nitroprusidă de sodiu (100 μg), urmată de 60 de secunde mai târziu de o injecție în bolus de fenilefrină HCL (150 μg). Aceste perturbații farmacologice au scăzut și au crescut tensiunea arterială cu ± 15 mm Hg față de valorile inițiale pe o perioadă de 3 minute. Au fost finalizate trei încercări și au fost separate de cel puțin 15 minute de odihnă liniștită.

Analiza datelor

Regiunile de grăsime viscerală și subcutanată abdominală au fost determinate utilizând software-ul de imagistică medicală disponibil în comerț (SliceOmatic ver. 4.2, Tomovision) așa cum a fost descris anterior. 10

MSNA, ritmul cardiac, tensiunea arterială și respirația au fost înregistrate continuu și digitalizate la 500 Hz pe un computer de laborator pentru analize ulterioare utilizând software-ul de procesare a semnalului (Windaq, Dataq Instruments). MSNA bazal a fost cuantificat atât ca frecvență de explozie (rafale/min), cât și incidență de rafală (rafale/100 de bătăi). Răspunsurile baroreflex vagale și simpatice au fost determinate din relațiile dintre intervalul R-R și tensiunea arterială sistolică și respectiv MSNA și diastolica, în timpul injecțiilor cu medicamente vasoactive. 10.14

Analize statistice

Diferențele în caracteristicile subiectului și variabilele dependente între grupuri au fost evaluate cu studenții independenți t teste. Relațiile dintre variabile pentru toți cei 37 de subiecți au fost evaluate utilizând analiza corelației bivariate și parțiale. Amploarea și semnificația relațiilor au fost similare atunci când analizele au fost limitate la cele 13 perechi de subiecți. Datele sunt exprimate ca medie ± SEM. Nivelul de semnificație a fost stabilit a priori la P 0,05). După cum s-a intenționat, grăsimea viscerală abdominală și raportul talie-șold au fost mai mari în grupul HAVF (ambele P

Caracteristicile subiectului la bărbații cu niveluri LAVF și HAVF

MSNA bazală și răspunsuri Baroreflex în LAVF și HAVF

Frecvența bazală de explozie MSNA (32 ± 4 versus 21 ± 2 explozii/min) și incidența exploziei (51 ± 6 versus 38 ± 4 explozii/100 bts, Figura 1) au fost semnificativ mai mari la bărbații HAVF comparativ cu bărbații LAVF. Câștigul baroreflex simpatic a fost similar în cele 2 grupuri (−9,1 ± 0,7 față de - 8,9 ± 0,6 unități de integrare arbitrară · bătăi - 1 · mm Hg −1, P

figura 1. Activitatea nervului simpatic al mușchilor bazali exprimată în explozii/min (A) și explozii/100 bătăi (B) la bărbații cu LAVF și HAVF. Valorile sunt medii ± SEM. *P

Compoziția corpului și corelații antropometrice

MSNA bazală a fost mai strâns asociată cu grăsimea viscerală abdominală (r= 0,65, P

Figura 2. Relațiile dintre activitatea nervului simpatic al mușchilor bazali și grăsimea viscerală abdominală (A), grăsimea subcutanată abdominală (B) și masa totală de grăsime (C).

Discuţie

Noua constatare majoră a fost că MSNA bazală a fost cu ~ 55% mai mare la bărbații cu grăsime viscerală abdominală crescută, comparativ cu vârsta, masa totală de grăsime și colegii cu greutate subcutanată abdominală, cu niveluri mai mici. În plus, MSNA bazală a fost mai strâns asociată cu grăsimea viscerală abdominală decât cu masa totală de grăsime sau grăsimea subcutanată abdominală. Important, relația dintre MSNA bazală și visceral abdominal a fost independentă de masa totală de grăsime. Astfel, observațiile noastre sunt în concordanță cu ideea că grăsimea viscerală abdominală este un depozit important de țesut adipos care leagă obezitatea de activarea neuronală simpatică.

În concordanță cu constatările noastre anterioare, în acest studiu s-a redus câștigul 10 baroreflex vagal la bărbații cu grăsime viscerală abdominală crescută. Cu toate acestea, spre deosebire de ipoteza noastră, câștigul baroreflex simpatic a fost similar la acești bărbați comparativ cu vârstele, masa totală de grăsime și colegii cu greutate subcutanată, cu niveluri mai scăzute de grăsime viscerală abdominală. Spre deosebire de raportul lui Grassi și colab., 5 câștigul baroreflex simpatic nu a fost legat de nicio măsură de adipozitate în prezentul studiu. Motivul (motivele) acestei discrepanțe poate include gradul de obezitate studiat și metodologia utilizată.

S-a presupus că obezitatea viscerală este rezultatul unei tulburări neuroendocrine asociate cu dereglarea axei hipotalamo-hipofizare și activarea sistemului nervos simpatic. 15 Grassi și colab. 7 au raportat că dereglarea axei hipotalamo-hipofizare poate contribui la creșterea MSNA bazală observată la subiecții obezi. Astfel, este posibil ca dereglarea hipotalamo-hipofizară să contribuie la creșterea MSNA bazală observată în obezitatea viscerală. Studiile viitoare vor fi necesare pentru a determina dacă acest mecanism sau alte mecanisme sunt responsabile.

Noi 16.17 am raportat anterior că circumferința taliei (adică adipozitatea abdominală) este un factor determinant important al creșterii legate de vârstă a MSNA bazală la om. Luate împreună cu rezultatele prezentului studiu, aceste descoperiri sugerează că grăsimea viscerală abdominală crescută este un factor determinant important al MSNA bazal la omul masculin. Studiile viitoare vor fi necesare pentru a confirma rezultatele studiilor anterioare care implică grăsimea viscerală abdominală ca factor care contribuie la diferențele legate de vârstă în MSNA bazală.

Acumularea de grăsime în regiunea viscerală abdominală este un corelat critic al sindromului metabolic. 1,18 Activarea neuronală simpatică este considerată a fi o caracteristică importantă a sindromului metabolic, 18 și este, de asemenea, importantă în patogeneza bolilor cardiovasculare. 19 Prin urmare, MSNA crescut poate fi asociat cu sau poate servi drept marker pentru riscul crescut de boli cardiovasculare la obezitatea viscerală. Vor fi necesare studii viitoare pentru a determina dacă reducerea grăsimii viscerale abdominale cu scăderea în greutate este un factor determinant important al reducerii corespunzătoare a MSNA bazal.

Subiecții din prezentul studiu au fost bărbați tineri supraponderali și cu obezitate ușoară, cu o formă aerobică medie și fără dovezi de boală cronică evidentă. Este posibil ca prezența co-morbidităților asociate obezității să amplifice diferențele de grup raportate aici. În mod similar, este posibil ca o prevalență mai mare a apneei obstructive de somn la indivizii cu grăsime viscerală abdominală mai mare în prezentul studiu ar putea explica nivelurile lor crescute de MSNA. 20 Viitoare studii vor fi necesare pentru a confirma sau infirma aceste posibilități.

Pe scurt, rezultatele prezentului studiu sugerează că grăsimea viscerală abdominală este un depozit important de țesut adipos care leagă obezitatea de MSNA bazală crescută. Mecanismele responsabile pentru aceste observații rămân neclare. Important, aceste constatări pot avea implicații pentru înțelegerea riscului crescut de a dezvolta boli cardiovasculare la bărbații cu obezitate viscerală.

Această lucrare a fost susținută de premiile Institutelor Naționale de Sănătate HL62283 și HL67227 (Dr. Davy). Autorii îi mulțumesc lui John Halliwill, dr. Pentru partajarea software-ului său de analiză baroreflex (vezi referința 14).