A szív- és érrendszer: Az elhízás következményei a testrendszerre és a bariatrikus műtétet követő betegségfolyamatok megoldása

Derrick Cetin, DO és Elie Nasr, BA

Bariatric Times. 2017; 14 (1): 10–15.

ABSZTRAKT

Az elhízást összefüggésbe hozták a szív- és érrendszer betegségeivel, mivel a betegség több tényezője fokozza a hajlamot a szív- és érrendszeri betegségekre és más társbetegségekre. A szerzők itt áttekintik azokat a lehetséges mechanizmusokat, amelyek révén az elhízás befolyásolhatja a szív szerkezetét és működését, beleértve a hemodinamikai tényezőket, az anyagcsere tényezőket és a közvetlen/egyéb okokat. Az elhízott beteg gyulladásos változásai más lehetséges mechanizmusokat jelentenek a szívre gyakorolt strukturális vagy endokrin hatásokra. 5-10 százalék közötti súlycsökkentési erőfeszítések javítják a metabolikus folyamatokkal járó társbetegségeket, amelyek fokozott kardio-metabolikus kockázathoz vezetnek. A szerzők áttekintik az irodalmat mind a műtéti, mind a műtéti súlyvesztésről, mivel javítják az anyagcsere állapotát, így csökkentik a kardiovaszkuláris kockázatot.

Bevezetés

Az elhízásnak számos, az egészséggel összefüggő hatása van, az úgynevezett társbetegségek, amelyek a megnövekedett morbiditással, a halálozással és az életminőség csökkenésével járnak. Amellett, hogy az elhízás a krónikus betegségek egyik fő elősegítője, a szív- és érrendszeri megbetegedésekkel is együtt jár. Amikor a BMI ≥ 30 kg/m2, összefüggés áll fenn a szívelégtelenség, a szívinfarktus, az idő előtti ateroszklerózis és a szív- és érrendszeri halálozás miatt csökkent túlélés kockázatával. [1], [2] 2009-ben az American Heart Association tudományos tanácsadó megjegyezte, hogy a koszorúér-betegség (CHD) és a kapcsolódó kockázati tényezők prevalenciája megnő az elhízásban szenvedő betegeknél. A tudományos tanácsadást a sebészek, a konzultáló orvosok és az aneszteziológusok tájékoztatása céljából tették közzé a szív- és tüdőbetegségekkel való összefüggésről, ami negatívan befolyásolhatja bármely nem szívizom műtét eredményét. [3]

Metabolikus szindróma

Megállapították, hogy az elhízás a CVD független kockázati tényezője. Ezenkívül számos kardiovaszkuláris kockázati tényező alkotóeleme, hogy megállapítsák az úgynevezett metabolikus szindrómát. A magas vérnyomás, az inzulinrezisztencia és a dyslipidaemia azok a kardiovaszkuláris kockázati tényezők, amelyek a metabolikus szindrómát meghatározó intraabdominális zsír növekedésével kombinálva [6].

Az elhízás és az inzulinrezisztencia közötti összefüggés a hipertrofált zsírraktár kialakulásából ered az intraabdominális vagy a zsigeri térben. [7] A megnövekedett zsigeri zsír aktív endokrin szerv, amely fokozott gyulladásgátló citokineket termel: leptin, rezisztin, TNF-a, IL-6, CRP és PAI-1. Ezzel szemben csökken a gyulladásgátló citokin-adiponektin termelése. Az alapul szolgáló inzulinrezisztencia miatt fokozódik az intraabdominális zsír lipolízise, ami megnöveli a szabad zsírsavak áramlását a portálrendszerbe. Ennek eredménye a fokozott gyulladás, az endothel diszfunkció, az inzulinrezisztencia és az aterogén dyslipidaemia okozta megnövekedett kardiometabolikus kockázat kialakulása. [8]

A szív- és érrendszeri betegséghez hozzájáruló tényezők

Számos tényező növeli a CVD iránti érzékenységet, beleértve a metabolikus diszregulációt, a rendellenes szívműködést, az endothel diszfunkcióját, a korai szívkoszorúér betegségét, a megnövekedett szimpatikus tónust és a pulmonális hipertóniát, valamint az aritmiákat. [9] Ebben a szakaszban áttekintjük azokat a lehetséges mechanizmusokat, amelyek révén az elhízás befolyásolhatja a szív szerkezetét és működését, beleértve a hemodinamikai tényezőket, az anyagcsere faktorokat, valamint a gyulladás és a különféle adipokinek közvetlen/egyéb okait. [10]

Az elhízás növeli az anyagcsere igényét azáltal, hogy a zsírmentes tömeghez képest nagyobb mértékben növekszik a zsírtömeg, annak ellenére, hogy a zsírszövet a teljes testtömeg nagyobb részét teszi ki. Jelentős mennyiségű folyadék van jelen a zsírszövet intersticiális térében, ami a szövet nedves tömegének körülbelül 10 százaléka. [12] Annak ellenére, hogy a teljes zsírtömeg mellett nő a szívteljesítmény, a zsírszövet egységenkénti perfúziója csökken az elhízás növekedésével. [13] A véráramlást ugyanis a vazodilatációt közvetítő β1 adrenoreceptorok szabályozzák, ezáltal a vázizom véráramlását főként a β2-receptorok szabályozzák. [14] Ezért a véráramlás a zsírszövetben valójában alacsonyabb, mint a vázizomzatban, annak ellenére, hogy a zsírszövet a teljes testtömeg nagyobb részét és nagyobb részét folyadékot tartalmazza. [15] A nettó eredmény a véráramlás növekedése és az elhízás által okozott megnövekedett teljes vérmennyiség.

A teljes vérmennyiség növekedése egyidejűleg megnövekedett szívteljesítménnyel jár, főleg a szívvonás térfogatának növekedésével. [16] Viszont a bal kamra töltési nyomása aránytalanul növekszik a Frank-Starling görbe balra tolódása miatt. Az aktivitás bármely adott szintjén az elhízott alanyoknál megnő a szívterhelés az edzés közben fellépő fokozott vénás visszatérés miatt. [16] A térfogat túlterhelésével, amely a fokozott vér visszatér a szívbe, a bal kamra kitágulása következik be. Az excentrikus hipertrófia olyan folyamat, amelynek során az új szarkómerek sorban meghosszabbodnak a meglévő szarkomerekkel, hogy tágítsák a szív kamrájának sugarát. Az excentrikus hipertrófia megfelelő, kompenzáló válasz a korai volumen túlterhelésére. [18]

Metabolikus tényezők. Az elhízásban változások tapasztalhatók a mitokondriumok szétkapcsolásában és a szívizom energia-anyagcseréjében, a zsírsavak váltása válik a szív energiaellátásának legfontosabb forrásává, nem pedig glükózzá. A zsírsavak az acetil Co A kiemelkedő forrásává válnak a TCA-ciklusban. A zsírsav-oxidáció és a glükóz-oxidáció arányának megváltozása és a mitokondriális oxidatív anyagcsere csökkenése következtében minden előállított ATP esetében megnő az oxigénfogyasztás. [10] A megnövekedett oxigénfogyasztás a szív hatékonyságának csökkenésével, a szívműködés csökkenésével és a szívelégtelenséggel jár együtt. [10] A glükóznak a zsírsav-felhasználás felé történő elmozdulása a diabéteszes szívben is megfigyelhető.

Az intramyocellularis trigliceridek és a lipid-metabolitok, például a ceramidok fokozott felhalmozódása fokozott kardiomiocita apoptózissal járt Zucker zsíros patkányokban. [20] A szív korlátozott kapacitással rendelkezik a trigliceridek tárolására, tekintettel a fokozott zsírsav-ellátottságra, amely hajlamosítja a szívet a toxikus lipid melléktermékekre. [21] A lipotoxikus metabolitok súlyos esetekben megzavarják a szív működését, ami elsősorban dilatált kardiomiopátiához vezet. [22] Meg kell még határozni, hogy a miokardiális trigliceridek csökkent lipolízise felelős-e a lipotoxikus elhízás kardiomiopátiáért.

Habár az inzulinrezisztencia romlásának szívproblémái nem jól ismertek, az inzulinrezisztencia megfordulása az inzulinérzékenyítőkkel növeli a szívizom glükóz-kihasználtságát, csökkenti a zsírsav-felhasználást és csökkenti a szívizom ischaemiáját. [23], [24] Az inzulinrezisztencia és Felülvizsgálták a T2DM-t a szív- és érrendszeri betegségek kiváltásában, valamint a szívműködési zavarokhoz vezető lehetséges mechanizmusokat. [25] Az inzulinrezisztencia és a T2DM pontos szerepe az elhízásban szenvedő felnőttekben ellentmondásos. A legvalószínűbb magyarázat az, hogy sok szinergikus és nem kívánt hatás van a szívműködésre és az anyagcserére. [10]

Gyulladás

Ebben a részben a gyulladásos változásokat, mint a szívre gyakorolt strukturális vagy endokrin hatás lehetséges mechanizmusait tekintjük át. A gyulladásos változások a zsigeri zsírból vagy zsírszövetből származó adipokinek szekréciójának köszönhetők. Ezen bioaktív mediátorok felszabadulásának számos hatása van, beleértve a testtömeg homeosztázisát és az inzulinrezisztencia kialakulását. [26] A szívműködés adaptációi és változásai, amelyek a zsigeri adipozitás felhalmozódása esetén következnek be, akár társbetegségek nélkül is előfordulhatnak egyénnél. [10]

Az adiponektin egy másik bioaktív mediátor, amelyet az adipociták termelnek, nagyobb koncentrációban keringenek, mint az elhízott egyének alacsonyabb szintjei. Ennélfogva van egy független negatív prediktor az adiponectin fokozott visceralis zsírtartalmával. Az adiponektin elsődleges mechanizmusa a máj glükóztermelésének gátlásán keresztül történő glükózszabályozás. A vázizomzatban az adiponektin a glükóz és a zsírsav oxidációját is stimulálja. Amellett, hogy inzulinérzékenyítő, az adiponektin gyulladáscsökkentő és atherogenikus hatást fejt ki, és stressz körülmények között védi a szív- és érrendszeri szöveteket. [30] Úgy tűnik, hogy az adiponektin jótékony hatásait az endotheliális szignalizáció gátlásával fejti ki, a Camp-függő útvonalon keresztül, modulálva a gyulladásos választ. [31]

A szisztémás gyulladás másik útja a C-reaktív fehérje (CRP) termelődése. Az elhízott betegeknél a májban szintetizálódik a magas érzékenységű CRP, a zsírsejtek által felszabadított citokinek hatására. [32] A CRP szintézisét nagymértékben az emelkedett keringő IL-6 szint szabályozza, amelyet a zsírszövet is szekretál. Kimutatták, hogy a zsírszövet a krónikus alacsony fokú gyulladásos állapot meghatározó tényezője, amelyet az IL-6, a TNF-∝ és a CRP szintje tükröz. [45] Ezeknek a citokineknek a megnövekedett termelése felelős az endotheli diszfunkció kialakulásáért, mivel csökkenti a nitrogén-monoxid (NO) biohasznosulását, ami viszont érszűkülethez és fokozott érellenálláshoz vezet. [46] A női egészségügyi tanulmányban a CRP a szív- és érrendszeri betegségek erős független kockázati tényezője. [32] A gyulladás markerként a CRP több tanulmányban kimutatta a jövőbeni szívinfarktus, CVA és hirtelen szívhalál előrejelzését. [33]

Neurohumorális aktiváció

Számos tanulmány azt jelzi, hogy az elhízott betegek képesek aktiválni a szimpatikus idegrendszert, ami az esetek többségében az alvászavaros légzés következménye. [48] A fokozott szimpatikus tónus hozzájárulhat a koncentrikus LVH megállapításához a magas vérnyomás és a fokozott szívösszehúzódás következtében. A katekolaminoknak közvetlen, a hemodinamikai tényezőktől független, hipertrófiás hatásai lehetnek, ami úgy tűnik, hogy a renin-angiotenziós rendszer aktiválódása az elhízás során. A rennin-angiotenzin rendszer aktiválásának másik mechanizmusa az angiotenzinogén fokozott szekréciója az adipocyctákból. Az angiotenzin szimpatikus izgatottságot okozhat, így a rennin-angiotenzin és a szimpatikus aktiváció additív hatásai vannak. A szimpatikus izgatottság az elhízásban fellépő hemodinamikai hatásokból (vazokonstrikció és magas vérnyomás) és a szív átalakításából ered.

Komorbiditások javulása fogyással

Számos tanulmány kimutatta a fogyás előnyeit a magas vérnyomás, a T2DM, a hiperlipidémia és az alvási apnoe esetén. [34] A bariatrikus műtét ezen társbetegségek hosszú távú javulásával jár a tartós fogyás eredményeként, a nem súlyosan visszanyerhető, nem műtéti megközelítésekhez képest. Ha a tartós, tartós fogyás eredményeként az előnyök fennmaradnak, ez a szív felépítésének és működésének előnyeivé válik. [35]