Systémový zápal a porucha funkcie pľúc u morbídne obéznych osôb so syndrómom
Abstrakt
1. Úvod
Obezita predstavuje rastúci globálny problém, ktorý dosiahol epidemické rozmery [1]. Sekčné štúdie preukázali pozitívnu súvislosť medzi obezitou a astmou [2]. Chudnutie u pacientov s astmou zlepšilo chorobnosť a funkciu pľúc [3]; mechanizmy, ktoré sú základom vzťahu medzi astmou a obezitou, sú však nejasné. Predpokladá sa, že tu hrá úlohu systémový zápal nízkeho stupňa spojený s obezitou.
Metabolický syndróm je bežná metabolická porucha, ktorá môže vyplynúť z rastúcej prevalencie obezity. Metabolický syndróm je skupina kardiometabolických rizikových faktorov charakterizovaných brušnou obezitou, inzulínovou rezistenciou a chronickým systémovým zápalom [4]. Pozitívne súvislosti so zhoršenou funkciou pľúc boli zaznamenané pre zložky metabolického syndrómu, ako je hypertenzia [5], diabetes typu 2 [6, 7], lipoproteínový cholesterol s nízkou hustotou [8] a všeobecná obezita [9]. V nedávnych kohortných štúdiách sa ukázalo, že existuje tiež vzťah medzi poruchou funkcie pľúc a metabolickým syndrómom [10–12]. Všetky vyššie uvedené štúdie však zahŕňali subjekty s nadváhou i normálnu váhu, a preto neboli osobitne zamerané na preskúmanie týchto problémov u morbídne obéznych ľudí. Údaje o súvislosti medzi nedostatkom pľúcnych funkcií a metabolickým syndrómom u morbídne obéznych ľudí sú obmedzené.
Mechanizmy, ktoré sú základom vzťahu medzi zhoršenou funkciou pľúc a metabolickým syndrómom, sú nejasné. Tento vzťah by mohol vysvetliť chronický nízky systémový zápal spojený s obezitou. Naša hypotéza je taká, že tento nízky systémový zápal spôsobuje zápal v pľúcach, a preto zhoršuje funkciu pľúc.
Preto sme uskutočnili štúdiu, ktorá skúmala (1) súvislosť medzi funkciou pľúc a metabolickým syndrómom u morbídne obéznych jedincov a (2) s cieľom zistiť vplyv systémového zápalu na vzťah medzi poškodením funkcie pľúc a metabolickým syndrómom.
2. Metódy
2.1. Populačná štúdia
Subjekty zahrnuté do tejto štúdie boli po sebe idúci pacienti, ktorí boli predoperačne vyšetrení na bariatrickú chirurgiu v nemocnici Sint Franciscus Gasthuis v holandskom Rotterdame v období od októbra 2009 do mája 2011. Kritériá oprávnenosti pre bariatrickú chirurgiu boli vo veku od 18 do 60 rokov. rokov a index telesnej hmotnosti (BMI) ≥40 kg/m2 alebo ≥35 kg/m2 v kombinácii s prítomnosťou komorbidity, napr. diabetes mellitus, hypertenzie alebo preukázaného syndrómu obštrukčnej spánkovej apnoe (OSAS). Subjekty podstúpili základné fyzikálne vyšetrenia, ktoré zahŕňali bežné hodnotenie antropometrie, krvného tlaku, funkcie pľúc a vzoriek krvi.
Výška a váha sa merali na ľahkom oblečení a bez topánok. Index telesnej hmotnosti bol vypočítaný ako hmotnosť (v kg) vydelená výškou (vm) na druhú. Obvod brucha sa meral priamo na povrchu tela v polovici vzdialenosti medzi spodným okrajom rebra a hrebeňom ilea.
Na hodnotenie OSAS a dotazník GERD [14] na gastroezofageálnu refluxnú chorobu (GERD) sa použil dotazník Epworth Sleepiness Scale [13].
Všetky subjekty dali informovaný súhlas a miestna etická komisia (Toetsingscommissie Wetenschappelijk Onderzoek Rotterdam eo, testovací proces NL25637.101.08) schválila protokol o štúdii (holandský testovací register č. NTR3204).
2.2. Definícia metabolického syndrómu
Metabolický syndróm bol diagnostikovaný podľa správy panelu III o liečbe dospelých v rámci Národného vzdelávacieho programu pre cholesterol (NCEP ATP-III), keď boli prítomné ≥ 3 z nasledujúcich 5 rizikových faktorov: abdominálna obezita, zvýšené sérové triglyceridy, hladina nízka hustota lipoproteínov v sére (HDL-C), vysoký krvný tlak a vysoká hladina glukózy v sére alebo liečba ktoréhokoľvek z týchto stavov [4].
2.3. Testy funkcie pľúc
Spirometria sa uskutočňovala pomocou spirometra Vmax (Vmax SensorMedics Viasys, Encore typ 20/22/229/62 Encore, Cardinal Health, USA) pred a po 400 μg inhalovaného salbutamolu, pričom subjekty boli v sediacej polohe a nosné svorky boli na mieste. vyhlásenie Americkej hrudnej spoločnosti/Európskej respiračnej spoločnosti [15]. Všetky získané hodnoty korelovali s výškou, vekom a pohlavím a sú vyjadrené ako percento ich očakávanej hodnoty (referencia ERS 1993). Výsledky funkcie pľúc sú hodnoty pred bronchodilatáciou, pokiaľ nie je výslovne uvedené inak. Expirovaný oxid dusnatý (FeNO) bol meraný pomocou NIOX MINO (Aerocrine, Švédsko) a vyjadrený v dieloch na miliardu (ppb).
2.4. Klinická chémia
2.5. Štatistická analýza
Neupravené porovnania sa uskutočňovali medzi skupinami pomocou Student’stestovho testu alebo testu Chi-kvadrát, ak je to vhodné, a Mann-Whitneytestovho testu pre neparametrické (eozinofilné) porovnania. CRP, IgE, inzulín, lipoproteín-α a vitamín B6 neboli normálne distribuované (štandardná chyba špičatosti a citlivosti pod -3 alebo nad 3), a preto boli zaznamenané. Na vyhodnotenie asociácií medzi spojitými premennými sa použila jednorozmerná lineárna regresia. Na zistenie, ktorá zložka metabolického syndrómu súvisí s pomerom FEV 1/FVC, sa použila lineárna regresná analýza. Premenné spojené s pomerom FEV 1/FVC v jednorozmernej analýze pri hodnote
Tabuľka 5: Analýza jednorozmernej regresie vzťahu medzi zložkami metabolického syndrómu a pomerom FEV 1/FVC.
3.7. Viacnásobná regresná analýza
Po oprave používania inhalačných kortikosteroidov a počte rokov balenia sme zistili súvislosť medzi eozinofilmi v krvi a pomerom FEV 1/FVC (adj. B -0,113,) (tabuľka 6).
Tabuľka 6: Pomer FEV 1/FVC s viacnásobnou regresnou analýzou.
4. Diskusia
Táto štúdia ukazuje, že obézni pacienti s metabolickým syndrómom majú vyšší podiel monocytov a eozinofilov v krvi a nižší pomer FEV 1/FVC, čo naznačuje obštrukciu dýchacích ciest, ako obézni pacienti bez metabolického syndrómu. Eozinofily v krvi (%) u obéznych morbídnych jedincov súviseli s FEV 1/FVC, zatiaľ čo monocyty nie. Po úprave pre niekoľko premenných zostal vzťah medzi pomerom FEV 1/FVC a eozinofilmi neporušený. Aj keď sú rozdiely malé, posilňuje hypotézu, že prítomnosť metabolického syndrómu by mohla hrať úlohu pri zhoršovaní funkcie pľúc vyvolaním systémového zápalu, najmä sprostredkovaného eozinofilmi v krvi. Ak to vedie aj k dlhodobej astme, zostáva to objasnené.
Pokiaľ je nám známe, jedná sa o prvú štúdiu o funkcii pľúc a metabolickom syndróme v skupine iba morbídne obéznych jedincov. Po druhé, v súčasnej štúdii sa uvažovalo o komorbidných stavoch spojených s obezitou, ako sú OSAS a GERD. Po tretie, adipozita sa hodnotila nielen pomocou BMI, ale aj podľa brušného obvodu. Aj keď by sme očakávali, že všetci naši jedinci budú mať metabolický syndróm, zistili sme v našej skupine 65% prevalenciu metabolického syndrómu, čo zodpovedá 60% morbídnej obezity v skupine NHANES III [16].
Rôzne štúdie preukázali, že obezita vedie k miernemu zníženiu celkovej kapacity pľúc (TLC) a väčšiemu zníženiu zvyškovej funkčnej kapacity (CRF) [17]. Neboli sme však schopní vykonať TLC meranie na všetkých subjektoch, aby sme vylúčili reštriktívny model. Pomer FEV 1/FVC je zvyčajne dobre udržiavaný u obéznych jedincov alebo dokonca zvýšený. To by mohlo vysvetliť vysoký priemerný pomer FEV 1/FVC u našich subjektov, a preto sme použili pomer FEV 1/FVC ako spojitú premennú a nepoužili sme predpokladanú hodnotu zníženia o 70%. Okrem toho na rozdiel od FEV 1/FVC je FEV 1 ovplyvňovaný BMI; Preto sa zameriavame na pomer FEV 1/FVC.
Prevalencia astmy, ktorú si sami hlásili, bola v obidvoch skupinách podobná. Nevykonali sme provokačné testy s metacholínom; definitívna diagnóza astmy preto často nebola možná. Pretože nesprávna diagnóza astmy je relevantným problémom aj u obéznych ľudí [18], cítili sme sa pohodlnejšie namiesto objektívnej diagnózy používať objektívne parametre.
Pretože v jednorozmernej analýze bol metabolický syndróm spojený s pomerom FEV 1/FVC, skúmali sme, ktoré zložky metabolického syndrómu prispeli k tomuto vzťahu. Hypertenzia bola jedinou zložkou, ktorá bola významne spojená s nízkym pomerom FEV 1/FVC po viacnásobnej regresnej analýze. Hypertenzia môže mať najsilnejšiu asociáciu so systémovým zápalom, ako to navrhuje Irace a kol. [19]. Mohli by sme tiež potvrdiť výsledky Leone et al. [10] ukazujú, že skutočne existuje vzťah medzi obvodom brucha (v cm) a pomerom FEV 1/FVC. Je zaujímavé, že sme našli koreláciu medzi percentom eozinofilov v krvi a brušným obvodom, kde sme nenašli žiadnu koreláciu medzi percentom eozinofilov v krvi a BMI, čo naznačuje, že záleží hlavne na mieste tuku. To naznačuje, že zvýšený obvod brucha u jedincov s metabolickým syndrómom spôsobuje relatívnu eozinofíliu.
Obezita je stav chronického nízkeho systémového zápalu. Počet leukocytov sa považuje za marker systémového zápalu. Niekoľko epidemiologických štúdií už zaznamenalo vzťah medzi niektorými zložkami metabolického syndrómu a leukocytmi [20, 21]. Niekoľko štúdií preukázalo zvýšené percento eozinofilov pri obezite [22] alebo metabolickom syndróme [20, 21]. C-reaktívny proteín (CRP) je tradičným markerom zápalu a dobre koreluje s BMI [23]. Aj keď naša štúdia nezistila žiadny rozdiel v CRP medzi týmito dvoma skupinami - nepoužili sme vysoko senzitívne merania CRP - percento monocytov a eozinofilov v krvi bolo vyššie u tých s metabolickým syndrómom. Naša štúdia naznačuje, že zvýšené počty alebo cirkulujúce eozinofily môžu byť špecifickým prejavom systémového zápalu spojeného s metabolickým syndrómom.
Otázkou zostáva, prečo existuje eozinofília vo vzťahu k obéznym ľuďom. Eozinofily sú tradične spojené s alergickými chorobami, astmou a parazitickými infekciami. Tukové tkanivo je zdrojom adipokínov, o ktorých sa predpokladá, že hrajú úlohu pri nízkom stupni systémového zápalu pri obezite [24]. Leptín - produkovaný hlavne tukovým tkanivom - je prozápalový prostriedok. Sérový leptín je u obéznych ľudí významne zvýšený, čo koreluje s BMI [25]; aktivuje eozinofily [26] a zvyšuje ich prežitie [27]. Sérové hladiny leptínu sú zvýšené u dospelých s normálnou hmotnosťou a so zhoršenou funkciou pľúc [28]. Eotaxín je eozinofilne špecifický chemokín so zvýšenou obezitou [29]. Adipocyty produkujú viac eotaxínu, keď sú stimulované leptínom [30]. Plazmatický adiponektín - protizápalový hormón - nepriamo koreluje s BMI [31]. Pomer leptín/adiponektín je markerom inzulínovej rezistencie [32] a metabolického syndrómu [33]. Teda leptín a možno aj eotaxín mohli prispievať k eozinofílii v porovnaní s obéznymi ľuďmi. Bohužiaľ nemáme údaje o leptíne, adiponektíne a eotaxíne, ktoré by ďalej podporovali ich úlohu pri pozorovanej eozinofílii.
Stručne povedané, naša štúdia ukazuje, že existuje malý, ale štatisticky významný rozdiel medzi eozinofilmi a FEV 1/FVC medzi subjektmi s metabolickým syndrómom alebo bez neho. Po korekcii na ďalšie premenné zostala asociácia medzi krvnými eozinofilmi a FEV 1/FVC. Aj keď rozdiely, ktoré sme zistili, boli pomerne malé, mohla by nás podporiť hypotéza, že prítomnosť metabolického syndrómu môže ovplyvniť narušenú funkciu pľúc vyvolaním systémového zápalu, najmä sprostredkovaného eozinofilmi v krvi. Je potrebný ďalší výskum s pevnou diagnózou astmy a hodnotením zápalu periférnych dýchacích ciest. Okrem toho sú na stanovenie príčinnej súvislosti medzi metabolickým syndrómom a zhoršenou funkciou pľúc potrebné longitudinálne štúdie u morbídne obéznych pacientov pred a po bariatrickej operácii.
skratky
| BMI: | Index telesnej hmotnosti |
| CRP: | C-reaktívny proteín |
| ESS: | Rebrík ospalosti Epworth |
| : | Nútený výdychový prietok 25% - 75% |
| Feno: | Expirovaná frakcia oxidu dusnatého |
| : | Nútený výdychový objem za 1 sekundu |
| FVC: | Nútená vitálna kapacita |
| GERD: | Refluxná choroba pažeráka |
| HDL: | Lipoproteín s vysokou hustotou |
| NCEP-APT III: | Národná správa o liečbe cholesterolu Národný program liečby dospelých III |
| OSAS: | Syndróm obštrukčnej spánkovej apnoe. |
Konflikt záujmov
Autori neprehlasujú žiaden konflikt záujmov.
uznanie
Autori ďakujú pani Sandre Reijnhartovej za úpravu príspevku. Autori sú vďační za pomoc všetkým pracovníkom v respiračnom laboratóriu a členom tímu bariatrickej chirurgie v Sint Franciscus Gasthuis. Tento výskum bol podporený z grantov Výskumnej a vývojovej nadácie, Katedry vnútorného lekárstva, Sint Franciscus Gasthuis (Stichting Onderzoek en Ontwikkeling Interne Specialismen Sint Franciscus Gasthuis).