Морфофункциональные характеристики загрудинной жировой ткани и их связь с артериальной жесткостью у пациентов с коронарным атеросклерозом, подвергшихся операции аортокоронарного шунтирования

Цель – исследование морфофункциональных характеристик адипоцитов загрудинной жировой ткани (ЗЖТ) в сравнении с другими типами жировой ткани (ЖТ), а также изучение их связи с показателями артериальной жесткости у пациентов с коронарным атеросклерозом, подвергшихся операции аортокоронарного  шунтирования (АКШ).

Материалы и методы. В настоящее пилотное исследование включены 17 пациентов (12 мужчин и 5 женщин)  в возрасте 40–70 лет со стабильной ишемической болезнью сердца и документированным  коронарным атеросклерозом, которым была проведена операция АКШ и которые подписали информированное согласие на участие в исследовании. Материалом для исследования явились экспланты эпикардиальной, подкожной и загрудинной жировой ткани (ЗЖТ), их забор осуществлялся в ходе операции. Для изучения состояния регионарной артериальной жесткости использовали осциллометрическую артериографию (TensioMed, Венгрия). Определяли уровень адипонектина, лептина, инсулина в супернатантах адипоцитов.

Результаты. Обнаружено, что адипоциты ЗЖТ имели меньшие размеры, чем адипоциты подкожной ЖТ, и были сопоставимы по размеру с эпикардиальными адипоцитами. Выброс адипонектина адипоцитами ЗЖТ не имел различий с таковым в подкожной и эпикардиальной ЖТ, однако адипоциты ЗЖТ вырабатывали существенно меньше лептина и инсулина. Впервые продемонстрирована взаимосвязь  выработки адипоцитами ЗЖТ лептина и инсулина с показателями регионарной артериальной жесткости:  прямая корреляционная связь – между секрецией лептина адипоцитами ЗЖТ и аортальным индексом  аугментации и обратная – между секрецией инсулина адипоцитами ЗЖТ и скоростью пульсовой волны.  Линейных корреляций между размерами адипоцитов ЗЖТ, наличием адипоцитов >100 мкм ЗЖТ и выработкой адипоцитами ЗЖТ лептина, инсулина, а также параметрами регионарной артериальной жесткости выявлено не было.

Заключение. Продемонстрировано наличие у ЗЖТ секреторной активности, интенсивность которой не имеет линейных ассоциаций с размером адипоцитов и их гипертрофией. Полученные нами данные впервые  указывают на взаимосвязь адипокинов, вырабатываемых ЗЖТ, с процессами нарушения эластических свойств магистральных артерий у пациентов с коронарным атеросклерозом.

1. Sato F., Maeda N., Yamada T., Namazui H., Fukuda S., Natsukawa T., Nagao H., Murai J., Masuda S., Tanaka Y., Obata Y., Fujishima Y., Nishizawa H., Funahashi T., Shimomura I. Association of epicardial, visceral, and subcutaneous fat with cardiometabolic diseases. Circ. J. 2018; 82 (2): 502–508. DOI: 10.1253/circj.CJ-17-0820.

2. Kologrivova I.V., Vinnitskaya I.V., Koshelskaya O.A., Suslova T.E. Visceral obesity and cardiometabolic risk: features of hormonal and immune regulation. Obesity and Metabolism. 2017; 14 (3): 3–10. DOI: 10.14341/OMET201733-10.

3. Maslov L.N., Naryzhnaya N.V., Boshchenko A.A., Popov S.V., Ivanov V.V., Oeltgen P.R. Is oxidative stress of adipocytes a cause or a consequence of the metabolic syndrome? Journal of Clinical and Translational Endocrinology. 2018; 15: 1–5. DOI: 10.1016/j.jcte.2018.11.001.

4. Cavallotti C., D’Andrea V., Tonnarini G., Cavallotti C., Bruzzone P. Age-related changes in the human thymus studied with scanning electron microscopy. Microsc. Res. Tech. 2008; 71 (8): 573–578. DOI: 10.1002/jemt.20588.

5. Safar M.E., Czernichow S., Blacher J. Obesity, arterial stiffness, and cardiovascular risk. J. Am. Soc. Nephrol. 2006; 17: S109–111. DOI: 10.1681/ASN.2005121321.

6. Al-Talabany S., Mordi I., Graeme Houston J., Colhoun H.M., Weir-McCall J.R., Matthew S.Z., Looker H.C., Levin D., Belch J.J.F., Dove F., Khan F., Lang C.C. Epicardial adipose tissue is related to arterial stiffness and inflammation in patients with cardiovascular disease and type 2 diabetes. MC Cardiovasc. Disord. 2018; 18 (1): 31. DOI: 10.1186/s12872-018-0770-z.

7. Akhmedzhanov N.M., Dedov I.I., Zvenigorodskaya L.A. et al. Russian experts’ consensus on metabolic syndrome problem in the Russian Federation: definition, diagnostic criteria, primary prevention, and treatment. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2010; 9 (5): 4–11.

8. Thalmann S., Juge-Aubry C.E., Meier C.A. Explant cultures of white adipose tissue. In: adipose tissue protocols. Methods in Molecular Biology. Humana Press. 2008; 456: 195–199. DOI: 10.1007/978-1-59745-245-8_14.

9. Hiuge-Shimizu A., Kishida K., Funahashi T. et al. Coexistence of visceral fat and multiple risk factor accumulations is strongly associated with coronary artery disease in japanese (The VACATION-J Study). Journal of Atherosclerosis and Thrombosis. 2012; 19 (7): 657–663. DOI: 10.5551/jat.13037.

10. Abazid R., Kattea M., Sayed S. et al. Visceral adipose tissue influences on coronary artery calcification at young and middle-age groups using computed tomography angiography. Avicenna Journal of Medicine. 2015; 5 (3): 83–88. DOI: 10.4103/2231-0770.160242.

11. Tanaka T., Kishi S., Ninomiya K., Tomii D., Koseki K., Sato Y., Okuno T., Sato K., Koike H., Yahagi K., Komiyama K., Aoki J., Tanabe K. Impact of abdominal fat distribution, visceral fat, and subcutaneous fat on coronary plaque scores assessed by 320-row computed tomography coronary angiography. Atherosclerosis. 2019; 287: 155–161. DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2019.06.910.

12. Ronti T., Lupattelli G., Mannarino E. The endocrine function of adipose tissue: an update. Clinical Endocrinology. 2006; 64 (4): 355–365. DOI: 10.1111/j.1365-2265.2006.02474.-х.

13. Ostanko V.L., Kalacheva T.P., Kalyuzhina E.V., Livshits I.K., Shalovay A.A., Chernogoryuk G.E., Bespalova I.D., Yunusov R.S., Lukashova L.V., Pomogaeva A.P., Teplyakov A.T., Kalyuzhin V.V. Biological markers in risk stratification and progression of cardiovascular disease: present and future. Bulletin of Siberian Medicine. 2018; 17 (4): 264–280. DOI: 10.20538/1682-0363-2018-4-264–280.

14. Uchasova E.G., Gruzdeva O.V., Dyleva Y.A., Akbasheva O.E. Epicardial adipose tissue: pathophysiology and role in the development of cardiovascular diseases. Bulletin of Siberian Medicine. 2018; 17 (4): 254–263. DOI: 10.20538/1682-0363-2018-4-254–263.

15. Neeland I.J., Ross R., Després J.P., Matsuzawa Y., Yamashita S., Shai I., Seidell J., Magni P., Santos R.D., Arsenault B., Cuevas A., Hu F.B., Griffin B., Zambon A., Barter P., Fruchart J.C., Eckel R.H. International atherosclerosis society; International chair on cardiometabolic risk working group on visceral obesity. Visceral and ectopic fat, atherosclerosis, and cardiometabolic disease: a position statement. Lancet Diabetes Endocrinol. 2019; 7 (9): 715–725. DOI: 10.1016/S2213-8587(19)30084-1.

16. Gullaksen S., Funck K.L., Laugesen E., Hansen T.K., Dey D., Poulsen P.L. Volumes of coronary plaque disease in relation to body mass index, waist circumference, truncal fat mass and epicardial adipose tissue in patients with type 2 diabetes mellitus and controls. Diab. Vasc. Dis. Res. 2019; 16 (4): 328–336. DOI: 10.1177/1479164119825761.

17. Austys D., Dobrovolskij A., Jablonskienė V., Dobrovolskij V., Valevičienė N., Stukas R. Epicardial adipose tissue accumulation and essential hypertension in non-obese adults. Medicina (Kaunas). 2019; 55 (8): е456. DOI: 10.3390/medicina55080456.

18. Ferrara D., Montecucco F., Dallegri F., Carbone F. Impact of different ectopic fat depots on cardiovascular and metabolic diseases. J. Cell Physiol. 2019; 234 (12): 21630–21641. DOI: 10.1002/jcp.28821.

19. Kohara K., Ochi M., Okada Y., Yamashita T., Ohara M., Kato T., Nagai T., Tabara Y., Igase M., Miki T. Clinical characteristics of high plasma adiponectin and high plasma leptin as risk factors for arterial stiffness and related end-organ damage. Atherosclerosis. 2014; 235 (2): 424–429. DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2014.05.940.

20. Mac Ananey O., McLoughlin B., Leonard A., Maher L., Gaffney P., Boran G., Maher V. Inverse relationship between physical activity, adiposity, and arterial stiffness in healthy middle-aged subjects. J. Phys. Act Health. 2015; 12 (12): 1576–1581. DOI: 10.1123/jpah.2014-0395.

21. Zachariah J.P., Hwang S., Hamburg N.M., Benjamin E.J., Larson M.G., Levy D., Vita J.A., Sullivan L.M., Mitchell G.F., Vasan R.S. Circulating adipokines and vascular function: cross-sectional associations in a community-based cohort. Hypertension. 2016; 67 (2): 294–300. DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.115.05949.

22. Aitken-Buck H.M., Babakr A.A., Coffey S., Jones P.P., Tse R.D., Lamberts R.R. Epicardial adipocyte size does not correlate with body mass index. Cardiovasc. Pathol. 2019; 43: 107144. DOI: 10.1016/j.carpath.2019.07.003.

23. Bambace C., Telesca M., Zoico E., Sepe A., Olioso D., Rossi A., Corzato F., Di Francesco V., Mazzucco A., Santini F., Zamboni M. Adiponectin gene expression and adipocyte diameter: a comparison between epicardial and subcutaneous adipose tissue in men. Cardiovasc. Pathol. 2011; 20 (5): e153–156. DOI: 10.1016/j.carpath.2010.07.005.

24. Martínez-Martínez E., Miana M., Jurado-López R., Bartolomé M.V., Souza Neto F.V., Salaices M., López-Andrés N., Cachofeiro V. The potential role of leptin in the vascular remodeling associated with obesity. Int. J. Obes (Lond.). 2014; 38 (12): 1565–1572. DOI: 10.1038/ijo.2014.37.

25. Trovati M., Doronzo G., Barale C., Vaccheris C., Russo I., Cavalot F. Leptin and vascular smooth muscle cells. Curr. Pharm. Des. 2014; 20 (4): 625–634. DOI: 10.2174/13816128113199990022.

26. Sista A.K., O’Connell M.K., Hinohara T., Oommen S.S., Fenster B.E., Glassford A.J., Schwartz E.A., Taylor C.A., Reaven G.M., Tsao P.S. Increased aortic stiffness in the insulin-resistant Zucker fa/fa rat. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2005; 289 (2): H845–851. DOI: 10.1152/ajpheart.00134.2005.

27. Sun H., Zhong M., Miao Y., Ma X., Gong H.P., Tan H.W., Zhang Y., Zhang W. Impaired elastic properties of the aorta in fat-fed, streptozotocin-treated rats. Vascular remodeling in diabetic arteries. Cardiology. 2009; 114 (2): 107–113. DOI: 10.1159/000219211.

28. Gordin D., Saraheimo M., Tuomikangas J., Soro-Paavonen A., Forsblom C., Paavonen K., Steckel-Hamann B., Harjutsalo V., Nicolaou L., Pavo I., Koivisto V., Groop P.H. Insulin exposure mitigates the increase of arterial stiffness in patients with type 2 diabetes and albuminuria: an exploratory analysis. Acta Diabetol. 2019; 56 (11): 1169–1175. DOI: 10.1007/s00592-019-01351-4.

29. Doronzo G., Russo I., Mattiello L., Riganti C., Anfossi G., Trovati M. Insulin activates hypoxia-inducible factor-1alpha in human and rat vascular smooth muscle cells via phosphatidylinositol-3 kinase and mitogen-activated protein kinase pathways: impairment in insulin resistance owing to defects in insulin signalling. Diabetologia. 2006; 49 (5): 1049–1063. DOI: 10.1007/s00125-006-0156-0.

30. Mahmoud A.M., Ali M.M., Miranda E.R., Mey J.T., Blackburn B.K., Haus J.M., Phillips S.A. Nox2 contributes to hyperinsulinemia-induced redox imbalance and impaired vascular function. Redox Biol. 2017; 13: 288–300. DOI: 10.1016/j.redox.2017.06.001.