Регулювання периферичного кровотоку при ожирінні та метаболічному синдромі людини
Жаклін К. Лімберг
1 Відділення анестезіології, клініка Мейо, Рочестер, штат Міннесота, США
3 Кафедра кінезіології, Університет Вісконсіна - Медісон, Медісон, Вісконсин, США
Барбара Дж. Морган
2 Кафедра ортопедії та реабілітації, Університет Вісконсина - Медісон, Медісон, Вісконсин, США
Вільям Г. Шрадж
3 Кафедра кінезіології, Університет Вісконсіна - Медісон, Медісон, штат Вісконсин, США
Анотація
Як ожиріння, так і метаболічний синдром є важливими факторами ризику серцево-судинних захворювань. У цьому огляді ми дослідимо гіпотезу, згідно з якою у дорослих молодих людей із ожирінням та дорослих з метаболічним синдромом спостерігаються зміни в регуляції кровотоку, що відбуваються до початку явної серцево-судинної дисфункції.
Вступ
Контроль кровотоку в судинній системі скелетних м’язів - це баланс звуження судин і розширення судин з метою узгодження доставки кисню з метаболічними потребами. Ми досліджуємо гіпотезу про те, що дорослі люди з ожирінням з метаболічним синдромом мають субклінічні зміни в нервово-судинному контролі периферичного кровообігу, включаючи посилення симпатичної активності, посилення місцевої вазоконстрикції та зменшення судинорозширювальних механізмів - що може сприяти порушенням регуляції кровотоку в стані спокою та у відповідь на фізичні вправи.
Значення вивчення ожиріння людини
Ожиріння змінює регуляцію периферичного кровотоку
Місцевий контроль кровотоку в циркуляції скелетних м’язів - це баланс звуження судин і розширення судин з метою узгодження доставки кисню та метаболічних потреб. У відповідь на гострий стрес (наприклад, фізичні вправи) зв’язок між кровотоком та споживанням кисню залишається відносно постійним у здорових людей, так що пологи пропорційні попиту [Огляд у (25, 29)]. До недавнього часу дуже мало роботи оцінювало, як може змінюватися контроль судин у людей, що страждають ожирінням; однак тваринні моделі ожиріння та метаболічного синдрому (наприклад, ожиріння Цукер-Щур) підтримують концепцію порушення регуляції кровотоку [Огляд у (13)].
Підвищена симпатично-опосередкована звуження судин у стані спокою при ожирінні
Як відомо, люди з ожирінням та люди з метаболічним синдромом виявляють підвищену активність м’язових симпатичних нервів, що є фізіологічним фактором, який пов’язаний із збільшенням частоти серцево-судинної захворюваності та смертності (28). Точні механізми цього збільшення невідомі; однак підвищення симпатичної активності може відбутися у відповідь на зміну складу тіла, зміну сигналізації інсуліну та/або зміни центральної вегетативної регуляції. Хронічна симпатична активація може впливати на нервово-судинне зчеплення, що призводить до зміненого вивільнення нейромедіатора, кількості/спорідненості рецепторів та/або сигналізації в межах гладких м’язів судин. Відповідно до цієї концепції, тваринні моделі метаболічного синдрому демонструють підвищену симпатичну активність на додаток до посиленого базального звуження опосередкованого α-адренергічного рецептора порівняно зі здоровими контрольними тваринами (37, 40).
Нещодавно ми прагнули перекласти такі знахідки у людей. Дані нашої лабораторії показали, що дорослі з метаболічним синдромом виявляють вищу активність симпатичної нервової системи (як оцінювали за допомогою техніки мікронейрографії, малюнок 2А), а також більшу судинозвужувальну реакцію на внутрішньоартеріальну інфузію агоніста α2-адренергічних рецепторів [Рисунок 2B, (35)]. Ці дані вказують на посилення опосередкованої симпатичної вазоконстрикції у дорослих із метаболічним синдромом і узгоджуються з повідомленнями про більшу симпатичну підтримку артеріального тиску при ожирінні людини (7). Наші результати (рисунки 2C та 2D) також узгоджуються з даними, що демонструють відсутність регуляції α1-адренергічного рецептора у відповідь на посилення симпатичної активності в собачій моделі метаболічного синдрому (9).
Ми спостерігали вищу активність симпатичної нервової системи (як оцінювали за допомогою техніки мікронейрографії, рис. 2А), а також більшу реакцію судинозвужувальних засобів на внутрішньоартеріальну інфузію агоніста α2-адренергічних рецепторів у дорослих з метаболічним синдромом [* p Рисунок 2C, ( 6)]. Подібним чином, чоловіки старшого віку з підвищеним рівнем активності симпатичної нервової системи менш реагують на α-адренергічні агоністи і, отже, виявляють притуплену симпатично-опосередковану вазоконстрикцію у спокої порівняно з молодими дорослими (10). Багато припускають, що це результат хронічного збільшення симпатичної активності та наслідків десенсибілізації або зниження регуляції адренергічних рецепторів. Цікаво, що зворотний зв’язок між симпатичною активністю та опосередкованою α-адренергічною вазоконстрикцією відсутній у метаболічному синдромі людини (рис. 2D), підкреслюючи, що метаболічний синдром людини є унікальним патофізіологічним фенотипом, який не можна просто описати як „раннє судинне старіння”. З огляду на це, роз’єднання між підвищеною симпатичною активністю та звуженням судин при метаболічному синдромі може мати важливі наслідки для прогресування до явних серцево-судинних захворювань та діабету. На підтримку цієї ідеї попередня робота показала, що α-адренергічна реакція підтримується при здоровому ожирінні (1), але зростає при цукровому діабеті 2 типу (21).