Miért vezet az elhízás légzési zavarokhoz?

Egy új kutatás választ ad arra, hogy miért alakulnak ki elhízással diagnosztizált emberek légzési problémák.

Azok az okok, amelyek miatt az elhízott emberek gyakran légzési problémákat okoznak, az egyszerű légszomjtól kezdve az elhízás hipoventilációs szindróma (OHS) néven ismert potenciálisan életveszélyes állapotig, kissé rejtély marad.

Ez a rejtvény vezette a Michigan Medicine endokrinológusait, Eric Buras, MD, Ph.D. és Tae-Hwa Chun, MD, Ph.D., hogy összeállítson egy kutatócsoportot az elhízással járó légzési diszfunkció modellezésére egerekben.

A rekeszizom szerkezetének megváltozása

Céljuk az volt, hogy kimondottan teszteljék, hogy a rekeszizom szerkezetében, mozgásában és erejében megváltoztak-e, amikor ezek az állatok elhízottak.

A kutatók az egereket magas zsírtartalmú étrendre helyezték, amelyben a kalóriabevitel 45 százaléka zsírból származott, és hat hónap alatt sorozatosan mérték a rekeszizom mozgását ultrahanggal.

Úttörő munkájuk címlapsztoriként szerepelt a Diabetes 2019 januári kiadásában .

"Hat hónapos etetés után azt tapasztaltuk, hogy az ultrahangon a membrán mozgása jelentősen csökkent az elhízott egerekben, szemben a normál étrendet fogyasztó sovány egerekkel" - mondja Buras, az U-M klinikai előadója.

Hogy egy lépéssel tovább haladjon, a csapat meg akarta állapítani, hogy ez a funkcionális változás magában a rekeszben található-e, vagy egyszerűen a mellkas és a hasi zsírszövet felesleges nyomása miatti lelassult mozgás eredménye.

Tehát a csapat eltávolította az egerekből a rekeszizom csíkjait és elemezte azok összehúzódását. Ennek érdekében elektromosan stimulálták a sávokat egy ionban gazdag fürdőben, és összehúzódási erőt mértek egy „erőátalakítóval”, vagy olyan mechanizmussal, amely a feszültséget és a nyomóerőt egyaránt méri az elektromos kimeneten.

"Nagyon kellemes meglepetés volt, hogy alacsonyabb kontraktilis erőt találtunk az elhízott csoport mintáiban" - mondja Buras. „Ez megerősítette azt az elképzelést, hogy a rekeszizom maga is veszélybe került, ahelyett, hogy a megnövekedett zsírszövet gátló mozgást egyszerűen befolyásolta volna. Ez nagyon lenyűgöző volt.

Következő lépések

A csapat ezután a rekeszizom anatómiájának elemzésére összpontosított. Meglepő módon nem tapasztaltak nyilvánvaló különbségeket a magas zsírtartalmú egerek izomsejtjeinek megjelenésében. Megfigyelték azonban az adipociták vagy zsírsejtek nagy zárványait és a fibrózis növekedését, vagy a normális környező izomsejteknél magasabb kollagén lerakódásokat.

A csapat megjegyezte, hogy amikor más izmok megnövekedett számú adipocitát és túlzott kollagén lerakódást mutatnak, általában nehézségeik vannak összehúzódni. Ez azonban hagyományosan más rendellenességekkel összefüggésben van, és nem kifejezetten az elhízás miatt.

Továbbá egy specifikus sejttípusra fókuszáltak, az úgynevezett fibro-adipogén progenitornak (FAP) annak érdekében, hogy azonosítsák a membrán körüli megnövekedett zsírsejtek és kollagének sejtforrását.

"Megfigyelés után azt találtuk, hogy az FAP-k, amelyek az izom őssejtjei, az elhízott rekeszizom összes adipocitáját és sok kollagént termelő sejtjét eredményezték" - mondja Buras. "Emellett azt is láttuk, hogy az elhízás aktiválta ezeket a sejteket, hogy gyorsan növekedjenek, és végül a rekeszizom zsírossá és fibrotikussá váljon."

Buras és csapata azt is megállapította, hogy a trombospondin-1, a vérben keringő és az elhízással együtt növekvő fehérje valójában FAP proliferációt okozhat, amit még soha nem fedeztek fel.

Jövőbeni hatás

Összességében Buras és Chun tanulmánya új keretet hozott létre az elhízás okozta légzési diszfunkció megértéséhez. Kiemelte továbbá az FAP-t, mint potenciális célt a diafragma funkcionalitásának javításában elhízott betegeknél.

Chun még abban reménykedik, hogy összefog az U-M pulmonológiai és alvásgyógyászati szakértőivel, hogy kifejlesszen egy transzlációs klinikát az OHS diagnózisának és kezelésének javítása érdekében, miközben ezt a munkát alapul használja.

"Ez a tanulmány lehetővé tette számunkra, hogy jobban megértsük, hogy az elhízás milyen hatással van a test legfontosabb izomzatára, a rekeszizomra" - mondja Buras. "És bár munkánk csak állatmodell alapján készült, újfajta gondolkodásmódot nyit meg az elhízással járó légzési diszfunkcióról, amely egy napon alkalmazható lehet a betegek számára, és potenciálisan életet megváltoztathat."