Az elhízás szívre gyakorolt ​​negatív hatásai, különösen a szív elektrofiziológiája

Felülvizsgálat

  • Teljes cikk
  • Ábrák és adatok
  • Hivatkozások
  • Idézetek
  • Metrikák
  • Engedélyezés
  • Újranyomtatások és engedélyek
  • PDF

Absztrakt

Az elhízás kamrai aritmiával és hirtelen szívhalállal jár. Számos tanulmány kimutatta, hogy az elhízás hatással lehet a szívre, mivel befolyásolja a kamrai újpolarizációt (VR). A VR hatékony detektálási módszereként a QT-intervallum mérését kiterjedten tanulmányozták elhízott betegeknél (OP). Jelen áttekintés célja az elhízás és az elhízással kapcsolatos betegségek kapcsolatának vizsgálata; beleértve a cukorbetegséget, a magas vérnyomást és a szív- és érrendszeri betegségeket (CVD). Ez az áttekintés összehasonlítja a különböző QT intervallum mérési módszerek előnyeit és hátrányait, valamint feltárja a szívbetegséghez vezető elhízás lehetséges mechanizmusait. Végül áttekinti a különféle súlycsökkentő módszerek megvalósíthatóságát is, hogy megvitassák a szívbetegséghez vezető elhízás kockázatát.

cikk

Bevezetés

Globálisan az elhízás elterjedtsége riasztó ütemben növekszik, és a világ számos részén komoly veszélyt jelent a közegészségügyre. Az egészségügyi vizsgálatok és epidemiológiai vizsgálatok szisztematikus elemzése 1980 és 2013 között 960 országévben és 9,1 millió résztvevővel azt mutatja, hogy 2008-ban világszerte körülbelül 1,46 milliárd elhízott felnőtt volt [1], és az elhízott felnőttek száma több mint kétszeresére nőtt az a 33 éves időszak [2].

Az elhízás gyakran számos krónikus anyagcsere-betegségben nyilvánul meg és alakul ki, beleértve a diszlipidémiát, az inzulinrezisztenciát (IR) és a 2-es típusú cukorbetegséget [3]. Az elhízás és ezek az elhízással összefüggő betegségek növelhetik a kardiovaszkuláris morbiditást és mortalitást, ami aritmiához, szívelégtelenséghez (HF) és hirtelen szívhalálhoz (SCD) vezethet [4, 5]. Az ételbevitel és az energiafelhasználás közötti kényes egyensúly kiigazítása hatékonyan csökkentheti az elhízással kapcsolatos betegségek kockázatát.

Különböző VR mérési módszerek összehasonlítása

Az elhízás számos elektrokardiogramm (EKG) rendellenességgel jár együtt [6]. A szív alakjának és a pulzus változásának különféle mutatói mellett [7] a legtöbbet a kamrai elektrofiziológiát tanulmányozzák. A kamrai elektrofiziológia mutatói különbözőek (1. táblázat). Nincs egyetértés abban, hogy mely indikátorokat alkalmazzuk a kamrai elektrofiziológiában.

Online közzététel:

1. táblázat: Különböző mutatók a kamrai elektrofiziológiában.

A QT az intervallumot a Q hullám a T hullám, beleértve a QRS hullámot, a UTCA szegmens, és a T hullám (1. ábra). Amikor az U hullám létezik, a QT intervallum mérésének végpontja a görbe legalacsonyabb pontja T hullám és a U hullám [8] (1. ábra (b)). A normális QT az intervallum tartomány 0,35 s és 0,43 s között van, vagy 0,39 s ± 0,04 s. Mivel a QRS hullám a kamrai depolarizációs időt és a T hullám a VR-t, a QT az intervallum a kamrai elektromos aktivitás mértéke.

Online közzététel:

1. ábra A lakóautó-mutatók mérése. A mérés QT -tól indul Q hullám a végéig T hullám, beleértve a QRS hullámot, az ST szegmenst és a T hullám. JT definíciója az QT a QRS hullámrész eltávolításához. Tpe -tól indul T csúcs és a T hullám. JTa az intervallum a J pont és a csúcsa T hullám b. Amikor van egy U hullám, a T a hullám végét a görbe legalacsonyabb pontjaként definiáljuk T hullám és a U wave.c. Ban,-ben o-hullám inverz elektrokardiogram, az ábrázolása QT intervallum, Tpe, JT és JThirdetés. A kétcsúcsos EKG-ban T hullám, a reprezentáció QT intervallum, Tpe, JT és JTa.

1. ábra A lakóautó-mutatók mérése. A mérés QT -tól indul Q hullám a T hullám, beleértve a QRS hullámot, az ST szegmenst és a T hullám. JT definíciója az QT a QRS hullámrész eltávolításához. Tpe -tól indul T csúcs és a T hullám. JTa az intervallum a J pont és a csúcsa T hullám b. Amikor van egy U hullám, a T a hullám végét a görbe legalacsonyabb pontjaként definiáljuk T hullám és a U wave.c. Ban,-ben o-hullám inverz elektrokardiogram, az ábrázolása QT intervallum, Tpe, JT és JThirdetés. A kétcsúcsos EKG-ban T hullám, a reprezentáció QT intervallum, Tpe, JT és JTa.

QT diszperzió (QTd) a kamrai repolarizáció diszperziójának markerként javasolják, és a minimum levonásával érhető el QT intervallum a maximumtól QT intervallum [15] (1. táblázat). QTd eredetileg a területi diszperzió mérésére javasolták VR. Arról is beszámoltak, hogy QTd a kamrai aritmiák iránti fogékonyság további nem invazív markere lehet [16]. Az elmúlt években, QTd ben általános rendellenességek jele VR [17].

JT vagy JTC intervallumokat úgy kapunk, hogy kivonjuk a QRS-t a QT vagy QTc. Mivel a VR mutatói, JT és JTc gyakran használják az antiaritmiás gyógyszerek hatékonyságának értékelésére [18, 19] (1. táblázat, 2. ábra). A JTa a J pont és a csúcsa T hullám. TaTe a csúcsa közötti intervallumként fejezzük ki T hullám és a vége T hullám (1. táblázat, 2. ábra). A kettőt új repolarizációs paraméterként használják, amelyek klinikai körülmények között összefüggésbe hozhatók az aritmiával [20].

Online közzététel:

2. ábra Az elhízás és a CVD okozta anyagcserezavarok.

2. ábra Az elhízás és a CVD okozta anyagcserezavarok.

A közelmúltban más új paramétereket használtak az aritmia megnövekedett kockázatának mutatóiként, mint pl T csúcs-tendencia (T pe), T csúcs-tendencia diszperzió (Tpe-d) és T csúcs-tendencia /QT arány (1. táblázat). Tpe-t az intervallum mérésével kapjuk meg T végéig integet T hullám a felszínen EKG [21] (1. kép). A jelenlegi vizsgálatok azt mutatták Tpe, Tpe-d és Tpe /QT felhasználható a repolarizáció teljes diszperziójának (TDR) mutatóiként [22, 23].

Az elhízás és a VR kapcsolata

Az elhízás és a VR összefüggését a felszíni EKG-ban alaposan tanulmányozták (2. táblázat). Ezenkívül egyes tanulmányok arról számoltak be, hogy az OP VR-mutatóinak egy része vagy egy része nem változott [20, 51–56], további kutatások igazolták, hogy a kettő statisztikai jelentőséggel bír. Hasonló következtetéseket vontak le elhízott állatmodellek esetében is, és a különböző eszközökkel történő súlycsökkenés csökkentheti a köztük lévő kapcsolatot [24–26, 38, 44, 57], és ennek eredményeként az elhízás befolyásolhatja a VR-t, ezáltal növelve az aritmia és a SCD. A szív elektromos aktivitását leszámítva az echokardiográfia egyes mutatói szintén rendellenesek voltak [27, 30, 39, 45, 58].

Online közzététel:

2. táblázat Az elhízás és a szívmutatók összefüggése.

Az elhízás meghosszabbíthatja a VR-t, és az elhízással kapcsolatos betegségek, például a magas vérnyomás, a cukorbetegség és az IR fokozhatják ezt a hatást. Hasonló következtetéseket lehet levonni a nőkről, férfiakról, gyermekekről és állatcsoportokról szóló jelentésekből.

Az elhízás lehetséges mechanizmusai a szívre

Az elhízásnak a szívre gyakorolt ​​hatása sokrétű, és megvitatható a szerkezet felépítéséből, a szív működéséből, a kardiomiociták elektrofiziológiai aktivitásából és a test anyagcseréjéből. Ezen szempontok kölcsönös hatások. Az elhízás nemcsak a zsír felhalmozódása révén befolyásolhatja a szív szerkezetét, hanem anyagcsere-rendellenességeket is okozhat, beleértve a diszlipidémiát, a gyulladásgátló citokinek fokozott szekrécióját, fibrózist [59, 60], hiperglikémiát [61], magas húgysavszintet (HUA) [62]. és IR, amelyek befolyásolhatják a szív elektrofiziológiáját és működését.

A szív szerkezete megváltozik

Az elhízás által okozott szívszerkezeti és funkcióbeli változások főként a kamrai átalakulásban és a kamrai hipertrófiában, valamint a kamrai diasztolés és szisztolés diszfunkcióban nyilvánulnak meg, amelyek szívelégtelenséget okozhatnak, ha a szerkezet és a működés rendellenesen súlyos. Ezenkívül a hasi elhízás okozta rekeszizomszint megemelkedése, a zsír felhalmozódása a bőr alatt és a szepikardiális, mint elektromos szigetelő réteg különböző változásokat okozhat a felszíni EKG-ban [63].

Anyagcserezavar

Az elhízás, különösen az alacsony sűrűségű lipoprotein (LDL) [64, 65] vagy a zsigerekben a lipidek túlzott felhalmozódása által okozott szisztémás hiperlipidémia kardiovaszkuláris betegséghez (CVD) vezethet [66, 67]. (2. kép) Az oxidatívan módosított kis sűrűségű lipoproteinek (OX-LDL) biológiai jellemzői: a makrofágok és a simaizomsejtek gyorsan fagocitálják, és részt vesz az érelmeszesedéses plakkok képződésében. Az OX-LDL erős citotoxicitással is rendelkezik, amely megváltoztathatja az endothel sejtek funkcionális állapotát, felgyorsítva a lipid peremek és az arteriosclerosis kialakulását.

A zsírszövet sokféle adipokint képes kiválasztani, például leptint, adiponektint (APN) és gyulladásos tényezőket, amelyek hatással lehetnek a szív- és érrendszerre. A leptint 1994-ben fedezték fel [68]. A leptin kezdeti megértése az idegrendszerre gyakorolt ​​hatás és a test táplálkozási viselkedésének gátlása volt [69]. Későbbi vizsgálatok kimutatták, hogy számos perifériás szövet, köztük a szív körüli, szintén expresszálta a leptin receptorokat [70]. Bizonyíték volt arra, hogy a leptin fokozta a nem észterezett szabad zsírsavak (NEFA) oxidációját a perifériás szövetekben, és megakadályozta a zsír felhalmozódását a perifériás szervekben [71]. Más szerepekben a leptin receptorok felfedezése leukocitákon arra utalt, hogy a leptin közvetítheti a gyulladásos rendszer aktivációját. Más szóval, a zsírszövet potenciális szerv volt, amely befolyásolhatja a hosszú távú gyulladásos reakciókat [72]. Ezenkívül Lin YK és mtsai tanulmányai. megállapította, hogy a leptin meghosszabbította az akciós potenciál (AP) időtartamát a bal pitvari (LA) miocitákban, és befolyásolta annak ionáramát [73]. Ezek a tanulmányok azt mutatták, hogy a leptin gátolta a zsigeri zsír felhalmozódását, míg a gyulladással és a szívizom elektrofiziológiájával befolyásolta a szív- és érrendszert.

Az APN egy zsírsejtek által kiválasztott fehérje. Általánosságban az APN-nek az anti-ateroszklerózis (AS) funkciója van [74], amely csökkentheti a habsejtek képződését és csökkentheti az A-öblítő receptor expresszióját. Vizsgálatok kimutatták, hogy a plazma APN-szint csökkenése a fokozott plakk-meszesedéssel járt együtt. [75]. Az APN emellett fokozhatja a NEFA oxidációját a belső szervekben és csökkentheti a zsír felhalmozódását [76]. Ezenkívül az ANP gátolta az NF-KB függő utat [77], és csökkentette az adhéziós molekulák expresszióját az endoteliális sejtekben [78], amellyel az ANP szerepet játszott a gyulladáscsökkentésben. Az APN receptorokat expresszálták emlős szívekben, és állatkísérletek kimutatták, hogy az APN knockout egerek hajlamosak a bal kamrai hipertrófiára és a miokardiális infarktusra [79]. Az OP-ban az ANP szekréciója csökken, ami nem kedvez a szívnek.

Az elhízás és az elhízással kapcsolatos betegségek a CVD-t gyulladásos tényezők okozhatják. A zsírszövet elősegíti a gyulladásos faktorok fokozott expresszióját, a gyulladáscsökkentő faktorok csökkent expresszióját és a zsírszövet makrofágok kiterjedt beszivárgását. Gyulladásos tényezők, köztük az interleukin-2 (IL-2), az interleukin-6 (IL-6) [80], az interleukin-8 (IL-8) tumor nekrózis faktor alfa (TNF-a) stb., Gyulladást és trombózist okozhatnak a test endothelsejtek sérülésével, monocita szöveti faktor termelésével, a vérlemezkék aktivációjának és a fibrinogén expressziójának fokozásával ezáltal befolyásolja a CVD-t [81]. Közülük a TNFα aktiválhatja az NF-κB-t is, oxidatív stresszt indukálhat, ami endotheliális károsodást és AS-t okoz [61].

Amikor a zsír meghaladja a zsírszövet teherbírását, a szabad zsírszövetek felhalmozódnak más belső szervekben, például a szívben, a májban, a hasnyálmirigyben és a vázizomban. A szívműködési zavar szorosan összefügg a kardiomiocita-specifikus lipidlerakódással. OP-ban a lipid anyagcserével kapcsolatos enzimek, például a szívspecifikus lipoprotein lipáz (LpL), az acil-CoA szintetáz [82], az FA transzporter (FATP1) [83] és a zsíros triglicerid lipáz (ATGL) [83] expressziója a szív magasabb, mint a kontrollcsoporté, ami végül szív hipertrófiához és megnagyobbodott szívkamrához vezet.

A lipid lerakódás a vázizomzatban CVD-hez vezethet. A vázizom szabályozza az anyagcserét a glükóz és a lipidek között. Elhízott egyéneknél a lipidek vázizomban történő felhalmozódása mitokondriális diszfunkciókat okozhat [84]. A csontvázizomban lévő IR kiválthatja a szisztémás IR-t, amely fokozott FFA felvételt és lipid felhalmozódást indukál a szívben, ami végül kardiovaszkuláris betegséghez vezet [85].

A májban felhalmozódó szabad zsírszövetek CVD-t okozhatnak. Az alkoholmentes zsírmájbetegség (NAFLD) gyakran társul az elhízással, és ez a szisztémás zsigeri zsírfelhalmozódás egyik következménye. A NAFLD véralvadási fehérjék, fibrinogén [86–88] és gyulladásos faktorok [89, 90] felszabadulásával indukálhat trombózist, kardiomiocita hipertrófiát és apoptózist, ami hozzájárul a CVD-hez.

A bal kamra működésének káros hatásai

A diszfunkció megnyilvánulhat diasztolés és/vagy szisztolés diszfunkcióként, rövidített ejekciós frakcióként [85]. Az elhízás szívműködésre gyakorolt ​​káros hatásai gyakran a bal kamrában nyilvánulnak meg, a bal kamra átalakításával, diasztolés diszfunkcióval és csökkent ejekciós frakcióval. A hiperlipidémia okozta megnövekedett plazmatérfogat és az elhízás következtében fellépő magas vérnyomás fokozott kamrai utóterheléshez vezethet; az elhízás miatti érelmeszesedés szisztolés és diasztolés diszfunkciót okozhat [91].

A szívizom elektrofiziológiai változásai

A szív nyugalmi membránpotenciálját a befelé igazító K + áram (I K1) tartja fenn. A szív működő sejtjeiben az akciós potenciál (AP) 0 fázisú depolarizációját a gyors nátriumáram (I Na) okozza. A repolarizációt gyors, átmeneti kifelé irányuló káliumáramok (Ito), a késleltetett egyenirányító K áramának (IKr) gyors komponense és a késleltetett egyenirányító lassan aktiváló komponensei (IKs) vezérlik. A 2 fázis a fennsík, amely az L típusú Ca (ICa, L) beáramlás és a K kiáramlás révén rövid egyensúlyt képez. Az átriumban a repolarizációt nagyrészt az ultragyors késleltetett egyenirányító K áram szabályozza (I Kur) [92].

Az aritmiák általános típusai az OP-ban a hosszú QT szindróma (LQTS) és a pitvarfibrilláció (AF). Az LQTS-t általában az újpolarizációs áram csökkenése vagy a depolarizációs áram növekedése határozza meg. AF esetén a kifelé irányuló káliumáram növelése vagy a befelé irányuló kalciumáram csökkentése felgyorsíthatja a pitvari újrapolarizációt, ami az AP időtartamának rövidülését és a pitvari refraktereket eredményezheti, ezáltal elősegítve az ektopiás tüzelést és az egy/több hullámú visszatérő mechanizmusokat. Az elhízás által okozott többszörös anyagcserezavarok az ioncsatornák sűrűségének megváltoztatásával befolyásolhatják a szívizom elektrofiziológiáját. A magas zsírtartalmú étrend által kiváltott elhízott állatmodellben azonban a különféle ionok mRNS- és fehérje-expressziója következetlen volt, ami azt jelzi, hogy az elhízás hatásai a szívizom elektrofiziológiájára sokkal bonyolultabbak, mint gondolnánk [93].

Az elhízás kezelése

Az elhízás emberre gyakorolt ​​egészségügyi kockázatai messzemenőek, ezért aktív intézkedéseket kell hozni a fogyás érdekében. A műtéti eljárás szerint a bariatrikus műtét felosztható gyomor bypass-ra (Roux-en-Y gyomor bypass; duodenális transzpozíció; biliaris-pancreas sönt és Roux-en-Y gyomor bypass), állítható gyomorszalagra, hüvely gastrectomia és vertikális elzáródásra gasztroplasztika. Az első időkben a legtöbb bariatrikus műtét a vertikális elzáródásos gasztroplasztika volt. Az Egyesült Államokban azonban ez az eljárás számos komplikációval járt, amelyek lényegében leálltak. A gyomor bypass hatékonyabb fogyást eredményezett, de több komplikációval jár. Az állítható gyomorszalagozás alacsonyabb mortalitással és társbetegségekkel jár, míg az újbóli működés nagyobb arányú, mint a gyomor bypass és kevesebb a fogyás. Az egyre népszerűbb hüvelyes gasztrektómia jobban csökkenti a testtömeget, mint az állítható gyomorszalagozás, és összehasonlítható a gyomor bypass műtéttel [94].

Epidemiológiai bizonyítékok arra utalnak, hogy a bariatrikus műtétek elvégzése gyakran javította az elhízás kardiovaszkuláris rendszerre gyakorolt ​​hatásait és csökkenti a CVD kockázatát. Hüvelyes gastrectomián átesett betegeknél, P hullámdiszperzió (PWD) és QTd kimutatták, hogy az értékek gyengültek [95], és a QTc rövidült [96]. Hasonlóképpen, rövidebb QTc értéket mutattak a jejunal Roux-en-Y gyomor bypass műtét után [97]. A szívfrekvencia-variabilitás (HRV) és a QT-variációs index (QTVI) csökkenése a laparoszkópos gyomorszalag (LGB) és az epe-hasnyálmirigy-sönt (BPD) után az autonóm idegrendszer (ANS) diszfunkciójának javulását jelezte az OP-ban [98]. A vertikális sáv alakú gasztroplasztika (VBG) lerövidítheti a QTc intervallumot [99], de néhány tanulmány kimutatta, hogy csak a bal kamrai hipertrófiával rendelkező OP javulhat a VR indikátorokban [100, 101]. Az alacsony kalóriatartalmú étrend [102, 103] és az aerob testmozgás szintén hatékony súlycsökkentő módszer [104]. Meg kell azonban jegyezni, hogy alacsony zsírtartalmú étrend során számoltak be SCD-ről [105, 106]. Ezért az ilyen kezelés végrehajtása során szigorú orvosi felügyelet mellett kell végrehajtani.

1. táblázat: Különböző mutatók a kamrai elektrofiziológiában.

Rövidítések: BMI: testtömeg-index.

2. táblázat Az elhízás és a szívmutatók összefüggése.

Rövidítések: LVM: Bal kamrai tömeg; LVH: bal kamrai hipertrófia; CV (RR): az RR intervallumok variációs együtthatója; HRV: a pulzus változékonysága; TDR: a repolarizáció transzmurális diszperziója.

Közzétételi nyilatkozat

A szerző (k) nem jelentettek potenciális összeférhetetlenséget.