Артеріальне застигання передує систолічній гіпертензії при ожирінні, спричиненому дієтою

Від секції судинної біології, Медичний факультет Бостонського університету, Бостон, Массачусетс (R.M.W., T.S., L.A.S., J.L.F., R.A.C., F.S.); Біомедична інженерія (S.B., C.A.R.-K.) та Департамент біомедичних наук Коледжу ветеринарної медицини (H.E.L.) Корнельського університету, Ітака, Нью-Йорк; Кафедра анестезіології та медицини критичної допомоги, Університет Джона Гопкінса, Балтимор, доктор медичних наук (Л.С.); та Cardiovascular Engineering, Inc, Норвуд, Массачусетс (G.M.).

Від секції судинної біології, Медична школа Бостонського університету, Бостон, Массачусетс (R.M.W., T.S., L.A.S., J.L.F., R.A.C., F.S.); Біомедична інженерія (S.B., C.A.R.-K.) та Департамент біомедичних наук Коледжу ветеринарної медицини (H.E.L.) Корнельського університету, Ітака, Нью-Йорк; Кафедра анестезіології та медицини критичної допомоги, Університет Джона Гопкінса, Балтимор, доктор медичних наук (Л.С.); та Cardiovascular Engineering, Inc, Норвуд, Массачусетс (G.M.).

Ви переглядаєте останню версію цієї статті. Попередні версії:

Анотація

Ствердіння провідних артерій є фактором ризику серцево-судинної захворюваності. Ствердіння стінок аорти збільшує пульсуючі гемодинамічні сили, які згубно впливають на мікроциркуляцію в сильно перфузованих органах, таких як серце, мозок та нирки. Ригідність артерій пов'язана з гіпертонічною хворобою, але передбачається, що це пов'язано з адаптаційною реакцією на збільшення гемодинамічного навантаження. На відміну від цього, недавнє клінічне дослідження показало, що скутість передує розвитку гіпертонії та може сприяти її розвитку, хоча механізми, що лежать в основі гіпертонії, невідомі. Тут ми повідомляємо, що в індукованій дієтою моделі ожиріння жорсткість артерій, виміряна in vivo, розвивається протягом 1 місяця від початку дієти та передує розвитку гіпертонії на 5 місяців. Індуковані дієтою миші з ожирінням рекапітулюють метаболічний синдром і характеризуються запаленням у вісцеральному жирі та аорті. Нормалізація метаболічного стану за рахунок втрати ваги призвела до повернення артеріальної жорсткості та артеріального тиску до норми. Наші висновки підтверджують гіпотезу про те, що жорсткість артерій є причиною, а не наслідком гіпертонії.

Виноски

Список літератури

Саттон-Тиррелл К, Найджар С.С., Будро Р.М., Венкітачалам Л., Купеліан В., Сімонсік Е.М. та ін.

; Дослідження ABC в галузі охорони здоров’я. Підвищена швидкість пульсової хвилі аорти, маркер жорсткості артерій, передбачає серцево-судинні події у добре функціонуючих літніх людей. Тираж . 2005 рік; 111: 3384–3390. LinkGoogle Scholar 2.

Саттон-Тиррелл К, Ньюман А, Сімонсік Е.М., Хавлік Р, Пахор М, Лакатта Е та ін.

. Скутість аорти пов’язана з ожирінням вісцеральної системи у літніх людей, які навчаються у вивченні стану здоров’я, старіння та складу тіла. Гіпертонія . 2001; 38: 429–433. CrossrefMedlineGoogle Scholar 3.

О’Рурк М.Ф., Хашимото Дж

. Механічні фактори артеріального старіння: клінічна перспектива. J Am Coll Cardiol . 2007; 50: 1–13. CrossrefMedlineGoogle Scholar 4.

Мітчелл Г.Ф., Хван С.Й., Васан Р.С., Ларсон М.Г., Пенчіна М.Д., Гамбург Н.М. та ін.

. Артеріальна жорсткість та серцево-судинні події: дослідження серця Фремінґема. Тираж . 2010 р .; 121: 505–511. LinkGoogle Scholar 5.

Beltran A, McVeigh G, Morgan D, Glasser SP, Neutel JM, Weber M, et al.

. Аномалії артеріальної відповідності при ізольованій систолічній гіпертензії. Am J Hypertens . 2001; 14: 1007–1011. CrossrefMedlineGoogle Scholar 6.

Гедіклі О, Кіріс А, Озтюрк С, Балтачі Д, Караман К, Дурмус І та ін.

. Вплив прегіпертензії на жорсткість артерій та відбиття хвиль. Clin Exp Hypertens . 2010 р .; 32: 84–89. CrossrefMedlineGoogle Scholar 7.

. Контроль гіпертрофічного та гіперпластичного росту гладком’язових клітин судин. Am J Physiol . 1989; 257(6 п. 2): H1755 – H1765. MedlineGoogle Scholar 8.

Гіббонс Г.Х., Дзау В.Дж.

. Виникаюча концепція ремоделювання судин. N Engl J Med . 1994; 330: 1431–1438. CrossrefMedlineGoogle Scholar 9.

Бутуїрі П, Бассі С, Лаколлі П, Гірерд Х, Лалу Б, Лоран С

. Асоціація між місцевим пульсовим тиском, середнім артеріальним тиском та реконструкцією великих артерій. Тираж . 1999; 100: 1387–1393. CrossrefMedlineGoogle Scholar 10.

Safar ME, O’Rourke MF

. Довідник з гіпертонії: Артеріальна жорсткість при гіпертонії . Единбург, Шотландія: Ельсерв'є; 2006 рік. Google Scholar 11.

Kaess BM, Rong J, Larson MG, Hamburg NM, Vita JA, Levy D, et al.

. Ригідність аорти, прогресування артеріального тиску та гіпертонія. ДЖАМА . 2012 р .; 308: 875–881. CrossrefMedlineGoogle Scholar 12.

Najjar SS, Scuteri A, Shetty V, Wright JG, Muller DC, Fleg JL та ін.

. Швидкість пульсової хвилі є незалежним предиктором поздовжнього підвищення систолічного кров'яного тиску та гіпертонії, що падає, у Балтиморському поздовжньому дослідженні старіння. J Am Coll Cardiol . 2008; 51: 1377–1383. CrossrefMedlineGoogle Scholar 13.

Ямбе М, Томіяма Х, Ямада Дж, Кодзі У, Мотобе К, Шиіна К та ін.

. Артеріальна жорсткість і прогресування до гіпертонії у японських чоловіків-чоловіків з високим нормальним артеріальним тиском. J Гіпертенс . 2007; 25: 87–93. CrossrefMedlineGoogle Scholar

14. https://grants.nih.gov/grants/guide/rfa-files/RFA-HL-10-027.html. Google Scholar

15.

Fox CS, Pencina MJ, Meigs JB, Vasan RS, Levitzky YS, D’Agostino RB

. Тенденції захворюваності на цукровий діабет 2 типу з 1970-х до 1990-х років: дослідження серця Фремінґема. Тираж . 2006; 113: 2914–2918. LinkGoogle Scholar 16.

Wilson PW, D’Agostino RB, Sullivan L, Parise H, Kannel WB

. Надмірна вага та ожиріння як фактори, що визначають серцево-судинний ризик: досвід Фреймінгема. Arch Intern Med . 2002; 162: 1867–1872. CrossrefMedlineGoogle Scholar 17.

Роджер В.Л., Go AS, Ллойд-Джонс Д.М., Бенджамін Е.Дж., Беррі Дж.Д., Борден В.Б. та ін.

; Статистичний комітет Американської асоціації серця та Підкомітет статистики інсультів. Статистика захворювань серця та інсульту - оновлення 2012 року: звіт Американської асоціації серця. Тираж . 2012 р .; 125: e2 – e220. LinkGoogle Scholar 18.

Урбіна Є.М., Кімбол Т.Р., Хоурі П.Р., Даніельс С.Р., Долан Л.М.

. Підвищена артеріальна жорсткість виявляється у підлітків із ожирінням або цукровим діабетом 2 типу, пов’язаним із ожирінням. J Гіпертенс . 2010 р .; 28: 1692–1698. CrossrefMedlineGoogle Scholar 19.

Сікка G, Ян R, Reid S, Benjo A, Koitabashi N, Camara A, et al.

. Лептин важливий для підтримки нормальної судинної функції, незалежно від маси тіла. Int J Obes (Лондон) . 2010 р .; 34: 203–206. CrossrefMedlineGoogle Scholar 20.

Dengo AL, Dennis EA, Orr JS, Marinik EL, Ehrlich E, Davy BM, et al.

. Висихання артерій із втратою ваги у людей із надмірною вагою та ожирінням середнього та старшого віку. Гіпертонія . 2010 р .; 55: 855–861. LinkGoogle Scholar 21.

Grassi G, Seravalle G, Dell’Oro R, Turri C, Bolla GB, Mancia G

. Адренергічні та рефлекторні порушення при гіпертонії, пов’язаній із ожирінням. Гіпертонія . 2000 р .; 36: 538–542. CrossrefMedlineGoogle Scholar 22.

Santhanam L, Tuday EC, Webb AK, Dowzicky P, Kim JH, Oh YJ, et al.

. Зниження S-нітрозилювання тканинної трансглютамінази сприяє віковому збільшенню жорсткості судин. Circ Res . 2010 р .; 107: 117–125. LinkGoogle Scholar 23.

Тонг Х, Євангеліста А, Коен РА

. Орієнтація на окислювально-відновну регуляцію SERCA у судинній фізіології та захворюваннях. Curr Opin Pharmacol . 2010 р .; 10: 133–138. CrossrefMedlineGoogle Scholar 24.

Tong X, Hou X, Jourd’heuil D, Weisbrod RM, Cohen RA

. Посилення регуляції Nox4 TGF1 окислює SERCA та інгібує NO в гладких м'язах артерій переддіабетичного цукера. Circ Res . 2010 р .; 107: 975–983. LinkGoogle Scholar 25.

Lancel S, Qin F, Lennon SL, Zhang J, Tong X, Mazzini MJ та ін.

. Окислювальні посттрансляційні модифікації опосередковують зниження активності SERCA та дисфункцію міоцитів у мишей із надмірною експресією Galphaq. Circ Res . 2010 р .; 107: 228–232. LinkGoogle Scholar 26.

Qin F, Siwik DA, Luptak I, Hou X, Wang L, Higuchi A, et al.

. Поліфеноли ресвератрол та S17834 запобігають структурним та функціональним наслідкам метаболічного захворювання серця, викликаного дієтою, у мишей. Тираж . 2012 р .; 125: 1757–64, S1. LinkGoogle Scholar 27.

Huynh J, Nishimura N, Rana K, Peloquin JM, Califano JP, Montague CR та ін.

. Вікове жорсткість інтими посилює проникність ендотелію та трансміграцію лейкоцитів. Sci Transl Med . 2011 р .; 3: 112ra122. CrossrefMedlineGoogle Scholar 28.

Сазонова О.В., Лі К.Л., Ізенберг до н.е., Річ КБ, Наджент М.А., Вонг Й.Й.

. Взаємодія клітин і клітин опосередковує реакцію гладком’язових клітин судин на жорсткість субстрату. Біофіс Дж . 2011 р .; 101: 622–630. CrossrefMedlineGoogle Scholar 29.

Qiu H, Zhu Y, Sun Z, Trzeciakowski JP, Gansner M, Depre C, et al.

. Коротке спілкування: жорсткість судин гладком'язових клітин як механізм підвищення жорсткості аорти при старінні. Circ Res . 2010 р .; 107: 615–619. LinkGoogle Scholar 30.

. Артеріальна жорсткість, систолічний артеріальний тиск та логічне лікування артеріальної гіпертензії. Гіпертонія . 1990; 15: 339–347. LinkGoogle Scholar 31.

Gallou-Kabani C, Vigé A, Gross MS, Rabès JP, Boileau C, Larue-Achagiotis C, et al.

. Миші C57BL/6J та A/J, які годували дієтою з високим вмістом жиру, окреслили компоненти метаболічного синдрому. Ожиріння (срібна весна) . 2007; 15: 1996–2005. CrossrefMedlineGoogle Scholar 32.

Surwit RS, Feinglos MN, Rodin J, Sutherland A, Petro AE, Opara EC, et al.

. Диференціальний вплив жиру та сахарози на розвиток ожиріння та діабету у мишей C57BL/6J та A/J. Metab Clin Exp . 1995; 44: 645–651. CrossrefMedlineGoogle Scholar 33.

Kim F, Pham M, Maloney E, Rizzo NO, Morton GJ, Wisse BE та ін.

. Запалення судин, резистентність до інсуліну та зменшення вироблення оксиду азоту передують появі периферичної резистентності до інсуліну. Arterioscler Thromb Vasc Biol . 2008; 28: 1982–1988. LinkGoogle Scholar 34.

Парк S, Лакатта Е.Г.

. Роль запалення в патогенезі жорсткості артерій. Йонсей Мед Дж . 2012 р .; 53: 258–261. CrossrefMedlineGoogle Scholar 35.

Angel K, Provan SA, Mowinckel P, Seljeflot I, Kvien TK, Atar D

. Співвідношення L-аргінін/асиметричний диметиларгінін покращується завдяки терапії фактора протипухлинного некрозу при запальних артропатіях. Асоціації з ригідністю аорти. Атеросклероз . 2012 р .; 225: 160–165. CrossrefMedlineGoogle Scholar 36.

Brownlee M, Cerami A, Vlassara H

. Передові продукти неферментативного глікозилювання та патогенез діабетичних судинних захворювань. Діабет Metab Rev . 1988; 4: 437–451. CrossrefMedlineGoogle Scholar 37.

Тонг X, Ying J, Pimentel DR, Trucillo M, Adachi T, Cohen RA

. Високий рівень глюкози окислює SERCA цистеїн-674 та запобігає інгібуванню оксидом азоту міграції гладком'язових клітин. J Mol Cell Cell Cardiol . 2008; 44: 361–369. CrossrefMedlineGoogle Scholar 38.

Адачі Т, Вайсброд Р.М., Піментель Д.Р., Ін Й., Шаров В.С., Шонех С та ін.

. S-глутатіолювання пероксинітритом активує SERCA під час розслаблення артерій оксидом азоту. Nat Med . 2004; 10: 1200–1207. CrossrefMedlineGoogle Scholar

Що нового?

Артеріальна жорсткість збільшується в режимі ожиріння, обумовленому дієтою, і передує гіпертонії.

Артеріальна жорсткість і високий кров'яний тиск повертаються до норми, коли метаболічний стан мишей із ожирінням нормалізується втратою ваги.

Що важливо?

Ригідність артерій може представляти нову терапевтичну мішень для запобігання серцево-судинних ускладнень, пов'язаних з ожирінням, включаючи гіпертонію.

Резюме

Чи може розвинутися ригідність артерій до гіпертонії, невідомо. Тут ми повідомляємо, що в моделі ожиріння, спричиненого дієтою, жорсткість артерій передує появі гіпертонії. Нормалізація метаболічного стану за рахунок втрати ваги у мишей із ожирінням повертала артеріальну жорсткість і високий кров'яний тиск до норми. Ригідність артерій може бути новою терапевтичною метою для запобігання серцево-судинних ускладнень, включаючи гіпертонію, в умовах ожиріння.