Жир у стовбурі та жир на ногах мають незалежні та протилежні асоціації з рівнем глюкози натще і після навантаження

Дослідження Горна

Марієке Б. Снайдер, MSC 1,
Жаклін М. Деккер, доктор філософії 1,
Маржолейн Віссер, кандидат медичних наук 1,
Лекс М. Боутер, доктор філософії 1,
Коен Д.А. Stehouwer, доктор медичних наук, доктор філософії 12,
Джон С. Юдкін, доктор медицини 13,
Роберт Дж. Хайне, доктор медицини, доктор філософії 14,
Гіль Найджпелс, доктор медичних наук, доктор філософії 1 та
Jacob C. Seidell, PHD 15

1 Інститут досліджень позашкільної медицини, Медичний центр університету VU, Амстердам, Нідерланди
2 Кафедра внутрішньої медицини, Медичний центр університету VU, Амстердам, Нідерланди
3 Академічний факультет медицини, діабету та серцево-судинних захворювань, Університетський коледж Лондонської медичної школи, Лондон, Великобританія.
4 Кафедра ендокринології Медичного центру університету VU, Амстердам, Нідерланди
5 Кафедра харчування та здоров'я Факультету наук про Землю та життя, Університет Vrije, Амстердам, Нідерланди

Надішліть запити на листування та передрук до Маріеке Б. Снайдер, магістра, Інститут досліджень у заочній медицині, Медичний центр Університету ВУ, Ван дер Бохорштраат 7, 1081 БТ Амстердам, Нідерланди. Електронна пошта: mb.snijder.emgomed.vu.nl

Дослідження Горна

Анотація

МЕТА- Показано, що окружність талії та стегон має незалежні та протилежні зв'язки з рівнем глюкози. Окружність талії позитивно пов'язана з рівнем глюкози, тоді як окружність стегон - негативно. Неясно, які тканини беруть участь у патофізіологічному механізмі, що викликає ці асоціації. Головною метою було визначити, яка тканина тулуба і ніг, жирова чи нежирна тканина, пов’язана з показниками метаболізму глюкози.

ДИЗАЙН ДИЗАЙН І МЕТОДИ—У 623 учасників третього обстеження дослідження Горна була проведена рентгенівська абсорбціометрія з подвійною енергією всього тіла для визначення жирової та м’якої маси м’яких тканин в тулубі та ногах. Визначали рівень глюкози натще та 2 години після навантаження після перорального тесту на толерантність до глюкози (OGTT). Після виключення відомих хворих на цукровий діабет перехресні аналізи були проведені у 275 чоловіків у віці 60–87 років (140 із нормальним метаболізмом глюкози, 92 із порушенням метаболізму глюкози; та 43 із цукровим діабетом) та у 281 жінки (148 із нормальним метаболізмом глюкози, 90 з порушенням метаболізму глюкози та 43 з діабетом).

РЕЗУЛЬТАТИ—Збільшення маси жиру в стовбурі асоціювалося з вищими рівнями глюкози після регулювання віку, м’язової маси тулуба, м’язової маси ніг та маси жиру на ногах. Стандартизований β (95% ДІ) у чоловіків становив 0,44 (0,25–0,64) для голодування та 0,41 (0,22–0,60) для глюкози після навантаження. Для жінок ці значення становили 0,49 (0,35-0,63) та 0,47 (0,33-0,61) відповідно. На відміну від них, у тих самих моделях регресії більша маса жиру в ногах була пов’язана з нижчим рівнем глюкози. Стандартизовані β у чоловіків становили –0,24 (від –0,43 до –0,05) і –0,12 (–0,31 до 0,07), а у жінок –0,24 (–0,37 до –0,10) та –0,27 (–0,40 до –0,13) для глюкози натще і після навантаження відповідно. У цих моделях більша худорлява маса ніг також була пов'язана з нижчим рівнем глюкози, але була статистично значущою лише у чоловіків.

ВИСНОВКИ—Якщо враховувати жир у стовбурі, накопичення жиру в ногах, здається, захищає від порушеного метаболізму глюкози, особливо у жінок. Потрібні подальші дослідження, щоб розкрити основні патофізіологічні механізми.

DXA, двоенергетична рентгенівська абсорбціометрія
FFA, вільна жирна кислота
HOMA-IR, оцінка моделі гомеостазу на інсулінорезистентність
OGTT, пероральний тест на толерантність до глюкози
WHR, співвідношення талії та стегон
WTR, співвідношення талії та стегна

Ожиріння, особливо абдомінальне, пов'язане з підвищеним ризиком розвитку інсулінорезистентності та діабету 2 типу. Патофізіологічні механізми, що беруть участь у розвитку цих станів, до кінця не вивчені. Ідея про те, що підвищене вивільнення вільних жирних кислот (ВЖК) з вісцерального жиру у ворітну вену відіграє важливу роль у розвитку інсулінорезистентності при абдомінальному ожирінні, сьогодні широко прийнята (1–3). Однак це не виключає можливості залучення інших тканин.

В епідеміологічних дослідженнях ожиріння живота або вісцеральний жир часто оцінюють шляхом вимірювання окружності талії або вимірювання співвідношення талії та стегон (WHR) або відношення талії до стегна (WTR). Однак кілька досліджень показали, що зв'язок між WHR або WTR та метаболізмом глюкози при цукровому діабеті 2 типу був обумовлений не лише більшою окружністю талії, але й меншою окружністю стегон або стегон (4–8). Це може свідчити про захисну роль для більшої окружності стегна до високого рівня глюкози. Щоб визначити, чи обумовлений цей захисний ефект більшим колом стегна або стегна більшою худою масою або більшою масою жиру в сідничній/стегновій області, необхідна точна оцінка складу тіла.

Щоб дослідити, як жирова і нежирна тканини представлені окружністю талії та стегон, ми спочатку вивчили асоціації окружностей талії та стегон з жировою та нежирною тканинною масою в тулубі та на ногах, виміряні за допомогою двоенергетичної рентгенівської абсорбціометрії ( DXA). Головною метою цього дослідження було дослідити зв'язок жирової та нежирної тканинної маси в тулубі та на ногах із метаболізмом глюкози. Дослідження було проведено в рамках третього подальшого обстеження дослідження Хорна, популяційного когортного дослідження толерантності до глюкози.

ДИЗАЙН ДИЗАЙН І МЕТОДИ

Дослідження Хорна - це популяційне когортне дослідження метаболізму глюкози та його ускладнень, яке розпочалося в 1989 році і було описано раніше (9). До його складу увійшли 2484 чоловіки та жінки у віці 50–75 років. У 2000–2001 роках було проведено третє обстеження серед вижилих учасників, які дали свій дозвіл на повторний контакт. Ми запросили всіх учасників, які страждали на діабет, як було визначено за допомогою перорального тесту на толерантність до глюкози у кількості 75 г (OGTT) або лікування діабетом (n = 176) під час другого обстеження всієї когорти в 1996–1998 рр. (10). Ми також запросили випадкові вибірки учасників, які мали нормальну толерантність до глюкози (n = 705) або порушену толерантність до глюкози (n = 193) у 1996–1998 рр. З 1074 запрошених осіб, 648 осіб (60,3%) взяли участь. Основними причинами не участі у подальшому обстеженні 2000–2001 років були відсутність інтересу (30%) або супутня патологія (23%). Іншими причинами були похилий вік (7%), небажання подорожувати (6%), участь, яка вважається занадто трудомісткою (6%), та інші причини (15%); 13% осіб не вказали жодної причини для відмови від участі в подальшому обстеженні.

Для цього дослідження були проаналізовані дані перерізу подальшого обстеження 2000–2001 років. З 648 учасників 25 осіб були виключені через відсутність даних DXA. Ще вісім осіб були виключені, оскільки дані про толерантність до глюкози були неповними. Учасники, про які вже було відомо, що страждають на діабет (n = 59), також були виключені зі статистичного аналізу, оскільки лікування може потенційно вплинути на стосунки, про які йдеться. Отже, наша остаточна вибірка включала 556 досліджуваних (275 чоловіків та 281 жінка). Протокол дослідження був затверджений Комітетом з етичного огляду Медичного центру Університету ВУ, і всі учасники дали письмову інформовану згоду.

Склад тіла

DXA для всього тіла проводили за допомогою технології вентиляторного променя (QDR-2000, версія програмного забезпечення 7.20D; Hologic, Брюссель, Бельгія). Програмне забезпечення надає оцінки сухої маси тканини, маси жиру та мінеральної маси кісток для всього тіла та для стандартних областей тіла. За допомогою специфічних анатомічних орієнтирів виділяли ділянки голови, тулуба, рук та ніг, як показано на рис. 1. В аналізі ми використовували жирову та нежирну масу м’яких тканин від тулуба та ніг.

Антропометрія та спосіб життя

Вагу та зріст вимірювали лише у босоніжних осіб, які носили легкий одяг. ІМТ розраховували як вагу, поділену на квадрат висоти (кг/м 2). Окружність талії вимірювали на рівні посередині між найнижчим краєм ребра і гребінем клубової кістки, а обхват стегон на найширшому рівні над великими трохантерами. WHR розраховували як окружність талії, поділену на окружність стегон. Інформацію про фізичну активність (хв/тиждень), споживання алкоголю (г/день) та куріння (так/ні) отримували за допомогою анкет.

Обмін глюкози

Усі учасники пройшли єдину 75-г OGTT. Глюкозу натще і 2-годинну глюкозу після навантаження після ОГТТ вимірювали у плазмі крові методом гексокінази (Roche Diagnostics, Мангейм, Німеччина). Статус толерантності до глюкози визначали згідно з критеріями Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ) (11). Суб'єкти класифікувались як такі, що мають нормальний метаболізм глюкози, порушення метаболізму глюкози (тобто, порушення глюкози натще або порушення толерантності до глюкози) або діабет. Інсулін натще вимірювали в плазмі за допомогою двомісного імунорадіометричного тесту (Medgenix Diagnostics, Fleurus, Бельгія) та розраховували модель гомеостазної оцінки інсулінорезистентності (HOMA-IR) (12).

Статистичний аналіз

Всі аналізи проводились окремо для чоловіків та жінок через статистично значущу модифікацію ефекту розглянутих відносин за статтю. Для тестування лінійної тенденції характеристик досліджуваних зразків за категоріями метаболізму глюкози була використана модель лінійної регресії; категорію толерантності до глюкози використовували як лінійну пояснювальну змінну. Значення виражаються як середнє значення ± SD для нормально розподілених змінних та як медіани (міжквартильний діапазон) у випадку косих розподілів.

Для вивчення зв'язку регіональної жирової та нежирної маси, виміряної за допомогою DXA (незалежні змінні), з обхватом талії та стегон за допомогою антропометрії (залежні змінні) проводили множинні регресійні аналізи. Були також досліджені зв'язки регіональної маси жиру та нежирної тканини з найбільш часто використовуваними ВЗВ та ІМТ. Модифікація ефекту за статтю, статусом толерантності до глюкози та віком оцінювали, додаючи в модель терміни продукту.

Внесок регіональної маси жиру та нежирної тканини у вміст глюкози натще, глюкози після навантаження або HOMA-IR (ln-трансформований) перевірявся за допомогою багаторазового регресійного аналізу з урахуванням віку. Залишкові ділянки досліджували, щоб перевірити на порушення припущень про нормальність. Модифікацію ефекту за статевою ознакою та станом метаболізму глюкози оцінювали шляхом додавання термінів продукту до моделі. Для полегшення прямого порівняння результати регресійного аналізу подаються як стандартизовані β. Стандартизований β 0,1 означає, що коли незалежна змінна збільшується на 1 SD, залежна змінна збільшується на 0,1 SD. Ми вважали стабільність моделей регресії порушеною мультиколінеарністю, якщо допуск дорівнює 2 для незалежної змінної, коли вона передбачається іншими незалежними змінними, вже включеними в модель. Усі статистичні аналізи проводились із використанням SPSS для Windows (версія 10.1; SPSS, Чикаго, Іллінойс).

РЕЗУЛЬТАТИ

Характеристики досліджуваної вибірки за статтю та станом метаболізму глюкози наведені в таблиці 1. Усі антропометричні показники обох статей та вік жінок були достовірно і позитивно пов’язані з гіршим метаболізмом глюкози при тестуванні на лінійний тренд, за винятком окружності стегна. у чоловіків. З вимірювань DXA, жирова маса в тулубі, а також на ногах у чоловіків та жирова і нежирна маса в тулубі у жінок були суттєво і позитивно пов'язані з гіршим метаболізмом глюкози. Після коригування за віком маса жиру в тулубі та маса жиру в ногах залишалася позитивно пов’язаною з гіршим станом метаболізму глюкози у чоловіків. У жінок, окрім жиру на тулубі та нежирної маси, нежирна маса ніг також була позитивно пов'язана з гіршим станом метаболізму глюкози після корекції віку (дані не наведені).

Антропометрія

Асоціації жирової та нежирної маси тулуба та ніг з антропометричними мірками наведені в таблиці 2. Окружність талії суттєво позитивно пов’язана із жиром на тулубі, тоді як обхват стегон позитивно пов’язана як з жиром на ногах, так і з м’ясою ніг. WHR був найбільш сильно і позитивно пов'язаний з масою жиру в тулубі і негативно пов'язаний як з худою, так і з жировою масою на ногах. На відміну від WHR, ІМТ в основному був пов’язаний з жировою масою, особливо жиром на стовбурі. Коли до цих моделей додали вік, асоціації суттєво не змінились (дані не наведені). Суттєвої модифікації ефекту за статусом або віком толерантності до глюкози не було.

Обмін глюкози

ВИСНОВКИ

У цьому дослідженні ми показали, що окружність талії або стегон не просто відображає кількість жиру в цій області. Хоча окружність талії в основному пов'язана з жировою масою в тулубі, окружність стегон сильно пов'язана як з жировою масою, так і з м'язовою масою на ногах, особливо у чоловіків. Крім того, наше дослідження показує, що, як очікувалося, більша маса жиру в стовбурі пов'язана з вищими рівнями глюкози. Навпаки, накопичення жиру в ногах було пов’язано з нижчим рівнем глюкози. У чоловіків велика худорлява маса ніг має додатковий незалежний захисний ефект.

Оскільки наше дослідження показало, що антропометричні показники, здавалося, представляли різні тканини, ми дослідили, яка тканина буде відповідальною за раніше помічені асоціації між антропометричними показниками та толерантністю до глюкози. Більша окружність талії, але менша окружність стегон була пов'язана з гіршим статусом толерантності до глюкози або діабетом у кількох дослідженнях (4–8). З цього дослідження ми можемо зробити висновок, що, особливо в стовбурі, жирова тканина пов’язана з несприятливим метаболізмом глюкози. Це може узгоджуватися з встановленою роллю вісцерального жиру, який вивільняє FFA безпосередньо у ворітну вену, спричиняючи порушення обміну глюкози (1–3). Однак деякі дослідження показали, що підшкірно-жировий жир більш тісно пов'язаний з резистентністю до інсуліну, ніж вісцеральний жир (17,18).

Жирова тканина - це залоза внутрішньої секреції, яка виділяє багато білків. Приклади включають адипонектин, лептин, резистин, ангіотензиноген, інтерлейкін-6, фактор некрозу пухлини-α, адипсин, інгібітор активатора плазміногену-1 і, мабуть, багато інших, поки невідомих факторів. Регіональні відмінності в секреції цих факторів також можуть бути альтернативою або додатковим поясненням спостережуваних взаємозв’язків між жировою тканиною та рівнем глюкози. Існують деякі відомі відмінності в секреції між підшкірним жиром живота та вісцеральним жиром (32–34), але менше відомо про відмінності між сідничним та черевним підшкірним жиром.

У чоловіків було виявлено значну негативну зв'язок між рівнями глюкози та HOMA-IR та м'язовою масою в ногах, ймовірно, тому, що м'яза маса ніг, виміряна DXA, відображає головним чином скелетну м'язову тканину, а м'язова тканина є одним із місць резистентності до інсуліну та головна мішень інсуліну. У жінок також була виявлена така негативна асоціація з нежирною тканиною, але не була статистично значущою. М'ясна маса в багажнику не була негативно пов'язана з рівнем глюкози; це навіть позитивно асоціювалося з рівнем глюкози натще. Однак ці результати слід інтерпретувати з обережністю, оскільки нежирна маса в тулубі, виміряна за допомогою DXA, відображає не тільки м'язову масу, але й масу вісцеральних органів (наприклад, печінки та кишкових органів).

Основним обмеженням нашого дослідження є те, що DXA не дозволяє окремо визначити кількість міжм’язового та підшкірного жиру на ногах та вісцерального жиру та підшкірного жиру в тулубі. Внесок підшкірного жиру в загальну кількість жиру в ногах, проте, відносно великий (± 90%) (26). Отже, асоціації, виявлені в нашому дослідженні, з жировою масою на ногах, ймовірно, в основному пов’язані з підшкірним жировим депо. Оскільки на підшкірний жир припадає найбільший жировий компонент у стовбурі, не можна виключити важливу роль підшкірного жиру на стовбурі, крім вісцерального жиру. Іншим можливим обмеженням DXA є те, що, особливо у жінок, сідничний жир та жир на животі неможливо точно розрізнити. Можливо, частина сідничного жиру була включена в область тулуба, а частина черевного жиру - в область ніг. Тому ми, можливо, недооцінили справжні асоціації. Нарешті, через відбір досліджуваної сукупності, суб'єкти із порушеннями метаболізму глюкози та діабетом були відносно надмірно представлені. Однак коригування статусу толерантності до глюкози не змінило висновків.

Підводячи підсумок, потрібна обережність при інтерпретації окружності талії та стегон. Тоді як більша окружність талії в основному відображає більшу жирову масу в тулубі, на окружність стегон і WHR впливають як жир, так і худорлява маса ніг. Ми також робимо висновок, що, хоча більша маса жиру в стовбурі була найсильнішою детермінантою порушеного метаболізму глюкози, більша жирова маса на ногах і більша худорлява маса у чоловіків мають лише значну і протилежну зв'язок з метаболізмом глюкози. Ці висновки дають відповідне нове уявлення про зв'язок між ожирінням, складом тіла та діабетом 2 типу. Подальше дослідження основного патофізіологічного механізму необхідне для пояснення негативної зв'язки жиру на ногах з метаболізмом глюкози.