Зменшення варіабельності серцевого ритму пов’язане з високим рівнем ожиріння вісцеральної системи у здорових молодих жінок

Ролі Концептуалізація, формальний аналіз, розслідування, написання - оригінальний проект

Відділення клінічної та експериментальної медицини Університету Фоджія, Фоджа, Італія

Дослідження ролей, перевірка

Відділення клінічної та експериментальної медицини Університету Фоджія, Фоджа, Італія

Ролі Формальний аналіз, розслідування

Відділення клінічної та експериментальної медицини Університету Фоджія, Фоджа, Італія

Ролі Формальний аналіз, розслідування

Відділення клінічної та експериментальної медицини Університету Фоджія, Фоджа, Італія

Ролі Формальний аналіз, методологія, написання - огляд та редагування

Відділення клінічної та експериментальної медицини Університету Фоджія, Фоджа, Італія

Ролі Концептуалізація, супервізія, написання - оригінальний проект, написання - огляд та редагування

Відділення клінічної та експериментальної медицини Університету Фоджія, Фоджа, Італія

Нагляд за ролями, написання - огляд та редагування

Відділення клінічної та експериментальної медицини Університету Фоджія, Фоджа, Італія

Антоніо Івано Тріджані,
Анна Валенцано,
Валентина Триміньо,
Антонелла Ді Пальма,
Фіоренцо Москателлі,
Джузеппе Сібеллі,
Джованні Мессіна

Цифри

Анотація

Цитування: Triggiani AI, Valenzano A, Trimigno V, Di Palma A, Moscatelli F, Cibelli G, et al. (2019) Зменшення варіабельності серцевого ритму пов’язане з високим рівнем вісцерального ожиріння у здорових молодих жінок. PLoS ONE 14 (9): e0223058. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0223058

Редактор: Шан-Чжун Сю, Університет Галла, ВЕЛИКОБРИТАНІЯ

Отримано: 9 травня 2019 р .; Прийнято: 12 вересня 2019 р .; Опубліковано: 25 вересня 2019 р

Наявність даних: Усі відповідні дані знаходяться в рукописі та в допоміжних файлах.

Фінансування: Автори не отримали конкретного фінансування для цієї роботи.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Широко визнана асоціація між станом надмірної ваги/ожиріння та змінами в діяльності вегетативної нервової системи (ВНС) [1–4]. Зокрема, відомо, що АНС впливає на фізіологічні коливання часу між серцебиттям. Отже, варіабельність серцевого ритму (ВСР) вважається відповідним показником серцевої вегетативної функції, хоча її інтерпретація на сьогодні є суперечливою [5–7]. Відповідно до цього, оригінальні керівні принципи [7] нещодавно суперечили дослідженням, що проливають світло на нові інтерпретації двох класичних параметрів, зазвичай пов’язаних із симпатичною нервовою системою (SNS) та парасимпатичною нервовою системою (PNS), а саме низькою частотою (LF) і високочастотні (ВЧ) діапазони [5,6,8,9].

За останні два десятиліття кілька досліджень досліджували взаємозв'язок між показниками ВСР, індексом маси тіла (ІМТ) та іншими показниками ожиріння, хоча отримували суперечливі результати [10–14]. Зокрема, зниження ВСР пропонується пов’язувати із вмістом жиру в організмі [14–16]. Крім того, у попередньому дослідженні, проведеному зі здоровими жінками, ми виявили статистично значущу перевернуту U-подібну криву, що відповідає розподілу деяких параметрів ВСР разом із відсотком вмісту жиру в організмі [3]. Зокрема, наші дані продемонстрували зниження ВСР у пацієнтів із надмірною або недостатньою вагою порівняно з особами із нормальною вагою, і це, як видається, було результатом ненормального контролю гомеостатичних механізмів, пов’язаного зі зміненим розподілом жиру в організмі, загальновизнаний результат.

Одне з нових пояснень цих суперечок може виникати з посилення переконання, що вісцеральна жирова тканина (ПДВ), більша за загальну масу жиру в організмі, може бути відповідальною або, принаймні, пов’язаною з порушенням діяльності ВНС [17,18 ]. У зв'язку з цим співвідношення талія/стегна було використано як індекс вмісту ПДВ [19], тоді як лише деякі дослідження були зосереджені на прямій оцінці ПДВ та його зв'язку з індексами ВСР, знаходячи зв'язок між вмістом жиру та симпатовагалем дисбаланс [1], симпатична активація [18] та фізична активність [20].

У світлі цього ми вирішили дослідити гіпотезу про те, що зниження реактивності ВСР може бути пов’язане з ПДВ, аніж з жиром у всьому тілі. Слід зазначити, що для розрізнення вісцерального жиру та підшкірного жиру в черевній області ми використовували двоенергетичну рентгенівську абсорбціометрію (DXA), сучасну та надійну методологію для вимірювання складу відділу відділу, яка також широко використовується для досліджень і клінічні засоби дослідниками, лікарями та дієтологами [21,22]. Нарешті, намагаючись подолати вплив незрозумілих факторів, які могли вплинути на надійність даних, про які повідомляється в літературі, ми зарахували лише здорових молодих дорослих жінок, які не страждають ожирінням.

Методи

Предмети

До цього дослідження спочатку були залучені сто чотири здорових нормотензивних жінки, які не страждають на діабет, не отримували медикаментозних препаратів, протягом 19–37 років, але лише сімдесят суб’єктів увійшли до остаточного статистичного аналізу через критерії виключення. Зарахування проводилось між груднем 2017 року та січнем 2019 року, в основному за участю студентів-добровольців з Університету Фоджі з вуст в уста. Першим критерієм виключення після того, як суб'єкти пройшли анамнез, фізичне обстеження та планові оцінки, була наявність гіпертонії або серцево-судинних факторів ризику (14 суб'єктів вийшли з дослідження). Записи ЕКГ проводили під час фолікулярної фази (з 6 по 14 день менструального циклу), близько 11.00 ранку, у стані голодування. Учасників просили уникати фізичних навантажень, а також вживання алкоголю та кофеїну протягом двох днів. Це дослідження було схвалено Етичним комітетом Університету Азієнди Оспедалієро "Ospedali Riuniti" (Фоджа, Італія), а суб'єкти, які навчаються, підписали інформовану згоду.

Антропометричні міри

Зростання та вага тіла вимірювали згідно стандартних процедур. Склад усього тіла вимірювали за допомогою двоенергетичної рентгенівської абсорбціометрії за допомогою GE Lunar iDXA (GE Healthcare; Медісон, штат Вісконсин, США). двоенергетична рентгенівська абсорбціометрія (o Це) вважається однією з найнадійніших методологій оцінки складу тіла з високим ступенем точності [21]. Крім того, це дозволяє здійснювати пряме вимірювання трьох основних відділів тіла (тобто жиру, кісток та нежирної тканини), а також похідне регіональне вимірювання цих самих відділів. У цьому дослідженні ми зосередилися на безпосередньому вимірюванні загального жиру в організмі (TBF) та похідному вимірі, ПДВ, оціненому за допомогою алгоритму шляхом віднімання підшкірного жиру від цілого жиру в області андроїда (рис. 1), тобто черевної порожнини. область навколо гребеня клубової кістки, що простягається приблизно на 10 см до межі головного відділу [23].

Перед щоденними оцінками фантомний блок GE Lunar дозволив калібрувати пристрій, щоб він працював відповідно до специфікацій виробника. Підготовлений дослідник (А.В.) виконав автоматичний режим загального сканування тіла згідно з керівництвом оператора для позиціонування об'єкта та збору даних. Програмне забезпечення на біс (версія програмного забезпечення 14.1 enCore з CoreScanTM) забезпечило алгоритм автоматичного обчислення ПДВ, виражений у грамах. Оскільки відомо, що на обчислення ПДВ DXA негативно впливають нижчі значення ІМТ [21,22,24], другим критерієм виключення було значення ПДВ, рівне 0 (11 суб'єктів вийшли з дослідження). Для кращої оцінки вісцерального жиру та врахування форми тіла та зросту кожного учасника ПДВ був нормалізований для маси тіла (ПДВ/Вт) [25].

Перед записом ЕКГ випробовуваних залишали полежати в тихій кімнаті принаймні на 15 хвилин. Електроди накладали на зап’ястя обстежуваного, щоб придбати стандартний відведення I трикутника Ейнтховена (від лівого зап’ястя до правого зап’ястя) та заземлений електрод, розміщений на правій щиколотці. Запис ЕКГ тривав 10 хвилин (частота дискретизації 500 Гц), отримана системою Biopac MP100 (Biopac System, Санта-Барбара, Каліфорнія). Випробовуваним було наказано нормально дихати, лежачи в положенні лежачи на спині. Запис завжди візуально перевіряв щонайменше один оператор, онлайн і офлайн. В якості іншого критерію виключення з дослідження було виключено кожного суб'єкта, який демонструє фізіологічні артефакти, які можуть призвести до серцевих порушень, що потенційно можуть вплинути на результати (9 суб'єктів вийшли з дослідження).

Аналіз ВСР

Аналіз ВСР проводили шляхом реєстрації ЕКГ із використанням програмного забезпечення ВРС Kubios [26] (http://kubios.uef.fi). який автоматично визначав піки R для отримання тахограми, тоді як наявність артефактів візуально перевіряли два дослідники (A.I.T. та V.T.). Програмне забезпечення використовувало необроблену тахограму для аналізу часової області, в той час як інтерполювало тахограму, використовуючи кубічну сплайн-функцію для аналізу частотної області. Щільність спектра потужності була отримана за допомогою швидкого перетворення Фур'є (ШПФ, періодограма Велча, ширина вікна 256 с, перекриття 50%) з роздільною здатністю частоти 0,0078 Гц і діапазоном частот 0,04–0,4 Гц. Аналіз часового та частотного доменів відповідав рекомендаціям Робочої групи Європейського кардіологічного товариства та Північноамериканського товариства стимуляції та електрофізіології [27]. Індексами часу були наступні: середні інтервали RR (MeanRR), стандартне відхилення інтервалів RR (STDRR) та середній квадрат середньої різниці інтервалів RR (RMSSD), тобто кількість послідовних інтервалів, що перевищують 50 мс (цифри та відсоток, NN50). Розглянуті частотні спектральні смуги були такими: низькочастотні (НЧ, 0,04–0,15 Гц), високочастотні (НЧ, 0,15–0,4 Гц) та коефіцієнт НЧ/ВЧ, широко розглядається як міра симпатовагального балансу [27–29 ].

Статистичний аналіз

Програмне забезпечення R (The R Foundation for Statistics Computing; версія 3.5.0) та GraphPad Prism версія 6.04 для Windows (GraphPad Software) використовувались для усього статистичного аналізу. Після тесту на нормальність Шапіро-Вілка, будь-яка змінна ВСР, яка зазвичай не розподіляється, була перетворена в журнал. Для оцінки взаємозв'язку між змінними передбачалася лінійна регресія. Значення подаються як середнє значення ± стандартне відхилення середнього значення (SD) та значення p Таблиця 1. Антропометричні показники досліджуваних.

Кожна лінійна регресія з використанням віку як незалежної змінної не була суттєвою (дані не наведені). Коли TFM використовували як незалежну змінну, усі статистичні дані не були значущими (p> 0,05), крім HF (p = 0,03), незважаючи на те, що кожен нахил лінії регресії був негативним, що свідчить про загальне зниження ВСР. І навпаки, лінійна регресія між ВСР та ПДВ/Вт призвела до статистично значущого зв’язку з кожною змінною ВСР (крім MeanRR та LF/HF), обернено пов’язаною з ПДВ/З, як показано на рис. 2 та рис. 3. лінійні асоціації для основних STDRR, RMSSD, LF та HF щодо TFM та ПДВ/З, повідомляючи статистичні деталі.

ВСР виражали за допомогою натуральної логарифмічної одиниці.

Контрольний аналіз

Вік пропонується сприяти зменшенню ВСР [30–32]. Проте наші дані не підтвердили такої кореляції (p> 0,05). Натомість ми спостерігали, що ПДВ/Вт залежав від віку (R 2 = 0,0706, p = 0,0261) при виконанні контрольної лінійної регресії, як показано на рис. 4.

У світлі цього ми провели багаторазову регресію між одними і тими ж параметрами ВСР, розглянутими на попередніх малюнках, як залежні змінні, і віком, і ПДВ/ФМ, як незалежними змінними як контрольний аналіз. Наші дані показують статистично значущу кореляцію між змінними ВСР та ПДВ/Вт%, незважаючи на внесок віку. Результати, представлені як статистичні значення, зведені в таблицю 3.

Обговорення

У цьому дослідженні ми запитали, чи може вісцеральний жир відігравати роль у взаємозв'язку між ВСР у спокої та жировою масою у здорових дорослих жінок. Для вирішення цього питання ми використовували DXA для оцінки ПДВ, вираженого у відсотках до маси тіла, п'яти хвилин ЕКГ у спокої в положенні лежачи для обчислення індексів ВСР та аналізу лінійної регресії. У сукупності, наші дані свідчать про загальне зменшення змінних показників ВСР, пов’язаних із збільшенням вмісту жиру в організмі, хоча статистично значущим був лише СН. І навпаки, ми виявили значну зв'язок між індексами ВСР та ПДВ/Вт з вищим ПДВ/Вт, пов'язаним з нижчим ВСР. Доведено, що вік впливає на змінні ВСР [32,33]. Отже, ми перевірили його вплив на ПДВ за допомогою аналізу множинної регресійної моделі. Наші дані підтвердили, що існує віковий ефект, хоча вплив ПДВ на змінні ВСР представляється переважним, враховуючи те, що модель все ще була статистично значущою та порівнянною з попередніми результатами.

Кілька досліджень повідомляли про зміни значень ВСР через ІМТ або TBF, але результати часто були різними. Насправді, деякі дослідження повідомляли про докази зв'язку між масою жиру та ВСР [12,32,34], тоді як інші не продемонстрували суттєвих відмінностей в показниках ВСР ні у осіб із надмірною вагою, ні у осіб із нормальною вагою [35,36]. На сьогоднішній день більшість розбіжностей можуть бути пов'язані з декількома незрозумілими факторами, серед яких вік, стать, гіпертонія та серцево-судинні захворювання. [16,30,33]. Більше того, як показав Берр у дослідженні, опублікованому в 2007 р. [37], використання нормованих одиниць НЧ та ВЧ замість їх початкових одиниць дає протилежні результати. Зауважимо, що нормовані значення є додатковими значеннями, що приносять ту саму інформацію, а також співвідношення НЧ/ВЧ, яке в цьому дослідженні було єдиним важливим індексом, який не виявляв жодної суттєвої залежності від ПДВ, завдяки порівнянному зменшенню як НЧ, так і ВЧ.

Загалом, наше дослідження відповідає останнім дослідженням, що демонструють участь вісцерального ожиріння, більшу за загальну масу жиру, щодо зміни ВСР, особливо у суб'єктів з ІМТ вище 25,0 кг/м 2 [18,47,48]. Ця кореляція підтверджує ідею, що зміни ВСР можна вважати клінічним індексом нових факторів ризику серцево-судинних захворювань [49–51]. Більше того, майбутні дослідження продемонструють, чи може змінитися взаємозв'язок між ПДВ та ВСР через дієтичні втручання. Незважаючи на те, що в нашому дослідженні обсяг вибірки був відносно невеликим (через прийняті суворі критерії виключення), результати порівнянні з більшістю досліджень, опублікованих у цій галузі, що підтверджує наявність взаємодії між ВСР та загальним жиром на тілі з більш сильною кореляцією між ВСР та ПДВ.

На закінчення ми пропонуємо, щоб у молодих дорослих здорових жінок, які страждають на нормальну гіпертензію, зв'язок між контролем ВНС та жиром в організмі здебільшого обумовлений ПДВ. Незважаючи на те, що основні механізми ще потрібно з'ясувати, ці результати можна використати як вихідну точку для визначення неінвазивного індексу добробуту серця для клінічного та харчового застосування.

Додаткова інформація

Файл S1. Дані.

Подяка

Автори хочуть подякувати доктору Федеріці Ла Русса за її пропозиції та допомогу щодо остаточної версії рукопису.

Список літератури

Предметні напрямки

Для отримання додаткової інформації про тематичні області PLOS натисніть тут.

Ми хочемо отримати ваш відгук. Чи мають ці предметні галузі сенс для цієї статті? Клацніть ціль поруч із неправильною темою та повідомте нас. Спасибі за вашу допомогу!

Це предметна область "Жирова тканина" застосовується до цієї статті? так ні

Дякуємо за ваш відгук.

Це предметна область "Лінійний регресійний аналіз" застосовується до цієї статті? так ні

Дякуємо за ваш відгук.

Це предметна область "Електрокардіографія" застосовується до цієї статті? так ні

Дякуємо за ваш відгук.

Це предметна область "Вага тіла" застосовується до цієї статті? так ні

Дякуємо за ваш відгук.

Це предметна область "Програмне забезпечення" застосовується до цієї статті? так ні

Дякуємо за ваш відгук.

Це предметна область "Абсорбціометрія" застосовується до цієї статті? так ні

Дякуємо за ваш відгук.

Це предметна область "Частота пульсу" застосовується до цієї статті? так ні

Дякуємо за ваш відгук.

Це предметна область "Надмірна вага" застосовується до цієї статті? так ні