Reglarea fluxului sanguin periferic în obezitatea umană și în sindromul metabolic
Jacqueline K. Limberg
1 Departamentul de Anestezie, Clinica Mayo, Rochester, MN, SUA
3 Departamentul de Kinesiologie, Universitatea din Wisconsin - Madison, Madison, WI, SUA
Barbara J. Morgan
2 Departamentul de Ortopedie și Reabilitare, Universitatea din Wisconsin - Madison, Madison, WI, SUA
William G. Schrage
3 Departamentul de Kinesiologie, Universitatea din Wisconsin - Madison, Madison, WI, SUA
Abstract
Atât obezitatea, cât și sindromul metabolic sunt factori de risc importanți ai bolilor cardiovasculare. În această revizuire, vom explora ipoteza că adulții obezi tineri și adulții cu sindrom metabolic prezintă modificări ale reglării fluxului sanguin care apar înainte de apariția disfuncției cardiovasculare evidente.
Introducere
Controlul fluxului sanguin în vasculatura musculară scheletică este un echilibru între vasoconstricție și vasodilatație, cu scopul de a potrivi livrarea de oxigen cu cererea metabolică. Explorăm ipoteza că tinerii adulți obezi cu sindrom metabolic prezintă alterări sub-clinice în controlul neurovascular al circulației periferice, incluzând o activitate simpatică crescută, creșterea vasoconstricției locale și scăderea mecanismelor vasodilatatoare - care pot contribui la afectarea reglării fluxului sanguin în repaus și în răspuns la exercițiu.
Semnificația studierii obezității umane
Obezitatea modifică reglarea periferică a fluxului sanguin
Controlul local al fluxului sanguin în circulația mușchilor scheletici este un echilibru între vasoconstricție și vasodilatație, cu scopul de a corespunde livrării de oxigen și a cererii metabolice. Ca răspuns la stresul acut (de ex. Exerciții fizice), relația dintre fluxul sanguin și consumul de oxigen rămâne relativ constantă la persoanele sănătoase, astfel încât livrarea este proporțională cu cererea [Revizuit în (25, 29)]. Până de curând, foarte puține lucrări au evaluat modul în care controlul vascular poate fi modificat la oamenii obezi; cu toate acestea, modelele animale de obezitate și sindrom metabolic (de exemplu, obez Zucker Rat) susțin conceptul de reglare a fluxului sanguin afectat [Revizuit în (13)].
Creșterea vasoconstricției mediată simpatic în repaus în obezitate
Se știe că oamenii obezi și cei cu sindrom metabolic prezintă o activitate nervoasă simpatică musculară crescută, un factor fiziologic care a fost asociat cu rate crescute de morbiditate și mortalitate cardiovasculară (28). Mecanismele exacte din spatele acestei creșteri sunt necunoscute; cu toate acestea, poate apărea o creștere a activității simpatice ca răspuns la modificări ale compoziției corpului, modificarea semnalizării insulinei și/sau modificări ale reglării autonome centrale. Activarea cronică simpatică poate afecta cuplarea neurovasculară, rezultând modificarea eliberării neurotransmițătorului, numărul receptorului/afinitatea și/sau semnalizarea în mușchiul neted vascular. În concordanță cu acest concept, modelele animale ale sindromului metabolic prezintă o activitate simpatică crescută în plus față de vasoconstricția mediată de receptorul α-adrenergic bazat în comparație cu animalele de control sănătoase (37, 40).
Recent am căutat să traducem astfel de descoperiri la oameni. Datele din laboratorul nostru au arătat că adulții cu sindrom metabolic prezintă o activitate mai ridicată a sistemului nervos simpatic (așa cum este evaluat folosind tehnica microneurografiei, Figura 2A), precum și o mai mare reacție vasoconstrictoare la perfuzia intra-arterială a unui agonist al receptorului α2-adrenergic [Figura 2B, (35)]. Aceste date indică creșterea vasoconstricției mediată simpatic la adulții cu sindrom metabolic și sunt în concordanță cu rapoartele privind un sprijin simpatic mai mare al tensiunii arteriale la obezitatea umană (7). Rezultatele noastre (Figura 2C și 2D) sunt, de asemenea, în concordanță cu datele care demonstrează lipsa de reglare descendentă a receptorilor α1-adrenergici ca răspuns la o activitate simpatică crescută într-un model canin al sindromului metabolic (9).
Am observat o activitate mai ridicată a sistemului nervos simpatic (evaluată utilizând tehnica microneurografiei, Fig. 2A), precum și o mai mare reacție vasoconstrictoare la perfuzia intra-arterială a unui agonist al receptorului α2-adrenergic la adulții cu sindrom metabolic [* p Figura 2C, ( 6)]. În mod similar, bărbații în vârstă cu niveluri crescute de activitate a sistemului nervos simpatic sunt mai puțin receptivi la agoniștii α-adrenergici și, prin urmare, prezintă vasoconstricție mediată simpatic în timp de repaus în comparație cu adulții mai tineri (10). Mulți speculează că acesta este rezultatul creșterilor cronice ale activității simpatice și ale desensibilizării sau reglării descendente a receptorilor adrenergici. Interesant este că relația inversă dintre activitatea simpatică și vasoconstricția mediată α-adrenergică este absentă în sindromul metabolic uman (Figura 2D), subliniind faptul că sindromul metabolic uman este un fenotip fiziopatologic unic care nu poate fi descris doar ca „îmbătrânire vasculară precoce”. Având în vedere acest lucru, decuplarea între activitatea simpatică crescută și vasoconstricția în sindromul metabolic poate avea implicații importante în progresia către boli cardiovasculare evidente și diabet. În sprijinul acestei idei, lucrările anterioare au arătat că reacția α-adrenergică trebuie menținută în obezitatea sănătoasă (1), dar crescută odată cu diabetul de tip 2 (21).