Морфофункциональные характеристики загрудинной жировой ткани и их связь с артериальной жесткостью у пациентов с коронарным атеросклерозом, подвергшихся операции аортокоронарного шунтирования

Abstract

Цель - исследование морфофункциональных характеристик адипоцитов загрудинной жировой ткани (ЗЖТ) в сравнении с другими типами жировой ткани (ЖТ), а также изучение их связи с показателями артериальной жесткости у пациентов с коронарным атеросклерозом, подвергшихся операции аортокоронарного шунтирования (АКШ). Материалы и методы. В настоящее пилотное исследование включены 17 пациентов (12 мужчин и 5 женщин) в возрасте 40-70 лет со стабильной ишемической болезнью сердца и документированным коронарным атеросклерозом, которым была проведена операция АКШ и которые подписали информированное согласие на участие в исследовании. Материалом для исследования явились экспланты эпикардиальной, подкожной и загрудинной жировой ткани (ЗЖТ), их забор осуществлялся в ходе операции. Для изучения состояния регионарной артериальной жесткости использовали осциллометрическую артериографию (TensioMed, Венгрия). Определяли уровень адипонектина, лептина, инсулина в супернатантах адипоцитов. Результаты. Обнаружено, что адипоциты ЗЖТ имели меньшие размеры, чем адипоциты подкожной ЖТ, и были сопоставимы по размеру с эпикардиальными адипоцитами. Выброс адипонектина адипоцитами ЗЖТ не имел различий с таковым в подкожной и эпикардиальной ЖТ, однако адипоциты ЗЖТ вырабатывали существенно меньше лептина и инсулина. Впервые продемонстрирована взаимосвязь выработки адипоцитами ЗЖТ лептина и инсулина с показателями регионарной артериальной жесткости: прямая корреляционная связь - между секрецией лептина адипоцитами ЗЖТ и аортальным индексом аугментации и обратная - между секрецией инсулина адипоцитами ЗЖТ и скоростью пульсовой волны. Линейных корреляций между размерами адипоцитов ЗЖТ, наличием адипоцитов более 100 мкм ЗЖТ и выработкой адипоцитами ЗЖТ лептина, инсулина, а также параметрами регионарной артериальной жесткости выявлено не было.Заключение. Продемонстрировано наличие у ЗЖТ секреторной активности, интенсивность которой не имеет линейных ассоциаций с размером адипоцитов и их гипертрофией. Полученные нами данные впервые указывают на взаимосвязь адипокинов, вырабатываемых ЗЖТ, с процессами нарушения эластических свойств магистральных артерий у пациентов с коронарным атеросклерозом.Background. The attention of many researchers is focused on studying the role of adipokines secreted by subcutaneous, visceral, epicardial, and perivascular adipose tissues in the pathogenesis of diseases of the cardiovascular system. At the same time, adipose tissue of retrosternal localization remains out of research focus. This pool of fat cells is formed at the site of the thymic involution and has a significant volume. However, their functional activity and participation in the development of cardiovascular pathology remain unexplored.Aim. To study the morphological characteristics of adipocytes of the retrosternal adipose tissue (RSAT) and their production of adipokines in comparison with epicardial (EAT) and subcutaneous adipose tissue (SCAT) and to investigate their relationships with arterial stiffness parameters in patients who underwent coronary artery bypass grafting. Materials and methods. The study included 17 patients (12 men/5 women aged 40-70 years) with the diagnosed coronary artery disease (CAD) who underwent coronary artery bypass grafting (CABG). Each patient underwent measurement of carotid-femoral pulse wave velocity (PWV) and aortic augmentation index (AIx) with the oscillometric device. Isolated adipocytes were obtained enzymatically from explants of SCAT, EAT and RSAT during coronary artery bypass grafting. The adipocytes were analyzed under the microscope at 200x magnification. The release of adiponectin, leptin and insulin was studied in the adipocyte supernatant after 1 hour incubation using ELISA.Results. It was found that adipocytes of the RSAT are smaller than adipocytes of SCAT: 83.96 ± 2.21 vs 98.62 ± 2.67 μm (p = 0.00002), respectively, and comparable in size to adipocytes of EAT: 86.65 ± 1.33 μm. The release of adiponectin by adipocytes of the RSAT turned out to be comparable to the production of this adipokine in SCAT and EAT, however, adipocytes of the RSAT produce less leptin than SCAT and EAT: 0.26 (0.19; 0.27) ng/l vs 0.37 (0.28; 0.55) (р = 0.01) and vs 0.32 (0.28; 0.44) (р = 0.006) ng/ml, respectively. Furthermore, RSAT produce less insulin than SCAT and EAT: 1.56 (1.03; 2.08) vs 1.70 (0.99; 2.18) ng/ml, (р = 0.0022) and 1.76 (1.16; 2.40) ng/ml (р = 0.006), respectively. A positive correlation was found between the secretion of leptin by adipocytes of the RSAT and the AIx (rs = 0.52, p = 0.046). An inverse relationship was found between insulin secretion by retrosternal adipocytes and PWV rs = -0.55, p = 0.035). There was no relationship between the size of the retrosternal adipocyte or hypertrophy of the thymic adipocytes (more than 100 μm) and the production of leptin and insulin and arterial stiffness parameters. Conclusions. The data of our pilot study show that adipocyte hypertrophy of the retrosternal AT is not a significant marker of adipokine production disturbance. The observed relationships suggest that an increase in leptin production and reduced insulin secretion by retrosternal AT may contribute to the formation of adipokine-related arterial stiffness. Based on the data obtained, it can be assumed that adipokines produced by the retrosternal AT can participate in the formation of arterial stiffness in patients with coronary artery disease.