Untersuchung der Bedeutung des viszeralen Fettgewebes für die endotheliale Funktion bei Menschen mit erhöhtem Risiko für Diabetes mellitus Typ 2

Abstract

Obesity is an accepted risk factor for cardiovascular disease because of its many associated metabolic diseases (insulin resistance, hyperglycaemia, hypertriglyceridemia, dyslipoproteinemia, arterial hypertension, hyperuricemia etc.). Within the last years, research results showed that body weight alone is of only limited value for cardiovascular morbidity, even if the Body Mass Index (BMI) is determined that also takes account of the height. Against this background, the importance of body fat distribution and particularly the importance of visceral adipose tissue mass become potentially significant. Recent research data postulate an increased cardiovascular risk for visceral obesity compared with increased subcutaneous adipose tissue mass caused by increased expression and secretion of pro-inflammatory cytokines in visceral adipose tissue. On that assumption we performed a prospective intervention study to prove that reducing visceral adipose tissue mass is essential for improving endothelial function - as an early marker of atherogenesis – and for reducing systemic inflammation. Analyses were done in 189 individuals (age: 45.5 ± 0,8 years) at increased risk of type 2 diabetes (obesity, impaired glucose tolerance or positive family history). Endothelial function expressed as flow mediated dilation (FMD) of the brachial artery was measured by high resolution ultrasound (13 MHz). Further the vascular adhesion molecules sE-selectin, sV-CAM and sI-CAM were determined based on ELISA-technique as well as the body fat distribution measured by magnetic resonance tomography. There was a mean decrease in body weight (- 3%), total adipose tissue mass (TAT, -7.6%) und visceral adipose tissue mass (VAT, - 4.3%). The change in FMD was not associated with change in body weight (p = 0.35) or TAT (p = 0.21) but with a decrease in VAT (r = −0.189, p = 0.009). In a post hoc analysis, the subjects were divided by the median change in VAT into responders and non-responders. FMD increased only in the responders (from 6.2 ± 0.4% to 8.0 ± 0.5%, p = 0.0005) but not in the non-responders (p = 0.15). Also sE-selectin significantly decreased only in the responders (from 54 ± 4 ng/ml to 47 ± 3 ng/ml; p = 0.03). Our prospective study data prove that a lifestyle intervention in obese or in type 2 diabetes prone individuals that leads to reducing visceral adipose tissue mass is essential for improving endothelial function and not the body weight reduction or the reduction of total adipose tissue mass alone. It can be concluded that the reduction of visceral adipose tissue mass is an essential part of further research focused on improvement in primary prevention of cardiovascular disease.

Adipositas stellt aufgrund seiner zahlreichen assoziierten Stoffwechselstörungen (Insulinresistenz, Hyperglykämie, Hypertriglyceridämie, Dyslipoproteinämie, arterielle Hypertonie, Hyperurikämie u.a.) einen anerkannten Risikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen dar. Allerdings hat sich in den letzten Jahren zunehmend gezeigt, dass das Körpergewicht allein, selbst bereinigt um die Körpergröße (über den sog. Body-Mass-Index – BMI), keine zuverlässige prädiktive Aussagekraft für die vaskuläre Herz-Kreislauf-Morbidität aufweist. Vor diesem Hintergrund haben sich Körperfettverteilung und insbesondere die Bedeutung des viszeralen Fettkompartiments als potentiell bedeutsam herausgestellt. Bisherige Untersuchungen postulieren ein erhöhtes kardiovaskuläres Risiko bei bauchbetonter Adipositas gegenüber einer Vermehrung des subkutanen Fettgewebes evtl. über eine vermehrte Expression und Sekretion proinflammatorischer Zytokine im viszeralen Fettgewebe. Ausgehend von dieser Hypothese führten wir eine prospektive Interventionsstudie durch, um zu belegen, dass sich im Rahmen einer Reduktion der viszeralen Fettmenge eine Verbesserung der Endothelfunktion - als früher Atherosklerosemarker - sowie eine Verbesserung des systemischen Inflammationstatus ergibt. Untersucht wurden 189 Personen (45,5 ± 0,8 Jahre) Personen mit Übergewicht, pathologischer Glukosetoleranz oder einer positiven Familienanamnese auf Typ-2 Diabetes. Die periphere Gefäßfunktion wurde mit hochauflösendem Ultraschall (13 MHz) als flussmediierte Dilatation (FMD) der Arteria brachialis bestimmt. Als weitere Endothelmarker wurden die Adhäsionsmoleküle sE-Selectin, sV-CAM und sI-CAM mittels ELISA-Technik bestimmt. Die Körperfettverteilung wurde mittels Ganzkörper-Magnetresonanztomographie erfasst. Wir erreichten im Rahmen der Studienintervention eine mittlere Abnahme des Körpergewichts um 3%, eine Abnahme der Ganzkörperfettmenge (TAT) um 7.6%, sowie eine Reduktion des VAT um 4.3%. Erhärtend für die Ausgangshypothese war keine Korrelation zwischen der verbesserten peripheren Gefäßfunktion und der Abnahme des Körpergewichtes per se (p=0.35) oder der Gesamtkörperfettmasse (p=0.21) festzustellen, jedoch zwischen der FMD und der viszeralen Fettgewebsmasse (r=-0.189, p=0.009). Davon ausgehend wurde eine Responder- und eine Nicht-Responder-Gruppe anhand des Medians der erzielten Abnahme des viszeralen Fettgewebes gebildet. Dabei zeigte sich, dass sich die FMD nur bei den Respondern verbesserte (von 6.2 ± 0.4% auf 8.0 ± 0.5%; p=0.0005) nicht jedoch bei den Nicht-Respondern (p=0.15). Auch sE-Selectin sank signifikant ausschließlich bei den Respondern (von 54 ± 4 ng/ml bis 47 ± 3 ng/ml; p=0.03). Unsere prospektiven Studiendaten belegen, dass durch eine Lebensstilintervention bei Personen mit Übergewicht bzw. erhöhtem Risiko eines Diabetes mellitus Typ 2 nicht der Körpergewichtsverlust an sich bzw. die Abnahme des Gesamtkörperfettes, sondern primär die Reduktion der viszeralen („Bauch“)-Fettmenge mit einer verbesserten Endothel- / Gefäßfunktion korreliert. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass Maßnahmen zur Reduktion des viszeralen Fettgewebes mit im Fokus weiterer Forschungsaktivitäten zur verbesserten Primärprävention kardiovaskulärer Erkrankungen stehen sollten.