小児の肥満と心血管機能不全

背景 小児の肥満はさまざまな重篤な合併症を引き起こし、早期の罹患率や死亡率のリスクを高め、公衆衛生上の懸念を引き起こします。 さらに、肥満の子供は肥満の成人になる傾向が高く、心血管疾患（CVD）のリスクが高くなります。 CVD 危険因子のクラスターが 5 歳の小児で確認されています。 さらに、青年および若年成人では、CVD 危険因子の存在が無症候性冠動脈アテローム性動脈硬化症と相関しています。 小児期の肥満は、心臓の構造と機能の障害に関連していると考えられています。

アテローム形成と動脈壁の損傷は小児期に始まり、頸動脈内膜中膜厚さ（CIMT）、動脈硬化、内皮機能などのアテローム性動脈硬化の臨床指標が肥満児では変化するという証拠が増えてきています。 さらに、肥満児における早期の心血管変化と代謝異常との潜在的な関連性についてはほとんど知られていない。 メタボリックシンドローム (MetS) は、脂質異常症、高血圧、内臓肥満などの特徴の集合体であり、CVD や 2 型糖尿病のリスクを高めます。 MetS と小児期の心血管変化との関連を調査した研究はほとんどありません。 高尿酸血症は成人における心血管疾患の危険因子として認識されており、寿命に悪影響を及ぼします。 しかし、小児年齢におけるデータはまだ不足しており、肥満児における高尿酸血症と心血管異常との関連性はまだ不明です。 さらに、肥満は慢性的な低レベルの炎症と酸化ストレスの増加の状態です。 酸化ストレスは、内皮機能不全を伴う生化学的プロセスを誘発または悪化させることにより、心血管変化の病因において重要な役割を果たします。

さらに、脂肪組織は分泌腺として機能し、炎症促進作用または抗炎症作用を持つホルモンやアディポカインを放出します。 肥満成人を対象とした臨床研究では、アディポカインの血漿レベルと炎症および/または酸化ストレスのマーカーとの関連が観察されています。 さまざまなアディポカインの中でも、アディポネクチンが重要な役割を果たしていると考えられています。 実際、肥満において上方制御される他のアディポカインとは対照的に、アディポネクチンの分泌は肥満被験者において顕著に減少する。 第二に、アディポネクチンは、代謝、血管緊張、炎症反応に対して主にプラスの活性を発揮すると思われます。 したがって、肥満患者では過剰に循環し、慢性的に上昇すると有害な影響を与える他のアディポカインとは対照的に、アディポネクチンの過剰ではなく欠乏が肥満関連合併症に関与しています。 最後に、アディポネクチンの血清濃度は他のホルモンやサイトカインと比較して非常に高く、このことは、このタンパク質が特定の高親和性受容体への結合とは別に、特異性の低い低親和性の標的を持っている可能性があることを示唆しています。 アディポネクチンは、一酸化窒素の内皮アイソフォーム（eNOS）関連シグナル伝達の活性化による内皮の改善と血管の保護、また抗炎症特性および抗アテローム生成効果と関連しています。 したがって、アディポカインの産生障害は、肥満と炎症および酸化ストレスを結び付ける重要なメカニズムである可能性があります。 したがって、小児期の予防および治療手段を確立し、成人期の心血管疾患の罹患率および死亡率を減少させるためには、これらの複雑なメカニズムを理解し、心血管損傷の可能性のある早期マーカーを同定することが必要である。

対象と方法 この研究は単一施設による縦断研究である。 被験者は、ノバラ（イタリア）のピエモンテ・オリエンターレ大学保健科学部小児科部門で募集されました。 研究プロトコールはヘルシンキ宣言の倫理ガイドラインに従っており、地元の倫理委員会によって承認されています。 研究前に、すべての被験者およびその両親から書面によるインフォームドコンセントを得た。 研究者らは、6歳から16歳までの80人の白人の肥満（OB）児童および青少年と、正常体重、年齢、性別が一致した20人の対照（NW）を連続して登録した。 NW患者はベースラインのみで評価されたが、OB被験者はベースラインと、等カロリーの地中海バランスの取れた食事と有酸素トレーニングの6か月後（T6）と12か月後（T12）に評価される。

両方のグループ (OB と NW) での評価

心エコー検査の評価 Vivid 7 Pro 超音波スキャナー (General Electric Healthcare、米国) を使用した経胸壁心エコー検査は超音波検査技師によって実行され、画像は患者の臨床データを知らされていない専門の小児心臓専門医によって検査されます。 左心室（LV拡張末期直径、LVEDD、LV収縮末期直径、LVESD、拡張末期心室中隔、IVSD、拡張末期LV後壁、LVPWD）および左心房直径（LAD）の測定値は、以下に従って取得されます。確立された基準。 最大 LA 容積は、LA の心尖部 4 腔および 2 腔の拡大図から計算されます。 LV 拡張末期容積と収縮末期容積、および安静時の LV 駆出率は、修正された Simpson のバイプレーン法を使用して、2 腔像と 4 腔像から計算されます。 LV 質量 (LVM) は Devereux 式から導出され、体表面積 (左心室質量指数 [LVMI]) に指標付けされます。 相対壁厚 (RWT) は、比率 (LVPWD x 2)/LVEDD として計算されます。 パルス波ドプラ法を用いて、僧帽弁流入速度、拡張期初期ピーク速度（E）、拡張期後期ピーク速度（A）、E/A比を測定します。

血管の評価 血管の測定は、腹部大動脈には 8 メガヘルツ (mHz) の線形トランスデューサーと 5 mHz の凸型トランスデューサーを使用した高解像度超音波検査 (Esaote MyLab25TM Gold、Esaote、イタリア) を使用して、専門の超音波検査技師によって実行され、画像が表示されます。その後、患者の臨床状態を知らされていない専門の血管外科医によってオフラインで検査されます。 左右の頸動脈の超音波検査は、頭を撮影側から 45 度回転させた仰臥位で行われます。 CIMTは、内腔-内膜界面の前縁から総頚動脈の約10mm遠位側の遠壁の中膜-外膜界面の前縁までの平均距離として定義される。 CIMT は、0.2 mm 間隔で実行された 3 回の測定の平均によって計算されます。

腹部大動脈の直径は、腎動脈起始部と腸骨カルフールの間の中間点での最大収縮期拡張（Ds）および最小拡張期拡張（Dd）で測定されます。 大動脈歪み (S) は、式 (S = (Ds-Dd)/Dd) を使用して計算されます。 圧力ひずみ弾性率 (Ep) は、式 (Ep=(Ps-Pd)/S; Ps= 大動脈収縮期圧; Pd= 大動脈拡張期圧) を使用して S から計算されます。 拡張期血圧 (Ep*) で正規化された圧力ひずみは、式 (Ep* = Ep/Pd) を使用して計算されます。 S は大動脈壁の平均歪みですが、Ep および Ep* は大動脈の平均剛性です。 上腕動脈血流媒介拡張（FMD）を測定するには、空気圧カフを右前腕の肘前窩の 2 cm 上に配置し、5 分間上収縮期レベル（300 mmHg）まで膨張させます。 連続的なドップラー速度評価が同時に取得され、最も低いインソネーション角度 (30° ～ 60°) を使用してデータが収集されます。 上腕動脈の直径、最高収縮期速度 (PSV) および拡張終期速度 (EDV) をカフ解放直後および 2 分後に測定し、膨張直前に取得した基礎値と比較します。 反応性充血後に記録された最大直径は、安静時直径の変化率として報告されます (FMD = ピーク直径 - ベースライン直径 / ベースライン直径)。

人体計測変数 身長はハーペンデン スタディオメーターを使用して 0.1 cm 単位で測定され、体重は手動体重計を使用して 0.1 kg 単位で測定されます。 体格指数 (BMI) は、体重を身長の 2 乗で割ったもの (kg/m2) として計算されます。 腹囲（WC）は、腹部周囲の腸骨稜の最高点で測定され、0.1 cm 単位で記録されます。 ヒップ周囲径は、臀部の最も広い部分で測定されます。 思春期の段階は、マーシャルとタナーの基準を使用して身体検査によって決定されます。 収縮期血圧 (SBP) と拡張期血圧 (DBP) は、適切なサイズのカフを備えた標準的な水銀血圧計を使用して、2 分間隔で 3 回測定されます。 分析には平均値が使用されます。

OBグループのみでの評価

生化学的変数 12 時間の一晩絶食後、グルコース (mg/dL)、インスリン (μUI/mL)、総コレステロール (mg/dL)、高密度リポタンパク質コレステロール (HDL-c) の測定のために血液サンプルが採取されます。 、mg/dL)、トリグリセリド (mg/dL)、sUA (mg/dL)、病院の検査室での標準化された方法を使用。 低密度リポタンパク質-コレステロール (LDL-c) は、Friedwald の式によって計算されます。 sUA (mg/dL) は、Trinder 様のエンドポイントでウリカーゼを使用する Fossati 法反応によって測定されます。

OB 被験者は経口耐糖能検査 (1 kg あたり 1.75 g のブドウ糖溶液、最大 75 g) も受け、ブドウ糖とインスリンを測定するために 30 分ごとにサンプルが採取されます。 絶食時のインスリン抵抗性は、恒常性モデル評価 (HOMA)-IR の式を使用して計算されます。 絶食時およびOGTT中のインスリン感受性は、定量的インスリン感受性チェック指数（QUICKI）および松田指数（ISI）の式として計算されます。

インターロイキン (IL)、腫瘍壊死因子 (TNF)α、プラスミノーゲン活性化因子阻害剤-1 (PAI1)、アディポネクチン、および酸化ストレスの血漿マーカー IL-8、IL-10、IL-6、TNFα、PAI-1、アディポネクチンの測定、3-ニトロチロシン、マロンジアルデヒド（MDA）、活性酸素種（ROS）の生成、ミエロペルオキシダーゼ（MPO）、還元型グルタチオン（GSH）、スーパーオキシドジスムターゼ（SOD）は、特定のキットを使用して測定されます。 NO は、Griess 試薬を使用して血液サンプルから定量されます。

ミトコンドリアの形態と機能 ミトコンドリアは単球から単離されます。 ミトコンドリアの超微細構造分析（透過型電子顕微鏡 ZEISS 109 による）は、ミトコンドリアの形態学的変化（ミトコンドリアの膨張、マトリックス密度の減少、ミトコンドリアの原形質膜下サブフラクションと原線維内サブフラクションの違い、分裂融合の動的ミトコンドリアの固有性）を評価するために実行されます。 、マイトファジー）。 さらに、ミトコンドリアは、ミトコンドリア酸素消費量、複合体 I 活性 (NAD+/NADH)、膜貫通電位、ミトコンドリア動的タンパク質発現 (ミトフシン 1 および 2 ウェスタンブロット分析による融合および分裂比) の in vitro アッセイにも使用されます。

OB グループにおける測定の時間経過 前述のすべての評価は、ベースライン時、等カロリーの地中海バランスの取れた食事と有酸素トレーニングの 6 か月後 (T6) と 12 か月後 (T12) に実行されます。

栄養分析と介入 よく訓練された経験豊富な臨床小児内分泌専門医が、すべての被験者の食物摂取量を評価し、OB の子供たちに等カロリーの地中海式バランスの取れた食事を投与します。 食物消費を評価するために、イタリア食品栄養研究所により、古典的な基本食品グループに従って食品が分類されます。 幅広い年齢層を対象に検証された食事の頻度に関するアンケートは、保護者も回答します。 栄養カウンセリングは、イタリアの LARN (Livelli di Assunzione di Riferimento di Nutrienti) ガイドラインとイタリアの食品ピラミッドに従って、ベースライン時と 6 か月後、12 か月後に実施されます。

さらに、肥満の被験者は運動訓練計画を受けます。 運動は毎日行われ、60分間の有酸素運動で構成されます。 保護者は毎日、実施したトレーニングを特定のアンケートに記録します。