小儿肥胖和心血管功能障碍

背景 儿童肥胖会引起广泛的严重并发症，增加过早发病和死亡的风险，并引发公众健康问题。 此外，肥胖的儿童更容易成为肥胖的成年人，患心血管疾病（CVD）的风险更高。 已经在年仅 5 岁的儿童中确定了一组 CVD 危险因素。 此外，在青少年和年轻人中，CVD 危险因素的存在与无症状冠状动脉粥样硬化相关。 儿童肥胖与心脏结构和功能受损有关。

动脉粥样硬化形成和动脉壁损伤始于儿童时期，并且不断有证据表明动脉粥样硬化的临床指标，如颈动脉内膜中层厚度 (CIMT)、动脉硬度和内皮功能在肥胖儿童中发生了改变。 此外，对于肥胖儿童早期心血管改变与代谢异常之间的潜在关联，我们知之甚少。 代谢综合征 (MetS) 是一组特征，包括血脂异常、高血压和内脏肥胖，导致心血管疾病和 2 型糖尿病的风险更高。 很少有研究调查 MetS 与儿童时期心血管变化的关系。 高尿酸血症已被认为是成人 CVD 的危险因素，对长寿有负面影响。 然而，儿童年龄的数据仍然缺乏，肥胖儿童高尿酸血症与心血管异常之间的关系仍然未知。 此外，肥胖是一种慢性低水平炎症和氧化应激增加的状态。 氧化应激通过触发或加剧伴随内皮功能障碍的生化过程，在心血管改变的发病机制中起重要作用。

此外，脂肪组织充当分泌腺，释放具有促炎或抗炎活性的激素和脂肪因子。 肥胖成人的临床研究观察到血浆脂肪因子水平与炎症和/或氧化应激标志物之间存在关联。 在各种脂肪因子中，脂联素似乎起着重要作用。 事实上，与在肥胖中上调的其他脂肪因子相比，肥胖受试者中脂联素的分泌显着减少。 其次，脂联素似乎主要对新陈代谢、血管张力和炎症反应发挥积极作用。 因此，与在肥胖受试者体内循环过量并在长期升高时产生不利影响的其他脂肪因子不同，与肥胖相关的并发症有关的是缺乏而非过量的脂联素。 最后，与其他激素和细胞因子相比，脂联素的血清浓度非常高，这表明除了与特定的高亲和力受体结合外，这种蛋白质还可能具有一些特异性较低的低亲和力靶标。 脂联素通过激活一氧化氮 (eNOS) 相关信号的内皮亚型，与内皮改善和血管保护相关，并具有抗炎特性和抗动脉粥样硬化作用。 因此，脂肪因子的产生受损可能是将肥胖与炎症和氧化应激联系起来的关键机制。 因此，有必要了解这些复杂的机制并确定可能的心血管损伤早期标志物，以便在儿童时期制定预防和治疗措施并降低成年期心血管疾病的发病率和死亡率。

对象与方法 本研究为单中心纵向研究。 受试者是在诺瓦拉（意大利）皮埃蒙特东方大学健康科学系儿科学部招募的。 研究方案符合赫尔辛基宣言的伦理准则，并已获得当地伦理委员会的批准。 在研究之前获得所有受试者及其父母的知情书面同意。 研究人员连续招募了 80 名 6 至 16 岁的白人肥胖 (OB) 儿童和青少年，以及 20 名正常体重、年龄和性别匹配的对照 (NW)。 NW 患者仅在基线时进行评估，而 OB 受试者将在基线和等热量地中海均衡饮食加有氧训练 6 个月 (T6) 和 12 个月 (T12) 后进行评估。

两组（OB 和 NW）的评估

超声心动图评估 使用 Vivid 7 Pro 超声扫描仪（美国通用电气医疗保健公司）的经胸超声心动图将由超声技师执行，图像将由儿科心脏病专家审查，对患者的临床数据不知情。 左心室（LV 舒张末期直径，LVEDD；LV 收缩末期直径，LVESD；室间隔在舒张末期，IVSD；LV 后壁在舒张末期，LVPWD）和左心房直径（LAD）的测量将根据既定标准。 最大 LA 体积将根据 LA 的顶端 4 和 2 腔缩放视图计算。 LV 舒张末期和收缩末期容积以及静止时的 LV 射血分数将使用改进的辛普森双平面法从 2 和 4 腔视图计算。 LV 质量 (LVM) 将源自 Devereux 公式，并与体表面积（左心室质量指数 [LVMI]）相关联。 相对壁厚 (RWT) 将计算为比率 (LVPWD x 2)/LVEDD。 使用脉冲波多普勒，将测量二尖瓣流入速度、舒张早期峰值速度 (E)、舒张晚期峰值速度 (A)、E/A 比值。

血管评估 血管测量将通过高分辨率超声检查（Esaote MyLab25TM Gold，Esaote，意大利）进行，使用 8 兆赫兹 (mHz) 线性换能器和腹主动脉 5 mHz 凸面换能器，由专业超声技师进行，图像将然后由对患者临床状况不知情的专家血管外科医生进行离线审查。 左右颈动脉的超声检查将在仰卧位进行，头部从被成像的一侧转 45°。 CIMT 将定义为从内腔-内膜界面前缘到远壁中膜-外膜界面前缘的平均距离，距颈总动脉约 10 毫米。 CIMT 将通过以 0.2 mm 间隔执行的三个测量的平均值来计算。

腹主动脉直径将在肾动脉起点和髂 carrefour 之间的中点处测量最大收缩扩张 (Ds) 和最小舒张扩张 (Dd)。 主动脉应变 (S) 将使用公式 (S = (Ds-Dd)/Dd) 计算。 压力应变弹性模量 (Ep) 将使用公式 (Ep=(Ps-Pd)/S；Ps= 主动脉收缩压；Pd= 主动脉舒张压) 从 S 计算得出。 由舒张压 (Ep*) 归一化的压力应变将使用公式 (Ep* = Ep/Pd) 计算。 S 是主动脉壁的平均应变，Ep 和 Ep* 是主动脉的平均刚度。 为测量肱动脉血流介导的扩张 (FMD)，将充气袖带置于右前臂，肘窝上方 2 厘米处，并充气至超收缩压水平 (300 毫米汞柱) 5 分钟。 将同时获得连续多普勒速度评估，并使用最低声波角度（30° 至 60° 之间）收集数据。 袖带释放后和释放后 2 分钟立即测量肱动脉直径、收缩期峰值速度 (PSV) 和舒张末期速度 (EDV)，然后与充气前立即获取的基础值进行比较。 反应性充血后记录的最大直径将报告为静息直径的百分比变化（FMD = 峰值直径 - 基线直径/基线直径）。

人体测量变量 使用 Harpenden 测距仪测量身高，精确到 0.1 cm，使用手动体重秤测量体重，精确到 0.1 kg。 体重指数 (BMI) 将计算为体重除以身高的平方 (kg/m2)。 腰围 (WC) 将在腹部周围髂嵴的高点处测量，并记录为最接近的 0.1 厘米。 将在臀部区域最宽的部分测量臀围。 青春期阶段将通过体检确定，使用马歇尔和坦纳的标准。 收缩压 (SBP) 和舒张压 (DBP) 血压将使用具有适当袖带尺寸的标准水银血压计以 2 分钟的间隔测量三次。 平均值将用于分析。

仅在 OB 组中进行评估

生化变量 在 12 小时过夜禁食后，将采集血液样本以测量：葡萄糖 (mg/dL)、胰岛素 (μUI/mL)、总胆固醇 (mg/dL)、高密度脂蛋白胆固醇 (HDL-c) , mg/dL)、甘油三酯 (mg/dL)、sUA (mg/dL)，使用医院实验室的标准化方法。 低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-c) 将通过 Friedwald 公式计算。 sUA (mg/dL) 将使用具有类似 Trinder 终点的尿酸酶通过 Fossati 方法反应进行测量。

OB 受试者还将接受口服葡萄糖耐量试验（每公斤 1.75 克葡萄糖溶液，最大 75 克），每 30 分钟抽取一次样品用于测定葡萄糖和胰岛素。 将使用体内平衡模型评估 (HOMA)-IR 的公式计算禁食时的胰岛素抵抗。 空腹和 OGTT 期间的胰岛素敏感性将作为定量胰岛素敏感性检查指数 (QUICKI) 和松田指数 (ISI) 的公式进行计算。

白细胞介素 (IL)、肿瘤坏死因子 (TNF)α、纤溶酶原激活物抑制剂-1 (PAI1)、脂联素和血浆氧化应激标志物 IL-8、IL-10、IL-6、TNFα、PAI-1、脂联素的测定、3-硝基酪氨酸、丙二醛 (MDA)、活性氧 (ROS) 生成、髓过氧化物酶 (MPO)、还原型谷胱甘肽 (GSH) 和超氧化物歧化酶 (SOD) 将使用特定试剂盒进行测量。 NO 将通过使用 Griess 试剂从血液样本中量化。

线粒体形态和功能 线粒体将从单核细胞中分离出来。 将进行线粒体的超微结构分析（通过透射电子显微镜 ZEISS 109）以评估形态学线粒体变化（线粒体肿胀、基质密度降低、线粒体亚质膜和纤维内亚部分的可能差异、裂变融合动态线粒体特性, 线粒体自噬）。 此外，线粒体将用于线粒体耗氧量、复合物 I 活性（NAD+/NADH）、跨膜电位和线粒体动态蛋白表达（通过 mitofusin 1 和 2 Western blot 分析的融合和裂变比）的体外测定。

OB 组中测量的时间过程 之前描述的所有评估将在基线时以及等热量地中海均衡饮食加有氧训练后 6 (T6) 和 12 个月 (T12) 后进行。

营养分析和干预 一位训练有素且经验丰富的临床儿科内分泌学家将评估所有受试者的食物消耗，并将对 OB 儿童实施等热量地中海均衡饮食。 为了评估食物消费，食物将根据意大利食物与营养研究所的经典基本食物组进行划分。 父母也将完成经过广泛年龄段验证的食物频率问卷。 根据意大利 LARN (Livelli di Assunzione di Riferimento di Nutrienti) 指南和意大利食物金字塔，营养咨询将在基线时以及 6 个月和 12 个月后进行。

此外，肥胖受试者将接受运动训练方案。 锻炼将每天进行，包括 60 分钟的有氧运动。 家长将每天在特定的问卷上记录所进行的培训。