Thickness of epicardial adipose tissue as a predictor of cardiovascular risk

Cover Page

Cite item

Abstract

Epicardial fat is one of the most discussed and unexplored risk factor for cardiovascular disease. Structure of epicardial adipose tissue, it’s functions and pathophysiological processes are observed. It is considered epicardial fat to increase cardiovascular risk. Currently, there is no standardized methodology for measuring the thickness of the epicardial fat. As the most accessible method, the method of transthoracic echocardiography is considered and described.

Full Text

Введение Ожирение является одним из основных факторов риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. В отличие от таких модифицируемых факторов риска, как артериальная гипертензия, дислипидемия и курение, ожирение труднее поддается коррекции, и его распространенность продолжает расти, приобретая характер эпидемии [1]. Однако известно, что не всегда повышенная масса тела ассоциируется с высоким сердечно-сосудистым риском и ухудшением прогноза [1, 2]. Традиционные показатели для определения наличия и степени ожирения, такие как окружность талии, индекс массы тела, имеют низкую пороговую специфичность и могут способствовать гипердиагностике. Этим объясняется возрастающий интерес к прямой оценке висцерального жира [3]. Физиология эпикардиальной жировой ткани Эпикардиальная жировая ткань (ЭЖТ) представляет собой белый висцеральный жир, располагающийся между миокардом и висцеральным перикардом, который сосредоточен преимущественно в атриовентрикулярной и межжелудочковой борозде, вдоль коронарных артерий, вокруг предсердия, за правым желудочком и за верхушкой левого желудочка [4]. В отличие от эпикардиального жира (ЭЖ) перикардиальный жир расположен за пределами висцерального перикарда и на внешней поверхности париетального перикарда. Несмотря на близость этих двух жировых тканей, они существенным образом отличаются по своей функции и строению. ЭЖ покрывает поверхности обоих желудочков сердца и составляет около 20% от их общей массы, в среднем 50 г [5]. Кровоснабжение ЭЖТ осуществляется из ветвей коронарных артерий, в то время как питание перикардиальной жировой ткани осуществляется посредством некоронарных артерий [6]. Немаловажным моментом является отсутствие фасции, отделяющей миокард от ЭЖТ, вследствие чего ЭЖ и миокард имеют общую микроциркуляцию и тесно взаимодействуют между собой [7]. Небольшое количество ЭЖ может также расти внутри миокарда [6]. Функция ЭЖ На сегодняшний день активно изучается ЭЖТ человека с точки зрения ее функциональной значимости. Предполагается, что она обладает такими функциями, как механическая, метаболическая, термогенная, эндокринная/паракринная [6, 8]. В нормальных физиологических условиях ЭЖТ производит противовоспалительные или антиатеросклеротические цитокины, такие как адипонектин и адреномедуллин. Адипонектин является противовоспалительным цитокином, который увеличивает чувствительность к инсулину, участвует в снижении циркулирующих свободных жирных кислот (СЖК) и содержания внутриклеточных триглицеридов в печени и мышцах [5, 9]. Уровень адипонектина ниже у людей с ожирением и у пациентов с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний [9]. Он был описан как цитокин, наделенный антидиабетическими, антиатерогенными, антиоксидантными и противовоспалительными свойствами [10]. В отличие от адипонектина, адреномедуллин вырабатывается в разных органах, включая почки, легкие и сердце [6]. Он выполняет значительную кардиопротективную функцию, включающую вазодилатацию, натрийурез, стимуляцию выработки оксида азота [11]. В норме существует баланс между выработкой про- и противовоспалительных активных агентов, который при ожирении нарушается. Известно, что периваскулярная концентрация цитокинов выше, чем в подкожной жировой ткани, и может локально ускорять атеросклеротический процесс путем усиления эндотелиальной дисфункции, оксидативного стресса, локальной клеточной пролиферации гладких мышц, апоптоза и неоваскуляризации [12-14]. Показана связь между количеством ЭЖ и признаками нестабильности коронарных атеросклеротических бляшек [15]. Результаты значительного числа исследований показали, что ЭЖ может функционировать аналогично бурой жировой ткани, вырабатывая тепло для защиты миокарда и коронарных артерий при гипотермии [16]. Бурая жировая ткань содержит митохондрии с большим количеством разобщающего белка-1 (UCP1 - термогенин), который специфичен для митохондрий бурого жира [6]. Он необходим для выработки тепла при несократительном термогенезе и для адаптации животных и человека к низким температурам [5]. Выяснено, что содержание термогенина (UCP1) и связанных с ним генов выше в ЭЖ, чем в жировых отложениях других частях тела, таких как область живота, бедер и подкожной жировой клетчатки [16]. В связи с этим роль ЭЖТ в термогенезе сердечной мышцы представляет значительный интерес и активно изучается. Традиционно принято считать, что СЖК являются основным метаболическим ресурсом для сердечной мышцы. Процесс b-окисления СЖК происходит в митохондриях кардиомиоцитов, которые обеспечивают около 70% внутриклеточных запасов аденозинтрифосфата (АТФ) [17]. Дополнительно АТФ кардиомиоциты получают за счет анаэробного окисления глюкозы. В норме эти процессы сбалансированы. ЭЖТ имеет более высокий уровень освобождения и поглощения СЖК по сравнению с подкожным и другими висцеральными жировыми отложениями [18]. Поскольку выработка энергии в сердечной мышце находится в прямой зависимости от окисления СЖК, увеличение метаболизма СЖК именно в ЭЖТ активно поддерживает процесс сохранения энергетического баланса в миокарде, особенно в условиях высокой потребности. СЖК в ЭЖ могут свободно проходить через интерстиций коронарных артерий и попадают в коронарный кровоток с последующим проникновением в миокард [6]. Хотя ЭЖ считается весомым источником энергии для миокарда, точная степень его вклада остается неизвестной. Механическая функция ЭЖ заключается в особенности его расположения и его физических свойствах. ЭЖ находится в атриовентрикулярной или межжелудочковой бороздах и обычно сопровождает основные ветви коронарных артерий. Он достаточно эластичен и хорошо сжимается, что может механически защитить коронарную артерию от чрезмерного сдавления при работе сердечной мышцы и сокращении самой артерии [19]. В то же время значительное увеличение толщины ЭЖ ведет к возрастанию массы обоих желудочков, что может повышать нагрузку на сердце и способствовать гипертрофии левых камер сердца [20]. ЭЖТ и кардиоваскулярный риск Негативные механизмы ЭЖТ, которые могут оказывать влияние на функцию и структуру сердца, продолжают активно изучаться. Представляют интерес исследования, демонстрирующие наличие висцерального ожирения и гипертрофированной ЭЖТ как значимого фактора в хроническом асептическом воспалении жировой ткани, которое проявляется в виде клеточной инфильтрации макрофагов и Т-лимфоцитов [21, 22]. Одними из основных клеток-катализаторов, вызывающих и поддерживающих асептическое воспаление в жировой ткани, являются макрофаги [22]. Было обнаружено, что пациенты с выраженной ишемической болезнью сердца (ИБС) имеют больше классических активированных провоспалительных макрофагов типа M1 и меньше противовоспалительных макрофагов типа М2 в ЭЖ по сравнению с лицами без ИБС [21]. Но не только макрофаги активно принимают участие в воспалительном процессе. Т-лимфоциты и тучные клетки, которые были обнаружены в ЭЖ, также вносят весомый вклад в воспалительный процесс у пациентов с ИБС [6]. Данные инфильтративные лейкоциты реагируют на врожденные воспалительные сигналы через Toll-подобные рецепторы и продуцируют воспалительные цитокины (интерлейкин-1, -6, фактор некроза опухоли a и моноцит-хемоаттрактант-1) [23]. В условиях висцерального ожирения адипоциты активно продуцируют воспалительные адипокины и могут рассматриваться как неотъемлемые компоненты иммунной системы [24]. Наибольший интерес представляют такие воспалительные адипокины, как резистин и лептин. Они стимулируют и активно поддерживают процесс асептического воспаления в жировой ткани человека при коронарной болезни сердца [25]. Определенную роль в развитии асептического воспаления в жировой ткани, инсулинорезистентности и прогрессировании коронарной болезни сердца играют оксидативный стресс и эндотелиальная дисфункция [26]. У больных с ИБС для ЭЖ характерны более высокая экспрессия матричной РНК генов, участвующих в оксидативном стрессе, и более высокий уровень активных форм кислорода по сравнению с подкожно-жировой тканью [27]. Поскольку активные формы кислорода стимулируют хроническое воспаление, активация процесса оксидативного стресса может стимулировать воспалительные сигналы в ЭЖТ и способствовать развитию и прогрессированию ИБС. Измерение ЭЖ Толщина ЭЖТ может быть измерена путем трансторакальной эхокардиографии, сердечной компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ). МРТ считается «золотым стандартом» для оценки толщины и массы ЭЖТ, анализа объема желудочков и массы миокарда [3, 26]. При этом в настоящее время все большее значение придается оценке толщины ЭЖТ с помощью трансторакальной эхокардиографии как более доступного метода, характеризующегося хорошей воспроизводимостью и отсутствием радиационного облучения. Для измерения толщины ЭЖТ используется парастернальная позиция по длинной и короткой осям левого желудочка. За ЭЖ принято считать эхонегативное пространство между правым желудочком и париетальным перикардом. Межжелудочковая перегородка и корень аорты выбираются как основные анатомические ориентиры. Рекомендуется выполнять измерение толщины ЭЖТ на расстоянии 2 см от межжелудочковой перегородки не менее чем в 3 сердечных циклах с последующим вычислением среднего значения. Некоторые авторы анализируют более 3 сердечных циклов [28]. Для получения среднего значения толщины ЭЖТ необходимо сложить измерения, выполненные по длинной и короткой осям левого желудочка. Изначально измерение толщины ЭЖТ выполнялось во время конечной систолы желудочков, так как измерения в конце диастолы вызывают небольшие затруднения из-за выраженной деформации и давления на ЭЖТ. В то же время измерение толщины ЭЖТ в конце диастолы оправдано соответствием полученных результатов при эхокардиографическом исследовании с КТ или МРТ сердца. Также эхокардиографическая оценка ЭЖТ в конце диастолы, непосредственно перед R-волной на электрокардиографии, была бы удобной с точки зрения стандартизации [26, 28]. Поскольку измерения, выполненные в конце систолы, существенно выше по сравнению с измерениями, полученными в конце диастолы, при интерпретации толщины ЭЖТ необходимо обращать внимание на протокол исследования в публикациях. В настоящее время не существует порогового значения для толщины ЭЖТ. В литературе встречается много противоречий в отношении толщины ЭЖТ и степени ее влияния на прогрессирование сердечно-сосудистых заболеваний. Представляется интересным тот факт, что толщина ЭЖТ, измеренная во время конечной систолы, составляет минимум 1,1 и максимум - 22,6 мм при среднем значении 7 мм у мужчин и 6,5 мм - у женщин (у здоровых добровольцев) [29]. При измерении в конце диастолы среднее значение толщины ЭЖТ составило 6,4 мм (1,1-16,6 мм) у больных с ИБС [30] и 4,7±1,5 мм - у бессимптомных пациентов [31]. Толщина ЭЖТ, измеренная в конце диастолы, более 5 мм рассматривается как независимый предиктор развития субклинического атеросклероза, метаболического синдрома, низкого коронарного резерва и гипертензии [26]. В то же время указанное значение толщины ЭЖТ не может рассматриваться в качестве порогового, так как это не было изучено в крупных многоцентровых исследованиях. При интерпретации полученных значений толщины ЭЖ следует учитывать, что на толщину ЭЖТ могут влиять возраст, пол, раса и в какую фазу сердечного цикла было выполнено измерение. Кроме того, следует помнить о ряде технических ограничений эхокардиографической оценки толщины ЭЖТ, в частности большей межисследовательской вариабельности, по сравнению с КТ и МРТ, а также трансторакальном акустическом окне, ограничивающем возможности визуализации ЭЖ. Несмотря на указанные трудности, на сегодняшний день основным методом для измерения ЭЖТ остается эхокардиография. Заключение ЭЖТ - особенное висцеральное жировое депо с уникальными анатомическими и функциональными возможностями. Это важный источник биомолекул, который также выполняет роль секреторного органа. Толщина и объем ЭЖ могут быть измерены с помощью эхокардиографии, КТ или МРТ. Имеются данные о том, что объем и толщина ЭЖТ связаны со степенью и тяжестью метаболического синдрома и ИБС, поэтому измерение толщины ЭЖТ можно использовать как прогностический маркер кардиометаболических заболеваний. К сожалению, на сегодняшний день не существует результатов крупных популяционных исследований по влиянию ЭЖТ на развитие и прогрессирование ИБС. Предполагается, что данные исследования позволят найти новые терапевтические подходы для лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
×

About the authors

A. V Davydova

A.S.Lukashevskiy Kamchatka Regional Hospital. 630003, Russian Federation

Petropavlovsk-Kamchatsky, Leningradskaya ul., 112

V. S Nikiforov

I.I.Mechnikov State Northwestern Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: viktor.nikiforov@szgmu.ru
191015, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Kirochnaia, d. 41

Yu. S Khalimov

S.M.Kirov Military Medical Academy of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: yushkha@gmail.com
194044, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Akademika Lebedeva, d. 6

References

  1. Piepoli M.F, Hoes A.W, Agewall S et al. 2016 European Guidelines on cardiovascular disease prevention in clinical practice. Eur Heart J 2016; 37 (29): 2315-81.
  2. Lavie C.J, Milani R.V, Ventura H.O. Obesity and cardiovascular disease: risk factor, paradox, and impact of weight loss. J Am Coll Cardiol 2009; 53: 1925-32.
  3. Чумакова Г.А., Веселовская Н.Г. Методы оценки висцерального ожирения в клинической практике. Рос. кардиолог. журн. 2016; 21 (4): 89-96.
  4. Iacobellis G, Corradi D, Sharma A.M. Epicardial adipose tissue: anatomic, biomolecular and clinical relationships with the heart. Nat Clin Pract Cardiovasc Med 2005; 2 (10): 536-43.
  5. Бубнова М.Г. Роль ожирения и висцерального жира сердца в запуске сердечно-сосудистого континуума. Клинические эффекты орлистата. Рос. мед. журн. 2014; 22 (2): 116-22.
  6. Wu Y, Zhang A, Hamilton D.J, Deng T. Epicardial Fat in the Maintenance of Cardiovascular Health. Methodist Debakey Cardiovasc J 2017; 13 (1): 20-4.
  7. Iacobellis G. Epicardial and pericardial fat: close, but very different. Obesity (Silver Spring) 2009; 17 (4): 625; author reply 626-627.
  8. Драпкина О.М., Корнеева О.Н., Драпкина Ю.С. Эпикардиальный жир: нападающий или запасной? Рацион. фармакотерапия в кардиологии. 2013; 9 (3): 287-91.
  9. Turer A.T, Scherer P.E. Adiponectin: mechanistic insights and clinical implications. Diabetologia 2012; 55 (9): 2319-26.
  10. Ouchi N, Parker J.L, Lugus J.J, Walsh K. Adipokines in inflammation and metabolic disease. Nat Rev Immunol 2011; 11 (2): 85-97.
  11. Wong H.K, Cheung T.T, Cheung B.M. Adrenomedullin and cardiovascular diseases. JRSM Cardiovasc Dis 2012; 1 (5): pii: cvd.2012.012003.
  12. Hirata Y, Kurobe H, Akaike M et al. Enhanced inflammation in epicardial fat in patients with coronary artery disease. Int Heart J 2011; 52 (3): 139-42.
  13. Rajsheker S, Manka D, Blomkalns A.L et al. Crosstalk between perivascular adipose tissue and blood vessels. Curr Opin Pharmacol 2010; 10 (2): 191-6.
  14. Mazurek T, Zhang L, Zalewski A et al. Human epicardial adipose tissue is a source of inflammatory mediators. Circulation 2003; 108 (20): 2460-6.
  15. Ito T, Nasu K, Terashima M et al. The impact of epicardial fat volume on coronary plaque vulnerability: insight from optical coherence tomography analysis. Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2012; 13 (5): 408-15.
  16. Sacks H.S, Fain J.N et al. Uncoupling protein-1 and related messenger ribonucleic acids in human epicardial and other adipose tissues: epicardial fat functioning as brown fat. J Clin Endocrinol Metab 2009; 94 (9): 3611-5.
  17. Никифоров В.С., Никитин А.Э., Тыренко В.В., Свистов А.С. Ишемическая дисфункция миокарда. М.: АПКиППРО, 2005.
  18. Pezeshkian M, Noori M, Najjarpour-Jabbari H et al. Fatty acid composition of epicardial and subcutaneous human adipose tissue. Metab Syndr Relat Disord 2009; 7 (2): 125-31.
  19. Prati F, Arbustini E, Labellarte A et al. Eccentric atherosclerotic plaques with positive remodelling have a pericardial distribution: a permissive role of epicardial fat? Eur Heart J 2003; 24: 329-36.
  20. Iacobellis G, Ribaudo M.C, Zappaterreno A et al. Relation between epicardial adipose tissue and left ventricular mass. Am J Cardiol 2004; 94 (8): 1084-7.
  21. Hirata Y, Tabata M, Kurobe H et al. Coronary atherosclerosis is associated with macrophage polarization in epicardial adipose tissue. J Am Coll Cardiol 2011; 58 (3): 248-55.
  22. Weisberg S.P, McCann D, Desai M et al. Obesity is associated with macrophage accumulation in adipose tissue. J Clin Invest. 2003; 112(12): 1796-1808.
  23. Baker A.R, Harte A.L, Howell N et al. Epicardial adipose tissue as a source of nuclear factor-kB and c-Jun N-terminal kinase medi-ated inflammation in patients with coronary artery disease. J Clin Endocrinol Metab 2009; 94 (1): 261-7.
  24. Berg A.H, Scherer P.E. Adipose tissue, inflammation, and cardiovascular disease. Circ Res 2005; 96 (9): 939-49.
  25. Iacobellis G. Local and systemic effects of the multifaceted epicardial adipose tissue depot. Nat Rev Endocrinol 2015; 11 (6): 363-71.
  26. Bertaso A.G, Bertol D, Duncan B.B et al. Epicardial fat: definition, measurements and systematic review of main outcomes. Arq Bras Cardiol 2013; 101 (1): e18-e28.
  27. Salgado-Somoza A, Teijeira-Fernandez E, Fernandez A.L et al. Proteomic analysis of epicardial and subcutaneous adipose tissue reveals differences in proteins involved in oxidative stress. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2010; 299 (1): H202-H209.
  28. Alexopoulos N, McLean D.S, Janik M et al. Epicardial adipose tissue and coronary artery plaque characteristics. Atherosclerosis 2010; 210 (1): 150-4.
  29. Iacobellis G, Willens H.J, Barbaro G, Sharma A.M. Threshold values of highrisk echocardiographic epicardial fat thickness. Obesity (Silver Spring) 2008; 16 (4): 887-92.
  30. Jeong J, Jeong M.H, Yun K.H et al. Echocardiographic epicardial fat thickness and coronary artery disease. Circ J 2007; 71 (4): 536-9.
  31. Nelson M.R, Mookadam F, Thota V et al. Epicardial fat: an additional measurement for subclinical atherosclerosis and cardiovascular risk stratification? J Am Soc Echocardiogr 2011; 24 (3): 339-45.

Copyright (c) 2018 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-63969 от 18.12.2015. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия
ЭЛ № ФС 77 - 69134 от  24.03.2017.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies