obiecte

abstract

Context/Obiective:

Scopul acestui studiu a fost de a examina relația dintre fracțiunea de grăsime a densității de protoni (PDFF) măsurată prin imagistica prin rezonanță magnetică (RMN), țesutul adipos supraclavicular și gluteal cu volum de țesut adipos subcutanat și visceral (SAT și DPH), grăsimea hepatică și antropometrică markeri ai obezității. Fosa supraclaviculară a fost selectată ca sit tipic în care adipocitele brune pot fi prezente la om, iar regiunea gluteală a fost selectată ca sit tipic care înconjoară în principal adipocitele albe.

Subiecte/metode:

În acest studiu transversal, 61 de adulți (44 de femei, mediană de 29, 3 ani, intervalul 21-68 de ani) au fost supuși RMN-ului gâtului și abdomenului/pelvisului (3T, Ingenia, Philips Healthcare). Au fost generate hărți PDFF ale țesutului adipos supraclavicular și gluteal și ale ficatului. Volumul SAT și TVA a fost calculat, iar grăsimea supraclaviculară și subcutanată a fost segmentată folosind algoritmi de post-procesare. S-au înregistrat indicele de masă corporală (IMC), circumferința taliei și raportul talie la înălțime. Analiza statistică a fost efectuată folosind testul t Student și analiza corelației Pearson.

rezultatele:

PDFF supraclavicular mediu a fost de 75,3 ± 4,7% (interval 65, 4-83, 8%) și PDFF gluteal mediu a fost de 89,7 ± 2,9% (interval 82, 2-94%), rezultând diferențe semnificative (P 1

Țesutul adipos poate fi clasificat în continuare pe baza tehnicilor de imagistică a grăsimilor. Țesutul adipos subcutanat (SAT) este definit ca stratul dintre derm și aponevroză și fascia mușchilor, inclusiv țesutul adipos al sânului. Țesutul adipos visceral (TVA) este definit ca un depozit de grăsime în abdomen, pelvis și în interiorul pieptului. În acest studiu, TVA este echivalent cu țesutul adipos intra-abdominopelvic, conform clasificării propuse de Shen și colab. Imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) și cuantificarea diferitelor depozite de grăsime au fost propuse ca metodă de îmbunătățire a stratificării riscului la persoanele obeze și diabetice. 9 RMN este intens utilizat pentru a cuantifica volumele SAT și TVA. 10, 11, 12

Relația inversă dintre prezența BAT metabolic activă și indicele de masă corporală (IMC) ca măsură a masei grase corporale a fost demonstrată în mod repetat. De exemplu, indivizii săraci au BAT mai metabolici activi decât pacienții obezi. 2, 6, 13, 14, 15 Studiile au arătat, de asemenea, o relație inversă între prezența BAT metabolic activă și grăsimea viscerală sau WAT în general. 15, 16, 17, 18 În plus, grăsimea viscerală sa dovedit a fi o componentă centrală a sindromului metabolic și este strâns asociată cu rezistența la insulină și hiperinsulinemia ulterioară. 19, 20, 21, 22, 23 Similar obezității viscerale, BAT a fost, de asemenea, raportată a fi invers proporțională cu riscul metabolic. 13, 17, 24, 25

Tomografia cu emisie de pozitroni/tomografia computerizată (PET/CT) este utilizată în prezent ca metodă de alegere pentru a demonstra prezența sau absența BAT funcționale. 13, 15, 26, 27 Principalul aspect al detectării BAT pe bază de PET este dependența semnalului PET de activitatea metabolică a țesutului adipos, care poate fi influențată de diverși factori externi, cum ar fi temperatura exterioară. 28, 29

RMN este o metodă concepută recent pentru a permite identificarea BAT, chiar dacă nu este activă, fără utilizarea radiațiilor ionizante. 30, 31, 32, 33 Cele mai frecvent utilizate metode RMN pentru a studia BAT umane sunt metodele de cuantificare a grăsimilor pe bază de schimbări chimice. 34, 35 După luarea în considerare a mai multor factori care sunt confuzi, metodele de cuantificare a grăsimii prin schimbare chimică măsoară fracțiunea de grăsime a densității de protoni (PDFF), care este definită ca proporția densității mobile de protoni din țesutul adipos care poate fi atribuită grăsimii. 36 Cartarea recentă a PDFF a permis rezoluția spațială a grăsimilor din mai multe organe, iar PDFF hepatic a apărut ca un parametru al fenotipării metabolice. 37, 38 Cu toate acestea, se știe puțin despre legătura dintre țesutul adipos PDFF și alte depozite de grăsime și parametrii antropometrici. 39, 40

Scopul acestui studiu a fost, prin urmare, de a investiga relația PDFF a țesutului adipos supraclavicular și gluteal cu volumul SAT și DPH, fracția de grăsime hepatică și markerii obezității antropometrice. Fosa supraclaviculară a fost selectată ca sit tipic în care adipocitele brune pot fi prezente la om, iar regiunea gluteală a fost selectată ca sit tipic care înconjoară în principal adipocitele albe.

Subiecte și metode

obiecte

Un total de 61 de subiecți (44 de femei și 17 bărbați) au fost admiși la Institutul de Medicină Nutritivă, Klinikum rechts der Isar, Universitatea Tehnică din München, Germania. Subiecții au avut o gamă largă de IMC (17, 4-39, 1 kg m - 2). Vârsta medie a fost de 29, 3 ani (interval 21 - 68). Protocolul de studiu a fost aprobat de comitetul de etică al Facultății de Medicină a Universității Tehnice din München. Consimțământul informat scris a fost obținut de la toți subiecții înainte de fenotipare. Criteriile de excludere au fost bolile grave, sarcina sau alăptarea și contraindicațiile standard pentru testele MR.

Măsurători RMN

Pacienții au fost supuși RMN-ului gâtului și abdomenului/bazinului pe un scaner 3T Philips (Ingenia; Philips Healthcare, Best, Olanda) folosind o bobină cap-gât și o combinație de matrice de bobine anterioare și posterioare. Scanarea a fost efectuată la temperatura ambiantă într-o cameră de scanare cu aer condiționat (21 ° C) după un timp de aclimatizare, în timp ce studiul a fost explicat și s-a obținut consimțământul informat.

Cartografiere PDFF supralaviculară și pelviană

Pentru a măsura PDFF supraclavicular, au fost obținute mai întâi secvențe de localizare imagistică MR pentru a determina locația sacilor de grăsime supraclaviculare. În al doilea rând, pentru o imagistică anatomică detaliată a gâtului, a fost obținută o secvență coroana turbo-spin-ecou ponderată T1. În al treilea rând, o secvență de gradient corupt cu șase ecouri multi-ecou 3D (șase ecouri Dixon) a fost efectuată axial pe regiunea supraclaviculară, inclusiv sacii de grăsime. Pentru a măsura PDFF subcutanat subcutanat, secvențele de localizare au fost obținute în regiunile abdominale și pelvine, iar o secvență axială a fost efectuată pe partea din spate a regiunii pelviene superioare cu o secvență de șase ecouri cu parametrii secvenței enumerați în tabelul suplimentar S1. PDFF hepatic a fost măsurat printr-o secvență Dixon cu șase ecouri care acoperă axial întregul ficat într-o singură reținere a respirației cu parametrii secvenței enumerați în tabelul suplimentar S1.

Toate secvențele Dixon cu 6 ecouri au folosit gradienți bipolari. Un mic unghi de basculare a fost utilizat pentru a minimiza efectele de prejudecată T1. 41, 42 de hărți PDFF au fost generate online utilizând un algoritm cuprinzător de separare a grăsimii, care ia în considerare factorii de confuzie cunoscuți, inclusiv corectarea erorilor de fază, corecția unică T2 * și complexitatea spectrală a grăsimii utilizând un spectru de grăsime multipol. modelul Ren și colab. 43 Spectrul de grăsime multi-vârf a inclus vârfuri de grăsime la siturile spectrale 0, 9, 1, 3, 1, 59, 2, 03, 2, 25, 2, 77 și 5, 31 ppm, cu amplitudini maxime relative de 62,5%, 8,5%, 7,1%, 9,5%, 6,6%, 1,6% și 4,2%.

Măsurători de volum SAT/TVA

Pentru a determina volumele SAT și TVA, au fost obținute două stive de imagini ecologice cu gradient corupte Dixon 3D cu două componente pentru a acoperi abdomenul și pelvisul (limita superioară a stivei începând de la bolta hepatică). Timpul de achiziție pentru fiecare secvență Dixon cu două ecouri a fost de 10,6 s și fiecare scanare a fost efectuată într-o singură reținere a respirației (parametrii secvenței enumerați în tabelul suplimentar S1). Imaginile de apă și grăsime au fost separate online pe un scaner folosind algoritmul mDixon. 44

Analiza datelor imagistice

Segmentarea SAT/TVA

Un algoritm de post-procesare personalizat a fost utilizat pentru a clasifica automat diferitele compartimente ale țesutului abdominal pe baza imaginilor separate de apă și separate de grăsime dintr-o scanare Dixon bidimensională, care a fost descrisă în detaliu în studiile anterioare. 45, 46 SAT, DPH și volumele de țesut non-suprimat (apă) au fost determinate prin adăugarea zonelor segmentate de la cupola ficatului până la centrul capului femural. Depozitele fără TVA (de exemplu, intermusculare, în jurul coloanei vertebrale) au fost tăiate manual în incizie. Pentru a lua în considerare diferitele înălțimi ale corpului, volumele TVA și SAT au fost standardizate în înălțime, rezultând valori ml cm -1. .

Analiza PDFF

PDFF hepatic a fost determinat prin plasarea a trei ROI eliptice în segmentul hepatic 6, la granița 6/7 și în segmentul 7. Valorile medii PDFF hepatice au fost calculate prin media valorilor PDFF în cele trei ROI de mai sus.

Măsurători ale parametrilor antropometrici

Circumferința taliei (WC) a fost măsurată ca circumferință la jumătatea distanței dintre marginea inferioară a coastei și creasta lombară pe cele două ecole axiale ale imaginilor lui Dixon despre apă și abdomen, toate obținute în timpul expirării. Raportul centură la înălțime (WHTR) a fost apoi calculat ca raportul WC (în cm) și înălțime (în cm), în timp ce înălțimea a fost măsurată în cei mai apropiați 0,5 cm conform procedurilor de operare standardizate (SECA, Hamburg, Germania). Datele privind greutatea sunt date separat. IMC a fost calculat ca greutate (în kg) împărțit la înălțime cvadrat (în m2).

analize statistice

Datele sunt exprimate ca medie ± sd (între paranteze) pentru datele distribuite în mod normal, cu excepția cazului în care se indică altfel. Testul t al Studentului nepereche a fost utilizat pentru a compara PDFF în țesutul adipos supraclavicular și gluteal. Analizele de corelație Pearson au fost utilizate pentru datele distribuite în mod normal. Dacă datele au arătat distribuții log-normale, s-a efectuat o transformare logaritmică. Analizele parțiale de corelație au fost ajustate în funcție de vârstă și sex. Analiza statistică a fost efectuată folosind MedCalc Statistical Software (versiunea 16.4.3; MedCalc Software bvba, Ostend, Belgia; //www.medcalc.org; 2016). Valoarea față-verso P 1 (intervalul 1, 6 până la 39) și 37 ml cm-1 (intervalul 19, 0-143, 1). WC median a fost de 82 cm (interval 72-119) și WHTR median a fost 0,99 (interval 0,42-0,76). Figura 1 prezintă o mască reprezentativă codificată prin culori SAT și DPH, hărți PDFF cu grăsime supraclaviculară și hărți PDFF cu grăsime gluten la un subiect feminin cu un IMC scăzut (17, 4 kg m - 2, vârstă = 39 ani) și o altă femeie cu un IMC ridicat (38, 1 kg m - 2, vârsta = 48 de ani). Un subiect obez este caracterizat de volume mai mari de SAT și TVA și valori PDFF mai mari atât în ​​grăsimea supraclaviculară, cât și în cea gluteală.

Tabel în dimensiune completă

grăsime

Compararea diferitelor depozite de grăsime la un subiect feminin cu IMC scăzut (primul rând, IMC: 17, 4 kg m - 2, vârstă = 39 de ani) și un subiect feminin cu IMC ridicat (al doilea rând, IMC: 38, 1 kg m - 2, vârsta = 48) ani). Un subiect cu un IMC ridicat are un volum SAT mai mare și un volum mai mare de TVA (mascare codificată prin culoare folosind roșu pentru SAT, galben pentru TVA, albastru pentru țesutul neadipos și cian pentru aer în prima coloană), PDFF supraclavicular mai mare (complet axial și zoom) hărți PDFF în a doua și a treia coloană) și PDFF gluteal superior (hărți gluteal mapf în a patra coloană) ca subiect cu un IMC scăzut.

Imagine la dimensiune completă

Atunci când se compară PDFF în punga de grăsime supraclaviculară profundă cu PDFF de grăsime gluteală subcutanată, valoarea medie a fost de 75,3 ± 4,7% (65, 4-83,8) în grăsimea supraclaviculară și 89,7 ± 2,9% (82, 2- 94, 1) în grăsimea gluteală subcutanată, resp. Aceste valori au condus la o diferență semnificativă în PDFF între cele două depozite de grăsime (P

În plus, analizele noastre au arătat o relație pozitivă între PDFF supraclavicular și mai mulți markeri antropometrici ai obezității (IMC, WC și WHTR), precum și fracția de grăsime hepatică și volumul SAT și TVA. Dacă depozitul supraclavicular este considerat a fi un depozit care conține predominant celule de grăsime brună, această constatare este în concordanță cu datele din studiile PET/CT, care au arătat că IMC mai mic este asociat cu BAT mai activată. 13, 28 Mai multe studii au găsit, de asemenea, corelații între prezența BAT metabolic activă folosind PET/CT și cantitatea de grăsime viscerală și grăsime subcutanată cu o prevalență mai mare a BAT metabolică activă la subiecții cu SAT și TVA mai mici. 15, 16, 17, 18, 25, 27

Studii recente care măsoară nivelurile de trigliceride BAT determinate prin spectroscopie de rezonanță monoclonală unică voxel au găsit o corelație pozitivă cu IMC și WC, precum și grăsimi subcutanate și viscerale. 52, 53 Un alt studiu recent a relevat o corelație între caracteristicile BAT pentru RMN în țesutul adipos supraclavicular și markerii metabolismului și obezității, care prezintă niveluri mai scăzute de trigliceride, WC mai scăzut și absența sindromului metabolic și a diabetului de tip 2 la subiecții cu BAT. diferență mai mare în fracțiunea de grăsime RMN între supraclavicular și SAT. Explicația tentantă este că, odată cu creșterea admipocitelor IMC maro, acestea sunt într-o oarecare măsură înlocuite de adipocite albe care reflectă tipul de „albire” din acest depozit specific de grăsimi, proces rezultat din raritatea și disfuncția vasculară. Un anumit răspuns ar necesita analize histologice și funcționale folosind biopsii de țesut adipos.

În ceea ce privește corelația PDFF supraclavicular cu PDFF hepatice, Bartelt și colab. 55 a demonstrat efectul BAT metabolic activ asupra clearance-ului trigliceridelor la șoareci, expunerea la frig schimbând clearance-ul lipoproteinelor hepatice la BAT. Acest lucru este potențial consecvent cu rezultatele acestui studiu cu PDFF hepatic care se corelează pozitiv cu PDFF supraclavicular, ceea ce înseamnă că BAT raportată mai puțin supraclavicular reflectată în PDFF mai mare este corelată cu valori mai ridicate ale grăsimii hepatice. Trebuie remarcat faptul că nu s-a găsit nicio asociere între PDFF subcutanat și grăsime hepatică, sugerând că extinderea acestui depozit specific de grăsime nu este asociată cu un fenotip metabolic nesănătos. În plus, este necesar să se investigheze dacă există un efect al BAT metabolic activ asupra clearance-ului trigliceridelor la om.

Subiecții cu vârsta peste 30 de ani din acest studiu au avut asociații care au fost chiar mai puternice în acest studiu decât subiecții cu vârsta peste 20 de ani. Yoneshiro și colab. 26 a arătat că parametrii legați de adipozitate (de exemplu, zona de grăsime viscerală, IMC) au crescut odată cu vârsta la subiecții fără BAT activă, rămânând neschimbați la subiecții cu BAT activă. Acest lucru poate indica un rol protector pentru BAT împotriva acumulării de grăsime corporală legată de îmbătrânire.

Acest studiu a relevat, de asemenea, corelații pozitive ale PDFF în țesutul adipos subcutanat, adică WAT, cu IMC, WC și WHTR, precum și cu volumele SAT și DPH și cu grăsimea hepatică. Aceste corelații pot fi ușor explicate prin hipertrofia adipocitelor, care este un semn distinctiv al creșterii în greutate, care poate duce la o creștere proporțională a conținutului total de grăsimi. 56 Yang și colab. 57 nu a putut găsi o corelație între dimensiunea celulelor adipocite și deplasarea chimică măsurată prin fracțiunea de grăsime. Cu toate acestea, PDFF al țesutului poate fi afectat de vascularizația sa, deoarece se știe că hipertrofia adipocitelor este asociată cu diluția capilară și cu scăderea potențialului angiogen. Independent de mecanismele de bază, aceste asociații sunt, de asemenea, în concordanță cu constatările anterioare privind atenuarea CT a SAT la markerii obezității, care relevă o corelație a atenuării CT mai scăzute (adică a unui conținut mai mare de grăsime) a țesutului adipos cu IMC mai mare, WC, boala și profilul biomarkerului. despre un risc metabolic mai mare. 59, 60, 61, 62

restricții

Acest studiu are unele limitări. În primul rând, histologia nu a fost utilizată ca instrument de diagnostic standard de aur pentru a distinge WAT de BAT. Fără specimene de biopsie de țesut adipos, nu este posibil să se demonstreze în cele din urmă prezența BAT, precum și caracteristicile celulare ale depozitelor examinate. În al doilea rând, trebuie luate în considerare efectele parțiale ale volumului atunci când se efectuează măsurători PDFF cu RMN. PDFF nu poate distinge între conținutul de apă intracelular și porțiunile de țesut non-lipidic (de exemplu, de la vase) în voxel. Mărimea voxelului izotrop în studiul nostru a fost de 1,5 mm în fiecare dimensiune, astfel încât nu pot fi excluse efectele parțiale ale volumului vaselor foarte mici și ale mușchilor adiacenți. În plus, PDFF nu poate face distincția între un grup de adipocite maro și grupuri mixte de adipocite albe și maro, ceea ce oferă doar valori medii ale volumelor de interes. Datele privind greutatea netă au fost utilizate pentru a calcula IMC, care ar putea duce la inexactități minore. În cele din urmă, spectroscopia MR cu un singur voxel nu a fost efectuată pentru a verifica diferențele în PDFF în grăsimile grase.

În concluzie, acest studiu arată o diferență semnificativă între PDFF supraclavicular și subcutanat, indicând faptul că BAT este prezentă în grăsimea depozitului supraclavicular la adulți. În plus, valorile PDFF ale celor două depozite de țesut adipos analizate se corelează atât cu RM cât și cu markerii antropometrici ai obezității. Corelația PDFF supraclaviculară cu markerii obezității este în concordanță cu relația presupusă între BAT și obezitate. Corelația PDFF subcutanat cu markerii obezității este în concordanță cu constatările anterioare privind atenuarea CT a SAT la markerii obezității. În consecință, aceste constatări sugerează că țesutul adipos PDFF nu numai că poate identifica prezența BAT în țesutul adipos supraclavicular, dar poate fi folosit și ca biomarker în SAT pentru a îmbunătăți caracterizarea fenotipului obez, pentru a stratifica riscul și pentru a selecta adecvat și intervenții asupra stilului de viață în viitor.