cardiotomskСибирский журнал клинической и экспериментальной медициныSiberian Journal of Clinical and Experimental Medicine2713-29272713-265XTSU publishing10.29001/2073-8552-2023-38-1-64-74cardiotomsk-1714Research ArticleКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯCLINICAL STUDIESВзаимосвязь гипертрофии эпикардиальных адипоцитов с адипокинами, воспалением и метаболизмом глюкозы и липидовCorrelation of epicardial adipocytes hypertrophy with adipokines, inflammation and glucose and lipid metabolismhttps://orcid.org/0000-0002-6679-1269КошельскаяО. А.KoshelskayaO. A.

Кошельская Ольга Анатольевна - доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник, отделение атеросклероза и хронической ишемической болезни сердца.

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Olga A. Koshelskaya - Dr. Sci. (Med.), Professor, Leading Research Scientist, Department of Atherosclerosis and Coronary Artery Disease, Cardiology  Research Institute, Tomsk National  Research Medical Centre, Russian Academy of Sciences.

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

koshel@live.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2264-1928НарыжнаяН. В.NaryzhnayaN. N.

Нарыжная Наталья Владимировна - доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория экспериментальной кардиологии.

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Natalia V Naryzhnaya - Dr. Sci. (Med.), Leading Research  Scientist, Laboratory of Experimental Cardiology, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences.

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

natalynar@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4537-0008КологривоваИ. В.KologrivovaI. V.

Кологривова Ирина Вячеславовна - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, отделение клинической лабораторной диагностики.

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Irina V. Kologrivova - Cand.  Sci. (Med.),  Senior  Research  Scientist, Department of Clinical Laboratory Diagnostics, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Centre, Russian Academy of Sciences.

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

ikologrivova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9645-6720СусловаТ. Е.SuslovaT. E.

Суслова Татьяна Евгеньевна - кандидат медицинских наук, заведующий отделением клинической лабораторной диагностики.

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Tatiana E. Suslova - Cand. Sci. (Med.), Head of Clinical Diagnostic Laboratory, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Centre, Russian Academy of Sciences.

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

tes@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1235-9956КравченкоЕ. С.KravchenkoE. S.

Кравченко Елена Сергеевна - младший научный сотрудник, отделение клинической лабораторной диагностики.

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Elena S. Kravchenko - Junior Research Scientist, Clinical Diagnostic Laboratory, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Centre, Russian Academy of Sciences.

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

nikonovaes@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-2818-5882ХаритоноваО. А.CharitonovaO. A.

Харитонова Ольга Анатольевна - младший научный сотрудник, отделение атеросклероза и хронической ишемической болезни сердца.

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Olga A. Charitonova - Junior Research Scientist, Department of Atherosclerosis and Coronary Artery Disease, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Centre, Russian Academy of Sciences.

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

hoa@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4049-8715АндреевС. Л.AndreevS. L.

Андреев Сергей Леонидович - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, отделение сердечно-сосудистой хирургии.

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Sergey L. Andreev - Cand. Sci. (Med.), Senior Research Scientist, Department of Cardiovascular Surgery, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences.

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

anselen@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8890-9814МарголисН. Ю.MargolisN. Yu.

Марголис Наталья Юрьевна - кандидат технических наук, специалист по биомедицинской статистике, отдел координации научной и образовательной деятельности.

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Natalia Yu. Margolis - Cand. Sci. (Techn.), Specialist in Biomedical Statistics, Department for Coordination of Scientific and Educational Activities, Cardiology  Research  Institute, Tomsk  National  Research  Medical  Center, Russian Academy of Sciences.

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

nmargolis@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9794-5489ШарыповаН. Г.SharipovaN. G.

Шарыпова Наталья Гавриловна - врач, отделение клинической лабораторной диагностики.

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Natalia G. Sharipova - Doctor, Clinical Diagnostic Laboratory, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Centre, Russian Academy of Sciences.

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

SANG33@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6850-182XКрапивинаА. С.KrapivinaA. S.

Крапивина Анастасия Сергеевна - студент.

634050, Томск, Московский тракт, 2

Anastasiya S. Krapivina - Student, Siberian State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation.

2, Moskovsky Trakt, Tomsk, 634050

ya.anastasiya.krapivina99@yandex.ruНаучно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наукРоссияCardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of SciencesRussian FederationСибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияSiberian State Medical University of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation2023090420233816474Copyright © Кошельская О.А., Нарыжная Н.В., Кологривова И.В., Суслова Т.Е., Кравченко Е.С., Харитонова О.А., Андреев С.Л., Марголис Н.Ю., Шарыпова Н.Г., Крапивина А.С., 20232023Кошельская О.А., Нарыжная Н.В., Кологривова И.В., Суслова Т.Е., Кравченко Е.С., Харитонова О.А., Андреев С.Л., Марголис Н.Ю., Шарыпова Н.Г., Крапивина А.С.Koshelskaya O.A., Naryzhnaya N.N., Kologrivova I.V., Suslova T.E., Kravchenko E.S., Charitonova O.A., Andreev S.L., Margolis N.Y., Sharipova N.G., Krapivina A.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sibjcem.ru/jour/article/view/1714

Изменение структурно-функциональных характеристик эпикардиальной жировой ткани (ЭЖТ) является важным фактором развития кардиометаболических нарушений, однако в литературе отсутствуют данные о факторах, определяющих выраженную степень гипертрофии адипоцита ЭЖТ у пациентов с коронарным атеросклерозом.

Цель исследования

Цель исследования: сопоставить размер адипоцита ЭЖТ и долю гипертрофированных адипоцитов с показателями метаболизма глюкозы/инсулина, липидтранспортной функции крови, адипокинового профиля и содержанием в сыворотке крови высокочувствительного С-реактивного белка (вчСРБ) у пациентов с хронической ишемической болезнью сердца (ИБС), подвергнутых операции аортокоронарного шунтирования (АКШ); установить статистически значимые детерминанты выраженной степени гипертрофии адипоцитов ЭЖТ.

Материал и методы

Материал и методы. В исследование включены 42 пациента (м/ж 28/14) в возрасте 53–72 года с ИБС, подвергнутых операции аортокоронарного шунтирования. Материалом для исследования явились адипоциты ЭЖТ, полученные энзиматическим методом из интраоперационных эксплантов. Определяли базальные уровни гликемии, инсулинемии, С-пептида, показатели липидтранспортной функции крови, содержание адипокинов и вчСРБ в сыворотке крови. Медианы показателей размера адипоцитов ЭЖТ и доли адипоцитов ЭЖТ более 100 мкм составили 87,32 мкм и 14,64% соответственно. Общая выборка пациентов разделена на две группы: со средним размером адипоцитов ЭЖТ менее или равным 87,32 мкм (группа 1) и более 87,32 мкм (группа 2). В группе 2 определялись более высокие значения индекса массы тела, окружностей талии и бедер, содержания триглицеридов, вчСРБ и более низкий уровень адипонектина, а медиана доли гипертрофированных адипоцитов была в три раза выше, чем в группе 1. Построена модель множественной логистической регрессии, согласно которой статистически значимыми детерминантами выраженной гипертрофии адипоцитов ЭЖТ являются снижение уровня адипонектина, рост вчСРБ и С-пептида, который отражает биосинтез и секрецию инсулина. Прогностическая точность модели составила 82%, чувствительность – 85%, специфичность – 79%, AUC = 0,89.

Заключение

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о тесной взаимосвязи между развитием гипертрофии адипоцитов ЭЖТ, нарушением продукции адипонектина, инсулина и процессами воспаления, причем концентрации адипонектина, вчСРБ и базального С-пептида в крови являются биомаркерами, с высокой точностью определяющими наличие гипертрофии адипоцита ЭЖТ.

The changes of epicardial adipose tissue’s (EAT) morphofunctional characteristics represent an important factor of cardiometabolic impairments development. However, factor data determining the severity of EAT adipocytes’ hypertrophy in patients with coronary atherosclerosis are absent in literature.

Aim

Aim: To compare the size of the EAT adipocyte and the percentage of hypertrophied adipocytes with the parameters of glucose/insulin metabolism, blood lipid transport function, adipokines’ profile and serum levels of high sensitive C-reactive protein (hsCRP) in patients with chronic coronary artery disease (CAD) undergoing coronary artery bypass grafting (CABG); to establish statistically significant determinants of a pronou ced degree of EAT adipocytes’ hypertrophy.

Material and Methods

Material and Methods. The study included 42 patients (m/f 28/14) aged 53–72 y.o. with CAD, who underwent CABG. The material for the study was EAT adipocytes obtained by the enzymatic method from intraoperative explants. The basal blood levels of glycemia, insulinemia, C-peptide, blood lipid transport function, adipokines and hsCRP were determined. The median indicators of the size of EAT adipocytes and the proportion of EAT adipocytes over 100 μm were 87.32 μm and 14.64%, respectively. The total sample of patients was divided into two groups: gr. 1 with an average size of EAT adipocytes less than or equal to 87.32 μm and gr. 2 with an average size of EAT adipocytes more than 87.32 μm. Gr. 2 had higher body mass index, waist and hip circumferences, triglycerides, hsCRP, and lower adiponectin levels, while the median proportion of hypertrophied adipocytes was three times higher than in group 1. A model of multiple logistic regression was constructed, according to which statistically significant determinants of the pronounced EAT adipocytes’ hypertrophy are represented by the decreased level of adiponectin, and increased concentrations of hsCRP and C-peptide, which reflects the biosynthesis and secretion of insulin. The predictive accuracy of the model was 82%, sensitivity 85%, specificity 79%, AUC = 0.89.

Conclusion

Conclusion. Our results indicate a close correlation between the development of EAT adipocytes hypertrophy, impaired production of adiponectin, insulin, and inflammation processes. Concentrations of adiponectin, hsCRP, and basal C-peptide in the blood are biomarkers that accurately determine the presence of EAT adipocyte hypertrophy.

эпикардиальная жировая тканьадипоцитыадипонектинвысокочувствительный С-реактивный белокС-пептидepicardial adipose tissueadipocytesadiponectinhsCRPC-peptideРабота выполнена в рамках темы фундаментальных исследований № 122020300043-1; в работе использовано оборудование Центра коллективного пользования «Медицинская геномика».The work was carried out within the framework of the topic of fundamental research no. 122020300043-1; the work was performed using the equipment of the Center for Collective Use “Medical Genomics”.ReferencesIacobellis G. Epicardial adipose tissue in contemporary cardiology. Nature Reviews. Cardiology. 2022;19(9):593–606. DOI: 10.1038/s41569-022-00679-9.Iacobellis G. Epicardial adipose tissue in contemporary cardiology. Nature Reviews. Cardiology. 2022;19(9):593–606. DOI: 10.1038/s41569-022-00679-9.Yanai H., Yoshida H. Beneficial effects of adiponectin on glucose and lipid metabolism and atherosclerotic progression: mechanisms and perspectives. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20(5):1190. DOI: 10.3390/ijms20051190.Yanai H., Yoshida H. Beneficial effects of adiponectin on glucose and lipid metabolism and atherosclerotic progression: mechanisms and perspectives. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20(5):1190. DOI: 10.3390/ijms20051190.Koshelskaya O.A., Suslova T.E., Kologrivova I.V., Margolis N.Y., Zhuravleva O.A., Kharitonova O.A. et al. Epicardial fat thickness and biomarkers of inflammation in patients with stable coronary artery disease: correlation with the severity of coronary atherosclerosis. Russian Journal of Cardiology. 2019;(4):20–26. DOI: 10.15829/1560-4071-2019-4-20-26.Koshelskaya O.A., Suslova T.E., Kologrivova I.V., Margolis N.Y., Zhuravleva O.A., Kharitonova O.A. et al. Epicardial fat thickness and biomarkers of inflammation in patients with stable coronary artery disease: correlation with the severity of coronary atherosclerosis. Russian Journal of Cardiology. 2019;(4):20–26. DOI: 10.15829/1560-4071-2019-4-20-26.Carbone F., Lattanzio MS., Minetti S., Ansaldo AM., Ferrara D., Molina-Molina E. et al. Circulating CRP levels are associated with epicardial and visceral fat depots in women with metabolic syndrome criteria. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20(23):5981. DOI: 10.3390/ijms20235981.Carbone F., Lattanzio MS., Minetti S., Ansaldo AM., Ferrara D., Molina-Molina E. et al. Circulating CRP levels are associated with epicardial and visceral fat depots in women with metabolic syndrome criteria. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20(23):5981. DOI: 10.3390/ijms20235981.Stenkula K.G., Erlanson-Albertsson C. Adipose cell size: importance in health and disease. American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 2018;315(2):R284–R295. DOI: 10.1152/ajpregu.00257.2017.Stenkula K.G., Erlanson-Albertsson C. Adipose cell size: importance in health and disease. American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 2018;315(2):R284–R295. DOI: 10.1152/ajpregu.00257.2017.Ishii Y., Abe I., Kira S., Harada T., Takano M., Oniki T. et al. Detection of fibrotic remodeling of epicardial adipose tissue in patients with atrial fibrillation: Imaging approach based on histological observation. Heart Rhythm O2. 2021;2(4):311–323. DOI: 10.1016/j.hroo.2021.05.006.Ishii Y., Abe I., Kira S., Harada T., Takano M., Oniki T. et al. Detection of fibrotic remodeling of epicardial adipose tissue in patients with atrial fibrillation: Imaging approach based on histological observation. Heart Rhythm O2. 2021;2(4):311–323. DOI: 10.1016/j.hroo.2021.05.006.Vianello E., Dozio E., Arnaboldi F., Marazzi M.G., Martinelli C., Lamont J. et al. Epicardial adipocyte hypertrophy: Association with M1-polarization and toll-like receptor pathways in coronary artery disease patients. Nutrition, Metabolism, and Cardiovascular Diseases. 2016;26(3):246–253. DOI: 10.1016/j.numecd.2015.12.005.Vianello E., Dozio E., Arnaboldi F., Marazzi M.G., Martinelli C., Lamont J. et al. Epicardial adipocyte hypertrophy: Association with M1-polarization and toll-like receptor pathways in coronary artery disease patients. Nutrition, Metabolism, and Cardiovascular Diseases. 2016;26(3):246–253. DOI: 10.1016/j.numecd.2015.12.005.Naryzhnaya N.V., Koshelskaya O.A., Kologrivova I.V., Kharitonova O.A., Evtushenko V.V., Boshchenko A.A. Hypertrophy and insulin resistance of epicardial adipose tissue adipocytes: Association with the coronary artery disease severity. Biomedicines. 2021;9(1):64. DOI: 10.3390/biomedicines9010064.Naryzhnaya N.V., Koshelskaya O.A., Kologrivova I.V., Kharitonova O.A., Evtushenko V.V., Boshchenko A.A. Hypertrophy and insulin resistance of epicardial adipose tissue adipocytes: Association with the coronary artery disease severity. Biomedicines. 2021;9(1):64. DOI: 10.3390/biomedicines9010064.Murdolo G., Smith U. The dysregulated adipose tissue: a connecting link between insulin resistance, type 2 diabetes mellitus and atherosclerosis. Nutrition, Metabolism, and Cardiovascular Diseases: NMCD. 2006;16(1):S35–S38. DOI: 10.1016/j.numecd.2005.10.016.Murdolo G., Smith U. The dysregulated adipose tissue: a connecting link between insulin resistance, type 2 diabetes mellitus and atherosclerosis. Nutrition, Metabolism, and Cardiovascular Diseases: NMCD. 2006;16(1):S35–S38. DOI: 10.1016/j.numecd.2005.10.016.Klein M., Varga I. Microenvironment of immune cells within the visceral adipose tissue Sensu Lato vs. epicardial adipose tissue: What do we know? Inflammation. 2018;41(4):1142–1156. DOI: 10.1007/s10753-018-0798-3.Klein M., Varga I. Microenvironment of immune cells within the visceral adipose tissue Sensu Lato vs. epicardial adipose tissue: What do we know? Inflammation. 2018;41(4):1142–1156. DOI: 10.1007/s10753-018-0798-3.Wadey R.M., Connolly K.D., Mathew D., Walters G., Rees D.A., James P.E. Inflammatory adipocyte-derived extracellular vesicles promote leukocyte attachment to vascular endothelial cells. Atherosclerosis. 2019;283:19–27. DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2019.01.013.Wadey R.M., Connolly K.D., Mathew D., Walters G., Rees D.A., James P.E. Inflammatory adipocyte-derived extracellular vesicles promote leukocyte attachment to vascular endothelial cells. Atherosclerosis. 2019;283:19–27. DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2019.01.013.Aitken-Buck H.M., Babakr A.A., Coffey S., Jones P.P., Tse R.D., Lamberts R.R. Epicardial adipocyte size does not correlate with body mass index. Cardiovascular Pathology. 2019;43:107144. DOI: 10.1016/j.carpath.2019.07.003.Aitken-Buck H.M., Babakr A.A., Coffey S., Jones P.P., Tse R.D., Lamberts R.R. Epicardial adipocyte size does not correlate with body mass index. Cardiovascular Pathology. 2019;43:107144. DOI: 10.1016/j.carpath.2019.07.003.Ахмеджанов Н.М., Бутрова С.А., Дедов И.И., Кисляк О.А., Звенигородская Л.А., Кошельская О.А. и др. Консенсус российских экспертов по проблеме метаболического синдрома в Российской Федерации: определение, диагностические критерии, первичная профилактика и лечение. Профилактическая медицина. 2010;13(5):27–32.Akhmedzhanov N.M., Butrova S.A., Dedov I.I., Kislyak O.A., Zvenigorodskaya L.A., Koshelskaya O.A. et al. Russian experts’ consensus on metabolic syndrome problem in the Russian Federation: definition, diagnostic criteria, primary prevention, and treatment. The Russian Journal of Preventive Medicine. 2010;13(5):27–32. (In Russ.).Franck N., Stenkula K.G., Ost A., Lindström T, Strålfors P, Nystrom F.H. Insulin-induced GLUT4 translocation to the plasma membrane is blunted in large compared with small primary fat cells isolated from the same individual. Diabetologia. 2007;50(8):1716–1722. DOI: 10.1007/s00125-007-0713-1.Franck N., Stenkula K.G., Ost A., Lindström T, Strålfors P, Nystrom F.H. Insulin-induced GLUT4 translocation to the plasma membrane is blunted in large compared with small primary fat cells isolated from the same individual. Diabetologia. 2007;50(8):1716–1722. DOI: 10.1007/s00125-007-0713-1.Villasante Fricke A.C., Iacobellis G. Epicardial Adipose Tissue: Clinical biomarker of cardio-metabolic risk. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20(23):E5989. DOI: 10.3390/ijms20235989.Villasante Fricke A.C., Iacobellis G. Epicardial Adipose Tissue: Clinical biomarker of cardio-metabolic risk. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20(23):E5989. DOI: 10.3390/ijms20235989.Leighton E., Sainsbury C.A., Jones G.C. A practical review of C-peptide testing in diabetes. Diabetes Ther. 2017;8(3):475–487. DOI: 10.1007/s13300-017-0265-4.Leighton E., Sainsbury C.A., Jones G.C. A practical review of C-peptide testing in diabetes. Diabetes Ther. 2017;8(3):475–487. DOI: 10.1007/s13300-017-0265-4.Kim G.R., Choi D.W., Nam C.M., Jang S.I., Park E.C. Synergistic association of high-sensitivity C-reactive protein and body mass index with insulin resistance in non-diabetic adults. Scientific Reports. 2020;10(1):18417. DOI: 10.1038/s41598-020-75390-1.Kim G.R., Choi D.W., Nam C.M., Jang S.I., Park E.C. Synergistic association of high-sensitivity C-reactive protein and body mass index with insulin resistance in non-diabetic adults. Scientific Reports. 2020;10(1):18417. DOI: 10.1038/s41598-020-75390-1.Bambace C., Sepe A., Zoico E., Telesca M., Olioso D., Venturi S. et al. Inflammatory profile in subcutaneous and epicardial adipose tissue in men with and without diabetes. Heart Vessels. 2014;29(1):42–48. DOI: 10.1007/s00380-012-0315-9.Bambace C., Sepe A., Zoico E., Telesca M., Olioso D., Venturi S. et al. Inflammatory profile in subcutaneous and epicardial adipose tissue in men with and without diabetes. Heart Vessels. 2014;29(1):42–48. DOI: 10.1007/s00380-012-0315-9.Yim J., Rabkin S.W. Differences in gene expression and gene associations in epicardial fat compared to subcutaneous fat. Horm. Metab. Res. 2017;49(5):327–337. DOI: 10.1055/s-0042-119202.Yim J., Rabkin S.W. Differences in gene expression and gene associations in epicardial fat compared to subcutaneous fat. Horm. Metab. Res. 2017;49(5):327–337. DOI: 10.1055/s-0042-119202.McAninch E.A., Fonseca T.L., Poggioli R., Panos A.L., Salerno T.A., Deng Y. et al. Epicardial adipose tissue has a unique transcriptome modified in severe coronary artery disease. Obesity (Silver Spring). 2015;23(6):1267–1278. DOI: 10.1002/oby.21059.McAninch E.A., Fonseca T.L., Poggioli R., Panos A.L., Salerno T.A., Deng Y. et al. Epicardial adipose tissue has a unique transcriptome modified in severe coronary artery disease. Obesity (Silver Spring). 2015;23(6):1267–1278. DOI: 10.1002/oby.21059.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.