Determinants of Coronary and Carotid Atherosclerosis in Finnish Patients with Clinically Suspected Coronary Artery Disease. A Quantitative Angiography and Ultrasound Study

Background. Cardiovascular disease (CVD) remains the most serious threat to life and health in industrialized countries. Atherosclerosis is the main underlying pathology associated with CVD, in particular coronary artery disease (CAD), ischaemic stroke, and peripheral arterial disease. Risk factors play an important role in initiating and accelerating the complex process of atherosclerosis. Most studies of risk factors have focused on the presence or absence of clinically defined CVD. Less is known about the determinants of the severity and extent of atherosclerosis in symptomatic patients. Aims. To clarify the association between coronary and carotid artery atherosclerosis, and to study the determinants associated with these abnormalities with special regard to novel cardiovascular risk factors. Subjects and methods. Quantitative coronary angiography (QCA) and B-mode ultrasound were used to assess coronary and carotid artery atherosclerosis in 108 patients with clinically suspected CAD referred for elective coronary angiography. To evaluate anatomic severity and extent of CAD, several QCA parameters were incorporated into indexes. These measurements reflected CAD severity, extent, and overall atheroma burden and were calculated for the entire coronary tree and separately for different coronary segments (i.e., left main, proximal, mid, and distal segments). Maximum and mean intima-media thickness (IMT) values of carotid arteries were measured and expressed as mean aggregate values. Furthermore, the study design included extensive fasting blood samples, oral glucose tolerance test, and an oral fat-load test to be performed in each participant. Results. Maximum and mean IMT values were significantly correlated with CAD severity, extent, and atheroma burden. There was heterogeneity in associations between IMT and CAD indexes according to anatomical location of CAD. Maximum and mean IMT values, respectively, were correlated with QCA indexes for mid and distal segments but not with the proximal segments of coronary vessels. The values of paraoxonase-1 (PON1) activity and concentration, respectively, were lower in subjects with significant CAD and there was a significant relationship between PON1 activity and concentration and coronary atherosclerosis assessed by QCA. PON1 activity was a significant determinant of severity of CAD independently of HDL cholesterol. Neither PON1 activity nor concentration was associated with carotid IMT. The concentration of triglycerides (TGs), triglyceride-rich lipoproteins (TRLs), oxidized LDL (oxLDL), and the cholesterol content of remnant lipoprotein particle (RLP-C) were significantly increased at 6 hours after intake of an oral fatty meal as compared with fasting values. The mean peak size of LDL remained unchanged 6 hours after the test meal. The correlations between total TGs, TRLs, and RLP-C in fasting and postprandial state were highly significant. RLP-C correlated with oxLDL both in fasting and in fed state and inversely with LDL size. In multivariate analysis oxLDL was a determinant of severity and extent of CAD. Neither total TGs, TRLs, oxLDL, nor LDL size were linked to carotid atherosclerosis. Insulin resistance (IR) was associated with an increased severity and extent of coronary atherosclerosis and seemed to be a stronger predictor of coronary atherosclerosis in the distal parts of the coronary tree than in the proximal and mid parts. In the multivariate analysis IR was a significant predictor of the severity of CAD. IR did not correlate with carotid IMT. Maximum and mean carotid IMT were higher in patients with the apoE4 phenotype compared with subjects with the apoE3 phenotype. Likewise, patients with the apoE4 phenotype had a more severe and extensive CAD than individuals with the apoE3 phenotype. Conclusions. 1) There is an association between carotid IMT and the severity and extent of CAD. Carotid IMT seems to be a weaker predictor of coronary atherosclerosis in the proximal parts of the coronary tree than in the mid and distal parts. 2) PON1 activity has an important role in the pathogenesis of coronary atherosclerosis. More importantly, the study illustrates how the protective role of HDL could be modulated by its components such that equivalent serum concentrations of HDL cholesterol may not equate with an equivalent, potential protective capacity. 3) RLP-C in the fasting state is a good marker of postprandial TRLs. Circulating oxLDL increases in CAD patients postprandially. The highly significant positive correlation between postprandial TRLs and postprandial oxLDL suggests that the postprandial state creates oxidative stress. Our findings emphasize the fundamental role of LDL oxidation in the development of atherosclerosis even after inclusion of conventional CAD risk factors. 4) Disturbances in glucose metabolism are crucial in the pathogenesis of coronary atherosclerosis. In fact, subjects with IR are comparable with diabetic subjects in terms of severity and extent of CAD. 5) ApoE polymorphism is involved in the susceptibility to both carotid and coronary atherosclerosis.

Glycemic Control in Diabetic Pregnancies: Effects on Fetal and Maternal Outcome

Background: Both maternal and fetal complications are increased in diabetic pregnancies. Although hypertensive complications are increased in pregnant women with pregestational diabetes, reports on hypertensive complications in women with gestational diabetes mellitus (GDM) have been contradictory. Congenital malformations and macrosomia are the main fetal complications in Type 1 diabetic pregnancies, whereas fetal macrosomia and birth trauma but not congenital malformations are increased in GDM pregnancies. Aims: To study the frequency of hypertensive disorders in gestational diabetes mellitus. To evaluate the risk of macrosomia and brachial plexus injury (Erb’s palsy) and the ability of the 2-hour glucose tolerance test (OGTT) combined with the 24-hour glucose profile to distinguish between low and high risks of fetal macrosomia among women with GDM. To evaluate the relationship between glycemic control and the risk of fetal malformations in pregnancies complicated by Type 1 diabetes mellitus. To assess the effect of glycemic control on the occurrence of preeclampsia and pregnancy-induced hypertension in Type 1 diabetic pregnancies. Subjects: A total of 986 women with GDM and 203 women with borderline glucose intolerance (one abnormal value in the OGTT) with a singleton pregancy, 488 pregnant women with Type 1 diabetes (691 pregnancies and 709 offspring), and 1154 pregnant non-diabetic women (1181 pregnancies and 1187 offspring) were investigated. Results: In a prospective study on 81 GDM patients the combined frequency of preeclampsia and PIH was higher than in 327 non-diabetic controls (19.8% vs 6.1%, p<0.001). On the other hand, in 203 women with only one abnormal value in the OGTT, the rate of hypertensive complications did not differ from that of the controls. Both GDM women and those with only one abnormal value in the OGTT had higher pre-pregnancy weights and BMIs than the controls. In a retrospective study involving 385 insulin-treated and 520 diet-treated GDM patients, and 805 non-diabetic control pregnant women, fetal macrosomia occurred more often in the insulin-treated GDM pregnancies (18.2%, p<0.001) than in the diet-treated GDM pregnancies (4.4%), or the control pregnancies (2.2%). The rate of Erb’s palsy in vaginally delivered infants was 2.7% in the insulin-treated group of women and 2.4% in the diet-treated women compared with 0.3% in the controls (p<0.001). The cesarean section rate was more than twice as high (42.3% vs 18.6%) in the insulin-treated GDM patients as in the controls. A major fetal malformation was observed in 30 (4.2%) of the 709 newborn infants in Type 1 diabetic pregnancies and in 10 (1.4%) of the 735 controls (RR 3.1, 95% CI 1.6–6.2). Even women whose levels of HbA1c (normal values less than 5.6%) were only slightly increased in early pregnancy (between 5.6 and 6.8%) had a relative risk of fetal malformation of 3.0 (95% CI 1.2–7.5). Only diabetic patients with a normal HbA1c level (<5.6%) in early pregnancy had the same low risk of fetal malformations as the controls. Preeclampsia was diagnosed in 12.8% and PIH in 11.4% of the 616 Type 1 diabetic women without diabetic nephropathy. The corresponding frequencies among the 854 control women were 2.7% (OR 5.2; 95% CI 3.3–8.4) for preeclampsia and 5.6% (OR 2.2, 95% CI 1.5–3.1) for PIH. Multiple logistic regression analysis indicated that glycemic control, nulliparity, diabetic retinopathy and duration of diabetes were statistically significant independent predictors of preeclampsia. The adjusted odds ratios for preeclampsia were 1.6 (95% CI 1.3–2.0) for each 1%-unit increment in the HbA1c value during the first trimester and 0.6 (95% CI 0.5–0.8) for each 1%-unit decrement during the first half of pregnancy. In contrast, changes in glycemic control during the second half of pregnancy did not alter the risk of preeclampsia. Conclusions: In type 1 diabetic pregnancies it is extremely important to achieve optimal glycemic control before pregnancy and maintain it throughout pregnancy in order to decrease the complication rates both in the mother and in her offspring. The rate of fetal macrosomia and birth trauma in GDM pregnancies, especially in the group of insulin-treated women, is still relatively high. New strategies for screening, diagnosing, and treatment of GDM must be developed in order to decrease fetal and neonatal complications.

Depression and Cognition in Type 2 Diabetes from a Life Course Perspective

Background: Type 2 diabetes is linked to several complications which add to both physical and mental distress. Depression is a common co-morbidity of diabetes which can occur both as a cause and a consequence of type 2 diabetes. Depression has been shown to correlate with glucose regulation and treating depression might prove beneficial for glucose regulation as well as for mental well being. Another complication which might affect diabetes management is cognitive decline. Several risk factors and complications of diabetes might modify the risk for developing cognitive impairment, which is increased 1.5 times among subjects with type 2 diabetes. Type 2 diabetes, depression and impaired cognitive performance have all been linked to low birth weight. This thesis aimed to explore the effects and interactions of birth weight, depression and cognitive ability in relation to type 2 diabetes from a life course perspective. Subjects and methods: Studies I, II and V were part of the Helsinki Birth Cohort Study. 2003 subjects participated in an extensive clinical examination at an average age of 61 years. A standard glucose tolerance test (OGTT) was performed and depressive symptoms were assessed using the Beck Depression Inventory (BDI). In addition data was obtained from child welfare clinics and national registers. A subset of the cohort (n=1247) also performed a test on cognitive performance (CogState ®) at the average age of 64. Studies III and IV were randomised clinical trials where mildly depressed diabetic subjects were treated with paroxetine or placebo and the effect on metabolic parameters and quality of life was assessed. The first trial included 14 women and lasted 10 weeks, while the second trial included 43 subjects, both men and women, and lasted 6 months. Results: Type 2 diabetes was positively associated with the occurrence of depressive symptoms. Among diabetic subjects 23.6% had depressive symptoms, compared to 16.7% of subjects with normal glucose tolerance (OR = 1.77, p<0.001). Formal mediation analysis revealed that cardiovascular disease (CVD) is likely to act as a mediator in the association. Furthermore, low birth weight was found to modify the association between type 2 diabetes, CVD and depression. The association between BDI score and having type 2 diabetes or CVD was twice as strong in the subgroup with low birth weight (≤ 2500g) compared with the group with birth weight > 2500g (p for interaction 0.058). In the six months long randomised clinical trial (study IV) paroxetine had a transient beneficial effect on glycosylated haemoglobin A1c (GHbA1c) and quality of life when compared to placebo after three months of treatment. In study V we found that subjects with known diabetes had a consistently poorer level of cognitive performance than subjects with normal glucose tolerance in most of the tested cognitive domains. This effect was further amplified among those born with a small birth weight (p for interaction 0.002). Conclusions: Type 2 diabetes is associated with a higher occurrence of depressive symptoms compared to subjects with normal glucose tolerance. This association is especially strong among subjects with CVD and those born with a low birth weight. Treating depressed diabetic subjects with paroxetine has no long term effect on glucose regulation. Physicians should be aware of depression as an important co-morbidity of type 2 diabetes. Both depression and the cognitive decline often seen among diabetic subjects are increased if the subject is born with a low birth weight. Physicians should recognise low birth weight as an additional risk factor and modifier of diabetic complications.

Preterm birth and risk factors for chronic disease : Helsinki Study of Very Low Birth Weight Adults

Background: The improved prognosis of early preterm birth has created a generation of surviving very low birth weight (< 1500 g, VLBW) infants whose health risks in adulthood are poorly known. Of every 1000 live-born infants in Finland, about 8 are born at VLBW. Variation in birth weight, even within the normal range, relates to considerable variation in the risk for several common adult disorders, including cardiovascular disease and osteoporosis. Small preterm infants frequently exhibit severe postnatal or prenatal growth retardation, or both. Much reason for concern thus exists, regarding adverse health effects in surviving small preterm infants later lives. We studied young adults, aiming at exploring whether VLBW birth and postnatal events after such a birth are associated with higher levels of risk factors for cardiovascular disease or osteoporosis. Subjects and Methods: A follow-up study for VLBW infants began in 1978; by the end of 1985, 335 VLBW survivors at Helsinki University Central Hospital participated in the follow-up. Their gestational ages ranged from 24 to 35 weeks, mean 29.2 and standard deviation 2.2 weeks. In 2004, we invited for a clinic visit 255 subjects, aged 18 to 27, who still lived in the greater Helsinki area. From the same birth hospitals, we also invited 314 term-born controls of similar age and sex. These two study groups underwent measurements of body size and composition, function of brachial arterial endothelium (flow-mediated dilatation, FMD) and carotid artery intima-media thickness (cIMT) by ultrasound. In addition, we measured plasma lipid concentrations, ambulatory blood pressure, fasting insulin, glucose tolerance and, by dual-energy x-ray densitometry, bone-mineral density. Results: 172 control and 166 VLBW participants underwent lipid measurements and a glucose tolerance test. VLBW adults fasting insulin (adjusted for body mass index) was 12.6% (95% confidence interval, 0.8 to 25.8) higher than that of the controls. The glucose and insulin concentrations 120 minutes after 75 g glucose ingestion showed similar differences (N=332) (I). VLBW adults had 3.9 mmHg (1.3 to 6.4) higher office systolic blood pressure, 3.5 mmHg (1.7 to 5.2) higher office diastolic blood pressure (I), and, when adjusted for body mass index and height, 3.1 mmHg (0.5 to 5.5) higher 24-hour mean systolic blood pressure (N=238) (II). VLBW birth was associated neither with HDL- or total cholesterol nor triglyceride concentrations (N=332) (I), nor was it associated with a low FMD or a high cIMT (N=160) (III). VLBW adults had 0.51-unit (0.28 to 0.75) lower lumbar spine Z scores and 0.56-unit (0.34 to 0.78) lower femoral neck Z scores (N=283). Adjustments for size attenuated the differences, but only partially (IV). Conclusions: These results imply that those born at VLBW, although mostly healthy as young adults, already bear several risk factors for chronic adult disease. The significantly higher fasting insulin level in adults with VLBW suggests increased insulin resistance. The higher blood pressure in young adults born at VLBW may indicate they later are at risk for hypertension, although their unaffected endothelial function may be evidence for some form of protection from cardiovascular disease. Lower bone mineral density around the age of peak bone mass may suggest increased risk for later osteoporotic fractures. Because cardiovascular disease and osteoporosis are frequent, and their prevention is relatively cheap and safe, one should focus on prevention now. When initiated early, preventive measures are likely to have sufficient time to be effective in preventing or postponing the onset of chronic disease.

Preterm birth and risk factors for chronic disease : Helsinki Study of Very Low Birth Weight Adults

Background: The improved prognosis of early preterm birth has created a generation of surviving very low birth weight (PIENEMPI KUIN 1500 g, VLBW) infants whose health risks in adulthood are poorly known. Of every 1000 live-born infants in Finland, about 8 are born at VLBW. Variation in birth weight, even within the normal range, relates to considerable variation in the risk for several common adult disorders, including cardiovascular disease and osteoporosis. Small preterm infants frequently exhibit severe postnatal or prenatal growth retardation, or both. Much reason for concern thus exists, regarding adverse health effects in surviving small preterm infants later lives. We studied young adults, aiming at exploring whether VLBW birth and postnatal events after such a birth are associated with higher levels of risk factors for cardiovascular disease or osteoporosis. Subjects and Methods: A follow-up study for VLBW infants began in 1978; by the end of 1985, 335 VLBW survivors at Helsinki University Central Hospital participated in the follow-up. Their gestational ages ranged from 24 to 35 weeks, mean 29.2 and standard deviation 2.2 weeks. In 2004, we invited for a clinic visit 255 subjects, aged 18 to 27, who still lived in the greater Helsinki area. From the same birth hospitals, we also invited 314 term-born controls of similar age and sex. These two study groups underwent measurements of body size and composition, function of brachial arterial endothelium (flow-mediated dilatation, FMD) and carotid artery intima-media thickness (cIMT) by ultrasound. In addition, we measured plasma lipid concentrations, ambulatory blood pressure, fasting insulin, glucose tolerance and, by dual-energy x-ray densitometry, bone-mineral density. Results: 172 control and 166 VLBW participants underwent lipid measurements and a glucose tolerance test. VLBW adults fasting insulin (adjusted for body mass index) was 12.6% (95% confidence interval, 0.8 to 25.8) higher than that of the controls. The glucose and insulin concentrations 120 minutes after 75 g glucose ingestion showed similar differences (N=332) (I). VLBW adults had 3.9 mmHg (1.3 to 6.4) higher office systolic blood pressure, 3.5 mmHg (1.7 to 5.2) higher office diastolic blood pressure (I), and, when adjusted for body mass index and height, 3.1 mmHg (0.5 to 5.5) higher 24-hour mean systolic blood pressure (N=238) (II). VLBW birth was associated neither with HDL- or total cholesterol nor triglyceride concentrations (N=332) (I), nor was it associated with a low FMD or a high cIMT (N=160) (III). VLBW adults had 0.51-unit (0.28 to 0.75) lower lumbar spine Z scores and 0.56-unit (0.34 to 0.78) lower femoral neck Z scores (N=283). Adjustments for size attenuated the differences, but only partially (IV). Conclusions: These results imply that those born at VLBW, although mostly healthy as young adults, already bear several risk factors for chronic adult disease. The significantly higher fasting insulin level in adults with VLBW suggests increased insulin resistance. The higher blood pressure in young adults born at VLBW may indicate they later are at risk for hypertension, although their unaffected endothelial function may be evidence for some form of protection from cardiovascular disease. Lower bone mineral density around the age of peak bone mass may suggest increased risk for later osteoporotic fractures. Because cardiovascular disease and osteoporosis are frequent, and their prevention is relatively cheap and safe, one should focus on prevention now. When initiated early, preventive measures are likely to have sufficient time to be effective in preventing or postponing the onset of chronic disease.

Determination of intestinal permeability in healthy horses using the contrast medium iohexol

Tämä lisensiaatin tutkielma koostuu kolmesta osasta; kirjallisuuskatsauksesta, kokeellisesta osasta ja liitteistä. Iohexol on ionisoitumaton, trijodattu ja vesiliukoinen röntgenvarjoaine. Iohexolia on hyödynnetty lääketieteessä useita vuosia. Iohexolia on käytetty muun muassa angio- ja myelografiassa, lisäksi iohexolia on hyödynnetty arvioitaessa munuaiskerästen suodattumisnopeutta sekä suoliston läpäisevyyden muutoksia. Hevosen tulehduksellisessa suolistosairaudessa (Inflammatory bowel disease, IBD) suoliston rakenne ja sen läpäisevyys muuttuu; tyypillistä on tulehdussolujen kertyminen suoliston seinämään ja myös sidekudosmuodostusta saattaa esiintyä. Suolisto muutoksia saatetaan havaita sekä ohut- että paksusuolessa. IBD aiheuttaa hevoselle laihtumista, johtuen ravintoaineiden puutteellisesta imeytymisestä ja proteiinien menetyksestä suoleen suoliston häiriötilan yhteydessä. Tällä hetkellä IBD:n diagnostiikka perustuu tyypillisiin oireisiin, kliiniseen tutkimukseen, verinäytteisiin, glukoosin imeytymistestiin ja peräsuolesta otettuun koepalaan. IBD:n diagnostiikka on kuitenkin erittäin haastavaa ja tutkimusmenetelmiin liittyy lukuisia ongelmia, jotka vähentävät niiden luotettavuutta IBD:n diagnostiikassa. Tutkimuksemme tarkoituksena on kehittää hevosen IBD:n diagnostiikkaa entistä helpompaan, luotettavampaan ja turvallisempaan suuntaan. Tämän alustavan tutkimuksen tavoitteet olivat: (1) tutkia voidaanko iohexol havaita hevosen seerumissa oraalisen annostelun jälkeen ja (2) muodostaa iohexolin pitoisuuskuvaaja ajan funktiona terveillä hevosilla. Materiaalimme koostui kymmenestä terveestä hevosesta, joilla ei ollut havaittu laihtumista tai ripulia. Ennen iohexolin annostelua hevosille suoritettiin kliininen tutkimus ja verinäytteet otettiin maha-suolikanavan sairauden poissulkemiseksi. Hevosille suoritettiin myös mahalaukun tähystys. 16 tunnin paaston jälkeen 1 ml/kg Iohexolia annosteltiin 10 % -liuoksena nenämahaletkulla suoraan mahaan ja verinäytteet otettiin 0, 30, 60, 120, 180, 240, 300 ja 360 minuuttia annostelun jälkeen. Iohexolin pitoisuus määritettiin käyttämällä korkean erotuskyvyn nestekromatografiaa. Iohexolin pitoisuuksista tietyillä ajanhetkillä muodostettiin kuvaaja. Hevosilla ei havaittu maha-suolikanavan sairauksia. Kaikki hevoset olivat hyvässä kuntoluokassa ja mahalaukun tähystyksessä ei havaittu merkittäviä muutoksia. Verinäytteiden tulokset olivat viiterajoissa. Kaikki hevoset sietivät iohexolia hyvin ja haittavaikutuksia ei havaittu. Iohexol oli havaittavissa seerumissa 60 minuutin kuluttua annostelusta. Kuvaajassa voitiin havaita kaksi huippua. Statistiset menetelmät tukivat löydöksiä. Iohexol testi oli yksinkertainen suorittaa ja siihen ei liittynyt haittavaikutuksia. Annos 1ml/kg oli havaittavissa seerumissa. Iohexolin pitoisuuskuvaaja muodosti kaksi huippua, ja tämänkaltainen ilmiö on kuvattu kirjallisuudessa aikaisemmin useiden lääkkeiden tapauksessa. Hevosella ilmiö liittyy todennäköisesti maha-suolikanavan rakenteellisiin ja fysiologisiin eroavaisuuksiin ja lisätutkimuksia ilmiön varmistamiseksi tarvitaan. Iohexol näyttää olevan potentiaalinen merkkiaine suoliston läpäisevyyden arviointiin ja lisätutkimuksia IBD:tä sairastavien hevosten seerumin iohexolin pitoisuuksista verrattuna terveiden hevosten seerumin iohexolin pitoisuuksiin on suunnitteilla.

LIBS Based Screening of Glycemic Elements of Ficus religiosa

The effectiveness of various trace element concentrations in medicinal plants in the cure of various diseases can be determined by their quantitative estimation. Elemental concentrations of aqueous extract of F. religiosa leaves were measured by Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). LIBS is a very powerful and efficient analytical tool for determining elemental constitution. The present study deals with the LIBS-based validation of elements responsible for the glycemic potential of aqueous extract of F. religiosa leaves in streptozotocin-induced diabetic models. The significant decrease in blood glucose level and marked improvement in glucose tolerance test of diabetic models is correlated to the concentration of elements present in the extract as revealed by LIBS spectra. Elements such as Mg and Ca have been observed in the LIBS spectra of F. religiosa.

A possible connection between antidiabetic and antilipemic properties of psoralea corylifolia seeds and the trace elements present: a LIBS based study

Psoralea corylifolia (PC), a medicinal plant, is used in traditional medicine to treat diabetes. Purpose of the research was to examine the antidiabetic and antilipemic potential of PC and to determine the relationship between its antidiabetic potential and the trace elements present. Wistar rats (150-200 g) with fasting blood glucose (FBG) of 80-110 mg dl(-1)(sub-diabetic) and 150-200 mg dl(-1)(mild diabetic) were selected for the short term antidiabetic studies and severely diabetic rats (FBG > 300 mg dl(-1)) were chosen for the long term antidiabetic and hypolipemic studies of PC seed extract. Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) was used to detect trace elements in the PC extract and the intensity ratios of trace elements were estimated. The dose of 250 mg kg(-1) of PC extract was found to be the most effective in lowering blood glucose level (BGL) of normal, sub, mild and severely diabetic rats during FBG and glucose tolerance test (GTT) studies. Lipid profile studies on severely diabetic rats showed substantial reduction in total cholesterol, triglycerides, very low density lipoprotein, and low density lipoprotein and an increase in the total protein, body weight, high density lipoprotein, and hemoglobin after 28 days of treatment. Significant reduction in urine sugar and protein levels was also observed. LIBS analysis of the PC extract revealed the presence of Mg, Si, Na, K, Ca, Zn and Cl. The study validates the traditional use of PC in the treatment of diabetes and confirms its antilipemic potential. The antidiabetic activity of PC extract may partly be due to the presence of appreciable amounts of insulin potentiating elements like Mg, Ca, and K.

Alteração do ciclo menstrual na adolescência: manifestação precoce da Síndrome Metabólica?

Na última década, surgiram evidências de que a Síndrome Metabólica (SM), relatada de forma crescente entre adolescentes, tem início na vida intrauterina e seus sinais e sintomas já estão presentes na adolescência, porém, ainda faltam critérios diagnósticos específicos para essa faixa etária. O ciclo menstrual representa o resultado do funcionamento normal não apenas do eixo Hipotálamo-Hipófise-Ovário (HHO), do útero e do aparelho genital, mas também, do equilíbrio metabólico do organismo. Alterações no ciclo menstrual podem representar sinais de desequilíbrio e anormalidade. A SM está também relacionada à Síndrome dos Ovários Policísticos (SOP), disfunção ovariana caracterizada por oligoanovulação, hiperandrogenismo e/ou ovários policísticos. A resistência à insulina (RI) tem um papel central na fisiopatologia e na inter-relação dos componentes tanto da SM como também da SOP. A RI é compensada pelo aumento da produção de insulina pelas células beta pancreáticas, e essa hiperinsulinemia compensatória tem conseqüências no endotélio, nos fatores inflamatórios, no metabolismo glicídico e lipídico, além de afetar o ciclo menstrual pelo estímulo da androgênese ovariana, suprimindo a SHBG e possivelmente alterando o padrão da secreção pulsátil do GnRH. Estas alterações menstruais podem apresentar-se de forma precoce, antes das alterações metabólicas da RI, portanto, a avaliação atenta do padrão menstrual de adolescentes pode representar um valioso sinal que alerta para o risco metabólico e cardiovascular. Avaliamos o comportamento de parâmetros da Síndrome Metabólica e sua relação com o ciclo menstrual em adolescentes através de um estudo observacional transversal com 59 adolescentes do sexo feminino entre 12 e 19 anos e presença de pelo menos um dos seguintes fatores de risco para SM: Sobrepeso - Obesidade - Acantose Nigricans. Todas as adolescentes foram submetidas a uma avaliação clínica com levantamento de dados antropométricos, e laboratoriais composta de: Glicose de Jejum, Colesterol Total, HDL-Colesterol, Triglicerídeos, Teste Oral de Tolerância a Glicose (Glicose 120), Insulina pré (insulina jejum), pós TOTG (insulina 120), Folículo-Estimulante (FSH), Hormônio Luteinizante (LH), Testosterona Total (TT), Androstenediona, Foram criados 2 grupos:G-1- adolescentes com ciclos irregulares, e G-2- adolescentes com ciclos regulares. Das 59 adolescentes avaliadas, 36 formaram o G-1, e 23 o G-2. A média da idade ginecológica foi de 4,5 anos e da menarca 11,3 anos. Na análise estatística das diferenças nas variáveis clínicas e laboratoriais entre os grupos, observou-se que o G-1 apresentou: Cintura (p=0,026), Insulina de jejum (p=0,001), Glicose 120 (p=0,002), insulina 120 (p=0,0001), HOMA-IR (p=0,0008), Triglicerídeos (p=0,013), SM (p<0,0001) e SOP (p<0,0001) significativamente maiores e QUICK (p=0,008), G/I (p=0,002), HDL (p=0,001) significativamente menores que o G-2. (88,8% das adolescentes com ciclos irregulares no ultimo ano apresentavam irregularidade desde a menarca. Estes resultados demonstram uma associação significativa entre a irregularidade menstrual, RI, SM e SOP na população estudada. Todas as adolescentes com diagnóstico de SM apresentavam irregularidade desde a menarca e destas, 93,5% tiveram o diagnóstico de SOP. O nosso estudo chama a atenção para o comportamento do ciclo menstrual na adolescência em relação aos riscos cardiovasculares e metabólicos, sinalizando assim que outros estudos precisam ser desenvolvidos nesta população.

Disfunção mitocondrial e cardíaca em camundongos induzida por dieta rica em ácidos graxos poliinsaturados

Indivíduos obesos apresentam maior risco de morbidade e mortalidade atribuída às doenças cardiovasculares. A composição da dieta é um fator que prediz o fenótipo cardíaco em resposta a obesidade e, o tipo de ácido graxo pode afetar de forma diferencial a estrutura e a função do miocárdio. Estudos têm mostrado que a disfunção mitocondrial exerce um papel chave na patogênese da insuficiência e hipertrofia cardíaca, e as alterações mitocondriais observadas em falhas cardíacas apontam para defeitos em sítios específicos da cadeia transportadora de elétrons. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a função contrátil ventricular em camundongos, alimentados com dieta hiperlipídica, rica em ácidos graxos poliinsaturados, buscando elucidações através da bioenergética mitocondrial. Após desmame, camundongos machos C57Bl/6 passaram a receber dieta manipulada contendo 7% (C) ou 19% (HF) de óleo de soja, até os 135 dias de idade. A ingestão alimentar e a massa corporal foram monitoradas e foi realizado teste de tolerância à glicose. No final do período experimental, os animais foram anestesiados e submetidos à avaliação da composição corporal por Absortimetria de Raios X de Dupla Energia (DXA), e em seguida, sacrificados por exsanguinação. No plasma foram determinados o perfil lipídico e a insulina. O coração, o tecido adiposo intra-abdominal e o subcutâneo foram coletados, pesados, processados para análise histomorfológica. Fibras cardíacas do ventrículo esquerdo foram utilizadas para análise da respiração mitocondrial através de oxígrafo. O coração também foi utilizado para a técnica de perfusão de coração isolado de Langendorff, e para análise da expressão de proteínas relacionadas à bioenergética de cardiomiócitos, através de Western Blotting. O índice de HOMA e de adiposidade foram calculados. O grupo HF apresentou maior adiposidade, sem alteração na ingestão alimentar. Foi observada intolerância a glicose, hiperinsulinemia e resistência à insulina, além de alterações desfavoráveis no perfil lipídico. Foi observado alteração na morfologia cardíaca e quadro de cardiomiopatia hipertrófica, refletindo em alteração hemodinâmica, determinando maior contratilidade, maior pressão ventricular e função diastólica prejudicada. Em relação à atividade mitocondrial dos cardiomiócitos foi observada menor oxidação de carboidratos (-47%) e de ácidos graxos (-60%). Porém, sem alteração na expressão de proteínas relacionadas à bioenergética de cardiomiócitos, CPT1, UCP2, GLUT1, GLUT4, AMPK e pAMPK. A partir desses resultados, concluímos que o tipo e a quantidade de ácidos graxos predizem o fenótipo cardíaco na obesidade, promovendo alteração na capacidade oxidativa mitocondrial, na morfologia e na hemodinâmica cardíaca

Ciclagem da massa corporal em camundongos

A obesidade está associada com a inflamação crônica atribuída à liberação de citocinas e adipocinas, à homeostase desregulda da glicemia e à dislipidemia. Intervenções nutricionais são frequentemente acompanhadas por episódios repetidos de perda e recuperação do peso, fenômeno conhecido como efeito sanfona ou ciclagem da massa corporal. Foram avaliados os efeitos da ciclagem da massa corporal sobre os parâmetros: eficiência alimentar, massa corporal (MC), perfil lipídico, metabolismo de carboidratos, indíce de adiposidade corporal, marcadores inflamatórios, esteatose hepática e triglicerídeo (TG) hepático em camundongos C57BL/6 machos que ciclaram a massa corporal duas ou três vezes consecutivas pela alternância de dieta hiperlipídica (high-fat, HF) e dieta padrão (standard-chow,SC). Após cada ciclo de dieta HF, os animais ficavam cada vez mais pesados e, após cada ciclo de dieta SC, os animais perdiam cada vez menos peso. A ciclagem da massa corporal provocou flutuação nas reservas de gordura e nos lipídeos sanguíneos. O colesterol total dos animais, após mudança da dieta HF para dieta SC, apresentou redução dos seus valores, assim como os TG plasmáticos. No teste oral de tolerância à glicose, após o perído de ingestão da dieta HF, os animais apresentaram intolerância à glicose e, após a troca para dieta SC, os animais continuaram com intolerância à glicose. Em relação as adipocinas e citocinas, a leptina, resistina e o fator de necrose tumoral (TNF) alfa séricos aumentaram após o ciclo da dieta HF e diminuíram após a troca por dieta SC. Ao contrário, a adiponectina sérica diminuiu após dieta HF e aumentou após troca por dieta SC. A IL-6 aumentou após ingestão da dieta HF, porém após a troca para dieta SC, a IL-6 permaneceu elevada. Enquanto o MCP-1 não variou durante as trocas de dietas. A expressão da adiponectina no tecido adiposo diminuiu após a dieta HF e os valores permaneceram reduzidos mesmo após a troca para dieta SC. As expressões da leptina e IL-6 no tecido adiposo aumentaram após dieta HF e continuaram aumentados mesmo após a troca para dieta SC. Da mesma forma, a esteatose hepática e os TG hepáticos não reduziram após a mudança da dieta HF para dieta SC. Tanto a dieta HF, como a ciclagem da massa corporal são relevantes para o remodelamento do tecido adiposo e provoca repercussões nos lipídios séricos, na homeostase da glicose, na secreção de adipocinas e provoca acúmulo de gordura no fígado. A troca para dieta SC e redução da MC não são capazes de normalizar a secreção de adipocinas no tecido adiposo e nem das citocinas pró-inflamatórias que permaneceram aumentadas. A esteatose hepática e os TG hepáticos também não são recuperados com a troca para dieta SC e redução da massa corporal. Estes resultados indicam que a ciclagem da MC cria um ambiente inflamatório, que é agraado com adipocinas alteradas, intolerância à glicose e acúmulo de gordura no fígado

Avaliação da função endotelial em mulheres jovens portadoras da síndrome dos ovários policísticos

A síndrome dos ovários policísticos é uma desordem frequente e complexa, com grande variabilidade fenotípica, predominando os sinais de disfunção ovariana. Alterações metabólicas, inflamatórias e vasculares vinculadas à resistência à insulina são muito prevalentes nessa desordem podendo manifestar-se precocemente. O objetivo principal deste estudo foi investigar a presença de alterações microvasculares em mulheres jovens e não obesas portadoras da síndrome dos ovários policísticos, através de videocapilaroscopia periungueal e dosagem dos níveis séricos de endotelina-1. O objetivo secundário foi verificar a existência de associações entre os achados vasculares, níveis séricos de androgênios, parâmetros clínicos, bioquímicos, metabólicos e inflamatórios relacionados ao risco cardiovascular. Em estudo observacional, transverso e controlado avaliamos 12 mulheres com diagnóstico de síndrome dos ovários policísticos, segundo os critérios estabelecidos pelo consenso de Rotterdam e nove voluntárias saudáveis. A idade (22,82,3 X 24,62,7), o índice de massa corporal (22,53,4 X 23,73,1) e a circunferência da cintura (7510,1 X 77,38,1) foram semelhantes nos dois grupos. As portadoras da síndrome apresentavam hiperandrogenismo clínico. Não foram observadas diferenças significativas entre os grupos quando analisados os níveis séricos de estradiol, testosterona total, androstenediona ou o índice de testosterona livre, entretanto a SHBG mostrou-se significativamente mais baixa no grupo de estudo (p=0,011). A glicemia de jejum, insulina, HOMA-IR e o perfil lipídico foram normais e sem diferença entre os grupos. A amostra com síndrome dos ovários policísticos não apresentava intolerância à glicose ou Diabetes Mellitus pelo teste oral de tolerância à glicose. Os níveis séricos dos marcadores inflamatórios (leucócitos, ácido úrico, adiponectina, leptina e proteína c reativa) e do marcador de função endotelial avaliado também foram similares nos dois grupos. A velocidade de deslocamento das hemácias no basal e após oclusão foram significativamente menores nas pacientes de estudo (p=0,02), mas o tempo para atingir a VDHmax e os parâmetros relativos à morfologia e densidade capilar foram semelhantes. Não observamos correlação entre a velocidade de deslocamento das hemácias e níveis plasmáticos de endotelina-1, androgênios ou parâmetros de resistência insulínica. A velocidade de deslocamento das hemácias associou-se positivamente aos níveis plasmáticos de estradiol (r= 0,45, p<0,05) e negativamente aos de colesterol total e LDL colesterol (r= -0,52, p<0,05; r=-0,47, p<0,05, respectivamente). Em conclusão nossos resultados fornecem evidência adicional de dano precoce à função microvascular em mulheres portadoras de síndrome dos ovários policísticos. Através da capilaroscopia periungueal dinâmica, demonstramos que mulheres jovens com moderado hiperandrogenismo, sem obesidade, RI, hipertensão ou dislipidemia, já apresentam disfunção microvascular nutritiva, caracterizada por redução na velocidade de fluxo das hemácias no basal e após oclusão. Estes achados micro-circulatórios não foram acompanhados de elevações nos níveis plasmáticos de endotelina-1.

Efeitos do estradiol sobre a função endotelial, sensibilidade insulínica e viscosidade sanguínea em mulheres na pós-menopausa com excesso de peso

A ação que o estrogênio desempenha sobre o endotélio depende da integridade deste e consequentemente das características clínicas de cada indivíduo. O uso da terapia hormonal da menopausa (THM) em mulheres com baixo risco cardiovascular geralmente resulta em efeitos benéficos, desde que iniciado em um período próximo da menopausa. Em contrapartida, o seu uso em mulheres com alto risco cardiovascular, como diabéticas ou portadoras de lesões ateroscleróticas já estabelecidas, e ainda naquelas com início da THM em um período superior a dez anos da menopausa geralmente resulta em efeitos maléficos. Nosso objetivo é avaliar os efeitos do estrogênio sobre a função endotelial em mulheres com sobrepeso ou obesidade, ou seja, indivíduos com risco cardiovascular intermediário. Para isso, 44 mulheres na pós-menopausa com idade entre 47 a 55 anos e índice de massa corporal (IMC) de 27,5 a 34,9kg/m, foram randomizadas nos grupos placebo (P) e estrogênio transdérmico (ET). A intervenção consistiu no uso transdérmico de estradiol, 1mg por dia, por um período de três meses. As participantes realizaram avaliação da reatividade endotelial em repouso e após isquemia [pletismografia por oclusão venosa (POV), com medidas do fluxo sanguíneo do antebraço (FSA) e videocapilaroscopia dinâmica do leito periungueal (VCLP), com medidas da velocidade de deslocamento das hemácias (VDH)], dosagens de moléculas de adesão [E-selectina, molécula de adesão intercelular (ICAM-1) e molécula de adesão vascular (VCAM-1)], aferição da sensibilidade insulínica [através do homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) e área sob a curva (AUC) da insulina durante o teste oral de tolerância à glicose (TOTG)] e mensurações das viscosidades sanguínea e plasmática. As participantes apresentaram idade de 51,77 2,3 anos, IMC de 31,52 2,54 kg/m e tempo de menopausa de 3 [2-5] anos. O grupo P não apresentou nenhuma mudança significativa em qualquer variável. Após a intervenção, o grupo ET comparado ao basal apresentou menor tempo para atingir a VDH máxima durante a hiperemia reativa pós-oclusiva (HRPO) após 1 min de isquemia (4,0 [3,25-5,0] vs. 5,0 [4,0-6,0] s, P<0.05) e maior VDH tanto em repouso (0,316 [0,309-0,326] vs. 0,303 [0,285-0,310] mm/s; P<0,001) quanto na HRPO (0,374 [0,353-0,376] vs. 0,341 [0,334-0,373] mm/s; P<0,001), assim como observamos maior FSA em repouso (2,46 [1,81-3,28] vs. 1,89 [1,46-2,44] ml/min.100ml tecido-1; P<0,01) e durante a HRPO após 3 min de isquemia (6,39 [5,37-9,39] vs. 5,23 [4,62-7,47] ml/min.100ml tecido-1; P<0,001). O grupo ET também apresentou diminuição nos níveis solúveis de E-Selectina (68,95 [50,18-102,8] vs. 58,4 [44,53-94,03] ng/ml; P<0,05), de ICAM-1 (188 [145-212] vs. 175 [130-200] ng/ml; P<0,01), do HOMAIR (3,35 1,67 vs. 2,85 1,60; P<0,05) e da AUC da insulina durante o TOTG (152 [117-186] vs. 115 [85-178]; P<0,01), além de diminuição das viscosidades sanguínea com hematócrito nativo (3,72 0,21 vs. 3,57 0,12 mPa.s; P<0,01) e plasmática (1,49 0,10 vs. 1,45 0,08 mPa.s; P<0,05), comparado ao seu basal. Em conclusão o uso de estradiol transdérmico em mulheres com excesso de peso e menopausa recente, promove melhora da função endotelial, além de oferecer proteção a outros fatores de risco cardiovascular.

Dieta hiperlipídica materna, tecido adiposo, fígado, metabolismo de carboidratos e sinalização central de leptina na prole de camundongos C57BL/6

O consumo materno de dieta hiperlipídica saturada durante a gestação e lactação favorece o desenvolvimento obesidade e anormalidades metabólicas na prole. Este trabalho teve como objetivo testar a hipótese de que a prole proveniente de mães alimentadas com dieta hiperlipídica durante a gestação e lactação desenvolve obesidade e anormalidades metabólicas e de que essas alterações estão associadas a resistência central a leptina. As ratas grávidas da linhagem C57BL/6 (n=20) foram alimentadas com dieta standard chow (SC; 19% de lipídeos) ou dieta hiperlipídica (HF; 49% de lipídeos) durante todo período de gestação e lactação. Após o desmame, a prole de machos foi dividida em quatro grupos experimentais, de acordo com a dieta das mães e da prole: SC(mães)/SC(prole), SC/HF, HF/SC e HF/HF (n=12/gp). As características metabólicas foram avaliadas pela curva de ganho de peso; medida da pressão arterial; glicose de jejum, área sob a curva no teste oral de tolerância a glicose; concentrações de triglicerídeos hepáticos e estimativa da esteatose hepática; análise plasmática de insulina e leptina e; distribuição e análise morfológica do tecido adiposo. Para analisar a sensibilidade a leptina, os quatro grupos originais foram subdivididos em dois grupos cada (veículo ou leptina-5g) para verificar a resposta alimentar (g) após o tratamento agudo intracerebroventricular (ICV) e a sinalização hipotalâmica de leptina. A dieta HF durante o período pós-desmame (grupo SC/HF), durante gestação e lactação (grupo HF/SC), ou ambos os períodos (grupo HF/HF), promoveu aumento da massa corporal. No que concerne as alterações hepáticas e a ação da insulina, a dieta HF durante o período perinatal favoreceu 25% de esteatose hepática, hiperinsulinemia e hiperleptinemia, enquanto os demais grupos experimentais SC/HF e HF/HF, demonstraram um padrão mais exacerbado. A avaliação da distribuição e morfometria do tecido adiposo demonstra o importante papel da dieta HF perinatal em amplificar a habilidade de estocar gordura visceral na prole. Considerando a ação central da leptina nos grupos tratados, a resposta alimentar mostrou-se atenuada em SC/HF, indicando o efeito determinante da dieta pós-desmame sobre a ação da leptina nesse modelo. Os resultados indicam fortemente que a dieta HF materna afeta a saúde da prole adulta. Especificamente, a prole programada apresenta esteatose hepática, hipertrofia de adipócitos, aumento de gordura visceral, hiperleptinemia e resistência a insulina. Esse fenótipo não está associado a resistência central a leptina na prole aos três meses de idade.

Bioenergética mitocondrial do coração na obesidade induzida por dieta ocidental em camundongos Swiss

A obesidade, doença resultante do acúmulo excessivo de gordura corporal, é importante fator de risco para diabetes mellitus tipo 2, dislipidemias e doenças cardiovasculares, doenças de alta prevalência em todo o mundo. O processo de transição nutricional decorrente da globalização contribuiu para o crescente número de indivíduos com obesidade, principalmente pela modificação nos hábitos alimentares da população, com ampla inclusão de produtos industrializados ricos em gordura saturada, sal e açúcar, denominada dieta ocidental. Os mecanismos pelos quais a obesidade induzida por dieta leva ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares ainda não estão completamente esclarecidos na literatura, porém sabe-se que a obesidade leva ao comprometimento da função cardíaca e do metabolismo energético, aumentando a morbidade e mortalidade. Em grande parte dos estudos relacionados à obesidade, o metabolismo energético celular comprometido associa-se à disfunção mitocondrial. Neste contexto, torna-se importante avaliar a função mitocondrial na obesidade, visto que as mitocôndrias são organelas com funções-chave no metabolismo energético. No presente estudo, avaliamos inicialmente o efeito obesogênico da dieta ocidental em camundongos Swiss por 16 semanas a partir do desmame. Para tal, analisamos a ingestão alimentar, evolução da massa corporal, Índice de Lee, peso das gorduras epididimal e retroperitoneal, peso e morfologia do fígado, relação entre o peso do fígado/massa corporal, peso do ventrículo esquerdo (VE)/massa corporal, glicemia de jejum e teste intraperitoneal de tolerância à glicose. Avaliamos também o consumo de oxigênio das fibras cardíacas através da respirometria de alta resolução. Além disso, o conteúdo das proteínas envolvidas no metabolismo energético: Carnitina Palmitoil Transferase 1 (CPT1), proteína desacopladora 2 (UCP2), Transportadores de glicose 1 e 4 (GLUT1 e GLUT4), proteína quinase ativada por AMP (AMPK), proteína quinase ativada por AMP fosforilada (pAMPK), receptor de insulina β (IRβ) e substrato do receptor de insulina 1 (IRS-1) foi determinado por western blotting. Nossos resultados confirmaram o caráter obesogênico da dieta ocidental, visto que os camundongos submetidos a esta dieta (GO), apresentaram-se hiperfágicos (P<0,001) e obesos (72,031,82, P<0,001), com aumento progressivo no ganho de massa corporal. Além do aumento significativo dos parâmetros: Índice de Lee (362,902,44, P<0,001), gorduras epididimal e retroperitonial (3,310,15 e 1,610,11, P<0,001), relação entre o peso do fígado/massa corporal (0,060,003, P<0,001) e peso de ventrículo esquerdo (VE)/massa corporal (0,080,002, P<0,01), hiperglicemia de jejum (192,1014,75, P<0,01), intolerância à glicose (P<0,05, P<0,01) e deposição ectópica de gordura no fígado. A respirometria de alta resolução evidenciou disfunção mitocondrial cardíaca no grupo GO, com reduzida capacidade de oxidação de carboidratos e ácidos graxos (P<0,001) e aumento do desacoplamento entre a fosforilação oxidativa e a síntese de ATP (P<0,001). Os resultados de western blotting evidenciaram aumento nos conteúdos de CPT1 (1,160,08, P<0,05) e UCP2 (1,080,06, P<0,05) e redução no conteúdo de IRS-1 (0,600,08, P<0,05). Não houve diferença significativa nos conteúdos de GLUT1, GLUT4, AMPK, pAMPK, pAMPK/AMPK e IRβ. Em conclusão, o consumo da dieta ocidental resultou no desenvolvimento de obesidade com disfunção mitocondrial associada a alterações no metabolismo energético.