Otyłość charakteryzuje się nadmiernym odkładaniem tłuszczu nie tylko w tkance podskórnej, ale także w narządach wewnętrznych. Dla oceny ilości tkanki tłuszczowej w organizmie wykorzystuje się najczęściej wskaźnik masy ciała – BMI, definiując nadwagę jako BMI ≥ 25 kg/m², a otyłość jako BMI ≥ 30 kg/m². Wykonuje się też pomiary obwodu pasa, oblicza stosunek obwodu pasa do obwodu bioder lub stosunek obwodu brzucha do BMI traktując uzyskane wartości jako wykładniki ilości tłuszczu trzewnego zlokalizowanego w jamie brzusznej (1).

Wyniki licznych badań, prowadzonych w ostatnich latach, wskazują, że wraz ze wzrostem wartości BMI wzrasta ryzyko rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego. Szczególnie negatywną rolę przypisuje się otyłości brzusznej (2-4).

Tkanka tłuszczowa stanowi nie tylko rezerwuar energetyczny, ale jest aktywnym metabolicznie gruczołem wydzielania wewnętrznego, który syntetyzuje i uwalniania do krwiobiegu hormony, cytokiny oraz substancje wazoaktywne, wpływające m.in. na budowę i funkcję układu sercowo-naczyniowego.

Aktywne biologicznie substancje syntetyzowane przez tkankę tłuszczową nazwane zostały adipokinami. Pierwszą z nich, zidentyfikowaną w 1987 roku, była adypsyna; w kolejnych latach odkrywano leptynę, adiponektynę i rezystynę. W tkance tłuszczowej produkowane są także m.in. czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF-α), inhibitor aktywatora plazminogenu-1 (PAI-1) oraz białko C-reaktywne (CRP).

Leptyna syntetyzowana jest głównie przez adipocyty podskórnej tkanki tłuszczowej. Peptyd ten, poprzez wpływ na podwzgórze, ogranicza apetyt i indukuje uczucie sytości. Zwiększa zarazem wydatek energetyczny redukując ilość tkanki tłuszczowej i wagę ciała (5). U osób z nadwagą lub otyłością obserwowana jest jednak postępująca oporność na leptynę i endogenna hiperleptynemia (6).

Zarówno w badaniach eksperymentalnych, jak i w oparciu o obserwacje kliniczne stwierdzono, że wysokim stężeniom leptyny w surowicy krwi towarzyszy częstsze występowanie nadciśnienia tętniczego. Wykazano, że peptyd ten aktywuje oś renina-angiotensyna-aldosteron (RAA), zwiększa reabsorpcję sodu w cewkach nerkowych oraz stymuluje aktywność układu współczulnego. Z wysokimi stężeniami leptyny w surowicy krwi idzie też w parze patologiczny przerost i niedokrwienie mięśnia sercowego, zwiększone ryzyko poważnych incydentów sercowo-naczyniowych oraz gorsze rokowanie u pacjentów z niewydolnością serca (7).

Adiponektyna jest adipokiną produkowaną przez tkankę tłuszczową w największej ilości. Peptyd ten, za pośrednictwem co najmniej 3 zidentyfikowanych receptorów, wywiera działanie kardioprotekcyjne, przeciwmiażdżycowe i przeciwzapalne. Wykazano, że hamuje on apoptozę kardiomiocytów, zapobiega patologicznej przebudowie mięśnia sercowego w przebiegu nadciśnienia tętniczego oraz ogranicza strefę uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego mięśnia sercowego i upośledzenie jego kurczliwości po zawale serca (7, 8).

Adiponektyna zwiększa aktywność cyklooksygenazy-2 (COX-2) i prostaglandyny I₂ w ścianach naczyń krwionośnych oraz hamuje apoptozę i poprawia funkcje komórek endotelialnych. Ponadto zmniejsza ona ekspresję endotelialnych molekuł adhezyjnych (VCAM-1) ograniczając adhezję monocytów do komórek śródbłonka, moduluje funkcje makrofagów hamując przekształcanie się ich w komórki piankowate oraz jest istotnym stymulatorem syntazy tlenku azotu. Wykazano, że adiponektyna ogranicza nasilenie procesu zapalnego w ścianie naczyń krwionośnych hamując szlak sygnałowy z udziałem NF-κB oraz stymuluje produkcję przeciwzapalnej interleukiny-10 (IL-10) (7, 8).

Stężenie adiponektyny w surowicy krwi koreluje ujemnie z wartością BMI. Stwierdzono, że duże adipocyty dominujące w tkance tłuszczowej osób otyłych produkują mniej tego białka, więcej natomiast cytokin prozapalnych, takich jak TNF-α i interleukina-6 (IL-6), które dodatkowo ograniczają jego sekrecję (9). Wykazano, że u zwierząt genetycznie pozbawionych adiponektyny dochodzi do upośledzenia zdolności rozkurczu naczyń krwionośnych i rozwoju nadciśnienia tętniczego. Brak tego białka powoduje również przyspieszenie apoptozy kardiomiocytów i niedokrwienne uszkodzenie mięśnia sercowego.

U osób otyłych niskie stężenia adiponektyny korelują z nasileniem nadciśnienia tętniczego oraz objawów choroby niedokrwiennej i niewydolności serca (7, 8).

Rezystyna, stwierdzana w znacznych ilościach w tkance tłuszczowej, jest produkowana przede wszystkim przez makrofagi i monocyty. Wyniki badań eksperymentalnych sugerują, że może być ona mediatorem oporności na insulinę w przebiegu otyłości oraz brać udział w patogenezie miażdżycy (7, 10). Wykazano, że rezystyna stymuluje transformację makrofagów w komórki piankowate oraz nasila migrację i proliferację komórek mięśni gładkich naczyń. Ogranicza ona także ekspresję syntazy tlenku azotu, zwiększa rozmiary i podatność na uszkodzenie blaszek miażdżycowych oraz nasila ekspresję cząsteczek adhezyjnych ICAM-1 i VCAM-1 w komórkach endotelialnych (7, 10). Zwierzęta z genetycznie uwarunkowanym nadmiarem rezystyny charakteryzują się wysokimi stężeniami cholesterolu całkowitego i trójglicerydów, a obniżonym stężeniem HDL w surowicy krwi (10).

W trakcie badań klinicznych stwierdzono, że wyższe stężenia rezystyny korelują z, trudno poddającym się terapii, nadciśnieniem tętniczym oraz przedwczesnym rozwojem i ciężkim przebiegiem choroby niedokrwiennej serca. Wykazano również, że podwyższonemu stężeniu tego białka w surowicy krwi towarzyszy zwiększone ryzyko wystąpienia zawału serca i nagłej śmierci sercowej. Stężenie rezystyny koreluje także dodatnio z nasileniem stenozy naczyń wieńcowych u osób ze stabilną dławicą piersiową, restenozy u osób poddanych przezskórnej plastyce naczyń wieńcowych oraz z zaawansowaniem niewydolności krążenia (7, 10).

Otyłość jest wiodącą przyczyną oporności tkanek na insulinę. Poza nadmierną ilością spożywanych kalorii i ograniczeniem aktywności fizycznej, przyczyniają się do niej: przewlekły proces zapalny, mediatory stanu zapalnego generowane w tkance tłuszczowej oraz podwyższone stężenia leptyny i wolnych kwasów tłuszczowych (FFA) (11). W warunkach fizjologicznych FFA podlegają β-oksydacji dostarczającej 60-70% energii wykorzystywanej przez mięsień sercowy. W przypadku znacznego podwyższenia stężenia FFA w surowicy krwi dochodzi do kumulacji lipidów, w tym trójglicerydów (TG) i diaglycerolu, w mięśniu sercowym i do upośledzenia czynności skurczowej lewej komory (10).

Oporność tkanek docelowych na działanie insuliny prowadzi także do nasilenia wątrobowej syntezy lipoprotein VLDL i TG oraz do wzrostu stężenia małych, gęstych lipoprotein LDL o średnicy < 255 ? i obniżenia stężenia HDL (12). Przyczynia się również do kumulacji makrofagów w ścianie naczyń krwionośnych oraz przyspieszonego tworzenia i niestabilności blaszek miażdżycowych.

U osób otyłych insulinooporności towarzyszy nadciśnienie tętnicze, choroba niedokrwienna serca oraz niewydolność krążenia (10).

Otyłości towarzyszy przewlekły, podostry stan zapalny, który jest ważnym czynnikiem etiologicznym i rokowniczym chorób układu sercowo-naczyniowego. Wykazano, że podwyższone stężenie CRP, będące częściowo wynikiem oddziaływania, wytwarzanej przez tkankę tłuszczową, IL-6 jest związane ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia zawału serca oraz chorób tętnic obwodowych (13). Dowiedziono, że podwyższone stężenia IL-6, IL-2, CRP i TNF-α korelują z przyspieszoną apoptozą kardiomiocytów oraz przebudową i upośledzeniem funkcji skurczowej lewej komory (14).

U osób otyłych stwierdza się podwyższone stężenia fibrynogenu, czynników VII i VIII, czynnika von Willebranda, PAI-1 oraz zwiększoną adhezję i agregację płytek krwi (15). W warunkach hiperinsulinemii dochodzi także do wzrostu syntezy lipoproteiny(a), której główna składowa – apolipoproteina(a) konkuruje kompetycyjnie o miejsca receptorowe z plazminogenem, zwiększając ryzyko nasilenia procesów zakrzepowo--zatorowych (16). Wyniki badań epidemiologicznych wskazują jednak, że korelacja pomiędzy nadmierną wagą ciała a stężeniami czynników układu krzepnięcia zauważalna jest jedynie u osób z otyłością centralną i insulinoopornością (17).

Konsekwencje otyłości dla funkcjonowania układu sercowo-naczyniowego zależą w dużej mierze od rozmieszczenia tkanki tłuszczowej. Wykazano, że otyłość charakteryzująca się rozwojem podskórnej tkanki tłuszczowej zlokalizowanej w okolicy bioder, pośladków i ud nie jest związana ze zwiększonym ryzykiem rozwoju chorób układu krążenia (18). Sugeruje się, że wynika to z wysokiej aktywności lipazy lipoproteinowej (LPL) w adipocytach, co warunkuje efektywne wychwytywanie lipidów z krwi i gromadzenie ich jako metabolicznego magazynu energii (19).

Osoby z nadmierną ilością brzusznej tkanki tłuszczowej charakteryzują się natomiast opornością na insulinę, hiperinsulinemią, aterogenną dyslipidemią z wysokim stężeniem TG, apolipoproteiny B i małych gęstych cząsteczek LDL oraz niskim stężeniem HDL. Stwierdza się też u nich biochemiczne parametry przewlekłego stanu zapalnego, zwiększoną tendencję do wykrzepiania śródnaczyniowego oraz upośledzenie funkcji śródbłonka (18, 20).

Najczęściej wykorzystywanym miernikiem otyłości trzewnej jest obwód brzucha. W Europie przyjmuje się progowe wartości obwodu pasa zaproponowane przez WHO. Zaleca się aby obwód pasa nie przekraczał wartości 94 cm u mężczyzn i 80 cm u kobiet. Obwód brzucha ≥ 102 cm u mężczyzn i ≥ 88 cm u kobiet powinien być uważany za wskazanie do terapii mającej na celu redukcję masy ciała (1). W rzeczywistości obwód pasa, zwłaszcza u mężczyzn, lepiej koreluje z ogólną ilością tkanki tłuszczowej niż z ilością tłuszczu trzewnego. Lepszym wskaźnikiem wydaje się być stosunek obwodu pasa do obwodu bioder lub stosunek obwodu brzucha do wartości BMI (18).

Wykazano, że stosunek obwodu pasa do obwodu bioder koreluje z częstością występowania nadciśnienia tętniczego, choroby niedokrwiennej serca, zawału serca i udaru mózgu (18, 19). W dużych badaniach klinicznych: Framingham Heart Study oraz Jackson Heart Study, w trakcie których do oceny rozmieszczenia tkanki tłuszczowej wykorzystywano tomografię komputerową (CT) stwierdzono, że nadmierna ilość tkanki trzewnej połączona z nadmiarem tłuszczu zlokalizowanego w wątrobie, sercu i klatce piersiowej dodatnio koreluje z występowaniem zaburzeń metabolicznych oraz chorób układu sercowo-naczyniowego, niezależnie od ilości tłuszczu podskórnego i ogólnej ilości tłuszczu zawartego w organizmie (18). Wykorzystanie techniki rezonansu magnetycznego (MRI) pozwoliło wykazać bardzo ścisły związek między ilością tłuszczu zlokalizowanego w wątrobie a czynnikami ryzyka chorób sercowo-naczyniowych. Sugerowano, że wysoka biodostępność tłuszczów powoduje zwiększenie produkcji bogatych w trójglicerydy dużych cząsteczek VLDL1 oraz ograniczenie metabolizmu apolipoproteiny B przez hepatocyty (18).