Early cardiac changes induced by a hypercaloric Western-type diet in “subclinical” obesity

Abstract

"Obesity cardiomyopathy" effects have been widely described; however, the specific contribution of metabolic changes and altered adipokine secretion are still uncharacterized. Moreover, a diagnosis based on body mass index might not be the most accurate to identify increased adiposity and its outcomes. In this study, we aimed to determine the impact of a Western-type diet [hypercaloric diet (HCD)] ingestion on biventricular structure and function, as well as the metabolic and endocrine changes that occur before the establishment of overt obesity. Wistar rats were fed for 6 wk with a regular diet or HCD. At the end of the protocol, metabolic tests, cardiac structure, and functional evaluation were performed, and blood and tissue samples collected to perform histological, molecular biology, and functional studies. The animals that ingested the HCD presented increased adiposity and larger adipocyte cross-sectional area, but similar body weight compared with the regular diet group. At the cardiac level, HCD induced biventricular cardiomyocyte hypertrophy, fibrosis, increased stiffness, and impaired relaxation. Galectin-3 plasma expression was likewise elevated in the same animals. The nutritional modulation also altered the secretory pattern of the adipose tissue, originating a proinflammatory systemic environment. In this study, we observed that before "clinical" overweight or frank obesity is established, the ingestion of a HCD-induced cardiac remodeling manifests by increased biventricular stiffness and diastolic dysfunction. The mechanism triggering the cardiac alterations appears to be the proinflammatory environment promoted by the adipose tissue dysfunction. Furthermore, galectin-3, a profibrotic molecule, might be a potential biomarker for the myocardial alterations promoted by the HCD before overweight or obesity.

Comparative Analysis of the Efficacy of Fixed-Dose Combinations of Amlodipine/Lisinopril and Bisoprolol/Hydrochlorthiazide in Patients With Essential Arterial Hypertension Combined With Obesity and Overweight

“…В дополнение к этому инсулинорезистеность, которая нередко сопутствует ожирению, как отмечалось выше, может запускать избыточный синтез ангиотен-зиногена в печени, активировать РААС, что в свою оче-редь ведет к фиброобразованию и ремоделированию сердца. Согласно данным недавних эксперименталь-ных исследований [15] еще одним механизмом со-единительно-тканной перестройки миокарда при ожи-рении является галектин-3-опосредованный. Галек-тин-3 представляет собой белок из группы β-галакто-зид-связывающих лектинов, образующихся главным об- Данные представлены в виде M±m *p<0,05, **p<0,01, ***p<0,001 по сравнению с исходным значением в той же группе, † p<0,05, † † p<0,01, † † † p<0,001 по сравнению с аналогичным значением в противоположной группе ТМЖП -толщина межжелудочковой перегородки, ТЗС -толщина задней стенки, ЛЖ -левый желудочек, иММЛЖ -индекс массы миокарда левого желудочка, ЛП -левое предсердие, ИР -индекс растяжимости, ИЖ -индекс жесткости, ГПС ЛЖ -глобальный продольный систолический 2D-стрейн левого желудочка по технологии Speckle Tracking, КДЭ -коэффициент диастолической эластичности, КСЭ -конечно-систолическая эластичность, КДЖ -конечно-диастолическая жесткость Table 7.…”

“…Одним из его ос-новных эффектов является стимулирование фиброза миокарда. Установлено, что у людей при ожирении име-ется повышенная концентрация данного белка в кро-ви [15]. В настоящей работе при сравнении параметров ригидности миокарда ЛП в подгруппах пациентов с ГБ с ожирением и пациентов с ГБ без ожирения значимых различий обнаружено не было.…”

Arterial Hypertension in the Presence of Overweight and Obesity. The Capabilities of Amlodipine and Lisinopril Combination. Part 1. Features of the Daily Profile of Blood Pressure and Heart Damage as a Target Organ in Patients With Arterial Hypertension in Combination With Overweight and Obesity

“…В-третьих, при ожирении в абсолютном большинстве случаев имеет место инсулинорезистентность, которая активирует РААС и, тем самым, приводит к фиброзу и ремоделированию сердца. Еще одним механизмом со-единительно-тканной перестройки миокарда при ожи-рении в последние годы считают галектин-3-опосре-дованный [34]. Обнаружено, что у лиц с ожирением в крови повышена концентрация белка галектин-3 (бе-лок из группы β-галактозид-связывающих лектинов, в основном образуется в макрофагах жировой ткани), ко-торый стимулирует фиброз миокарда [34].…”

GSK-3 Inhibitors: Anti-Diabetic Treatment Associated with Cardiac Risk?

“…Such high fat diet-induced cardiac hypertrophy recently has been described after only 6 weeks on high fat diet, i.e. before the onset of obesity [15]. Third, whereas GSK-3 inhibition led to increased enddiastolic diameter and peri-nuclear localization of the transcription factors nuclear factor of activated T-cell-c3 (NFATc3) and GATA4 in both control and DIO rats, the treatment with the GSK-3 inhibitor did not further increase ventricular mass and cardiomyocyte cell size.…”

“…Third, whereas GSK-3 inhibition led to increased enddiastolic diameter and peri-nuclear localization of the transcription factors nuclear factor of activated T-cell-c3 (NFATc3) and GATA4 in both control and DIO rats, the treatment with the GSK-3 inhibitor did not further increase ventricular mass and cardiomyocyte cell size. Since nuclear localization of NFATc3 and GATA4 that results from GSK-3 inactivation initiates the transcription of genes implicated in the development of myocardial hypertrophy, other obesity-induced signaling mechanisms likely interfere with the effects of CHIR118637, such as inflammatory signaling [15]. In addition, it has previously been discussed that GSK-3, depending on the stimulus, could be regulated independently of Akt/PKB [16].…”