Auswirkungen eines ausgeprägten Gewichtsverlusts auf intramyozelluläre Lipideinlagerungen, metabolische Parameter und kardiovaskuläre Risikofaktoren

Abstract

ZIELSETZUNG/HYPOTHESE: Die Assoziation von Adipositas mit Typ 2 Diabetes ist seit langem bekannt. Einer der wesentlichen Mechanismen ist die bei Adipositas reduzierte Insulinsensitivität. Diese Insulinresistenz spielt eine fundamentale Rolle in der Ätiologie des Typ 2 Diabetes und ist mit einer Reihe anderer pathophysiologischer Folgezustände einschließlich Bluthochdruck, Hyperlipidämie, Atherosklerose vergesellschaftet. Bei Adipositas ist die Fettmasse insgesamt erhöht, sowohl das subkutane und besonders das viszerale Fett. Neueste Studien beschreiben ein weiteres Kompartment der Fettverteilung, das intramyozelluläre Fett oder IMCL. Somit ergaben sich folgende Fragestellungen für die vorliegende Arbeit: 1) Besteht eine Assoziation zwischen IMCL und Insulinsensitivität auch bei adipösen Patienten? 2) Wird das IMCL durch signifikanten Gewichtsverlust auch verringert? 3) Verbessern sich kardiovaskuläre Risikofaktoren durch Gewichtsverlust? METHODE: Bei 24 (16 Frauen, 8 Männer) adipösen Versuchspersonen wurden die Auswirkungen eines signifikanten Gewichtsverlusts (>5% der Baseline) im Zusammenhang mit BMI, IMCL, Insulinsensitivität, kardiovaskuläre und metabolische Parameter vor und nach drei Monaten einer hypokalorischen Diät (30% Fett, 50% Kohlenhydrate, 20% Eiweiß) untersucht. ERGEBNISSE: Alle Versuchspersonen erzielten nach drei Monaten einen signifikanten Gewichtsverlust zwischen 7 kg und 10 kg. Die Fettmasse war um 13% reduziert. Kardiovaskuläre Parameter wie Blutdruck und Herzfrequenz reduzierten sich, jedoch nicht signifikant. Signifikante Verbesserungen wurden gesehen für die Nüchternglukose und die Abnahme der Insulinspiegel (p< 0,005). Insulinsensitivität, Insulinsekretion, gemessen am HOMA-Modell, zeigten nach der Gewichtsabnahme ebenso signifikante Verbesserungen. Die Studienteilnehmer wiesen anfänglich ein dyslipidämisches Muster mit erhöhten Gesamt- und LDL-Cholesterinwerten sowie verminderten HDL-Cholesterin- und erhöhten Triglyzeridwerten auf. Einhergehend mit dem Gewichtsverlust verringerten sich Gesamt- und LDL-Cholesterin signifikant, wobei auch eine geringfügige Abnahme des HDL-Cholesterins zu verzeichnen war. Die Triglyzeridwerte verringerten sich (p = 0,09) über den Beobachtungszeitraum von drei Monaten. SCHLUSSFOLGERUNG: Trotz deutlichem Gewichtsverlust und wesentlicher Verbesserung der Insulinsensitivität waren die intramyozellulären Lipide nicht signifikant reduziert. Abhängig vom Gewichtsverlust verbesserten sich die Risikofaktoren für Typ 2 Diabetes, sowie für kardiovaskuläre Erkrankungen signifikant. Wie die vorliegende Studie zeigt, ist es möglich, durch Lebensstilveränderungen einen verbesserten Gesundheitszustand herbeizuführen, die Risikofaktoren für die Entwicklung eines Typ 2 Diabetes wie Insulinresistenz, BMI, Bauchumfang und viszerales Fett zu vermindern und damit deutliche Verbesserungen des atherogenen Musters des metabolischen Syndroms zu erzielen ohne Änderungen des intramyozellulären Fettgehaltes.

HYPOTHESIS: the association of obesity and type 2 diabetes has long been known. One of its main aspects is reduced insulin sensitivity. This insulin resistance plays a fundamental role in the etiology of type 2 diabetes and is related to number of pathological conditions including high blood pressure, hyperlipidemia, and atherosclerosis. In obesity there is a general increase of the amount of body fat, the subcutaneous fat as well as the visceral fat. Recent studies describe yet another compartment of fat distribution, the intramyocellular fat or IMCL (intramyocellular lipids). Therefore the following problems were formulated for the present dissertation: 1) is there an association between IMCL and insulin sensitivity in obese patients as well? 2) will significant weight loss lead to a reduction in IMCL? 3) will there be a reduction of cardiovascular risk factors as a result of pronounced weight loss? METHODS: the effects of significant weight loss (> 5% of baseline) in relation to BMI, IMCL, insulin sensitivity, cardiovascular and metabolic parameters were examined in 24 (16 female and 8 male) patients before and after three months of a hypocaloric diet (30% fat, 50% carbohydrates, 20% protein). RESULTS: All subjects achieved a significant weight loss between 7 and 10 kg after three months. Fat mass was reduced by 13%. Cardiovascular parameters such as blood pressure and heart rate were reduced, albeit not significantly. Significant ameliorations were observed for fasting glucose levels, and insulin levels were reduced significantly (p=0,005) as well. Insulin sensitivity and insulin secretion, measured according to the HOMA model showed significant improvements after weight reduction. In the beginning all subjects exhibited a dislipidemic pattern with increased total cholesterol and LDL-cholesterol levels as well as elevated levels of triglycerides. Along with the weight reduction total cholesterol levels as well as LDL-cholesterol levels were reduced significantly along with a marginal reduction of HDL-cholesterol levels. Triglyzerides subsided (p=0,009) during the course of three months. CONCLUSION: After significant weight loss and substantial improvement of insulin sensitivity the intramyocellular lipids were not reduced significantly. Depending on the amount of weight lost risk factors for type 2 diabetes as well as cardiovascular risk factors were lowered significantly. As demonstrated by the present study it is possible to achieve an ameliorated state of health by life style changes, risk factors for the development of type 2 diabetes such as insulin resistance, BMI and waist circumference and visceral fat may be lowered and thus it is feasible to obtain obvious ameliorations of the atherogenic pattern of the metabolic syndrome without changes of intramyocellular lipids.