Pathophysiology · 1-7
肥満の全身性影響
Systemic consequences of obesity
- 応用トピック
- 高血圧 症例4肥満・糖尿病 症例4
- 疾患
- 肥満症
🧠 脂肪組織は本来「有害な脂質を隔離する受け皿」。 その受け皿が満杯・欠如・インスリン抵抗性になると脂肪が本来ためるべきでない臓器に漏れ出し(異所性脂肪ectopic fat異所性脂肪(ectopic fat)ectopic fat(異所性脂肪)、ectopic fat)、脂肪毒性lipotoxicity脂肪毒性(lipotoxicity)lipotoxicity(脂肪毒性)→ 全身のインスリン抵抗性 → 糖尿病・高血圧・動脈硬化へ連鎖する。
脂肪萎縮症と「代謝の受け皿」
- 脂肪の重要な役割 = 有害脂質を隔離して体を守る(“metabolic sink”)。
- 脂肪萎縮症Lipodystrophy脂肪萎縮症(Lipodystrophy)Lipodystrophy(脂肪萎縮症): 皮下脂肪subcutaneous fat皮下脂肪(subcutaneous fat)subcutaneous fat(皮下脂肪)を欠く → 痩せて健康そうでも代謝は最悪(インスリン抵抗性・早発early早発(early)early(早発)糖尿病)。皮下に貯められず異所性に沈着するため。
異所性脂肪と脂肪毒性
💡 自己増幅ループamplification loop増幅ループ(amplification loop)amplification loop(増幅ループ): インスリン抵抗性 → 皮下に貯められない → ますます異所性脂肪ectopic fat異所性脂肪(ectopic fat)ectopic fat(異所性脂肪)が増える → さらに抵抗性が悪化。
flowchart TD
S["皮下デポが満杯/欠如/インスリン抵抗性"] --> L["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='fatty-acid leakage'>脂肪酸漏出</span>→ <span class='jp-term jp-term-diagram' title='ectopic fat'>異所性脂肪</span>(脂肪沈着、steatosis)"]
L --> IR["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='insulin receptor'>インスリン受容体</span>シグナル障害 → インスリン抵抗性"]
L --> ROS["ミトコンドリアFFA酸化↑ → ミトコンドリアストレス → ROS → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='lipid peroxidation'>脂質過酸化</span>"]
L --> CER["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ceramide'>セラミド</span>&DAG(側路)"]
IR --> CYC["炎症・アポトーシス(apoptosis)・線維化(fibrosis)"]
ROS --> CYC
CER --> CYC
CYC --> S
- 皮下デポが満杯/欠如/インスリン抵抗性 → 脂肪酸漏出fatty-acid leakage脂肪酸漏出(fatty-acid leakage)fatty-acid leakage(脂肪酸漏出) → 貯蔵を想定しない組織に蓄積(脂肪毒性lipotoxicity脂肪毒性(lipotoxicity)lipotoxicity(脂肪毒性))。
- 脂肪毒性lipotoxicity脂肪毒性(lipotoxicity)lipotoxicity(脂肪毒性) → 実質細胞parenchymal cell実質細胞(parenchymal cell)parenchymal cell(実質細胞)内脂質滴lipid droplet脂質滴(lipid droplet)lipid droplet(脂質滴)(lipid droplet、steatosis)→ インスリン受容体insulin receptorインスリン受容体(insulin receptor)insulin receptor(インスリン受容体)シグナル障害。経路:
- ミトコンドリアFFA酸化↑ → ROS → 機能障害
- ROS誘導 脂質過酸化lipid peroxidation脂質過酸化(lipid peroxidation)lipid peroxidation(脂質過酸化)
- セラミドceramideセラミド(ceramide)ceramide(セラミド)&DAG
- これらが炎症・アポトーシス・線維化を介してインスリン抵抗性を起こす(自己増幅)。
異所性脂肪デポ
主に全身性の影響
| 部位 | 影響 |
|---|---|
| 内臓脂肪visceral fat内臓脂肪(visceral fat)visceral fat(内臓脂肪) | 高い代謝リスク;sWATが余剰を貯蔵できないことを反映 |
| 肝臓 | → NAFLD/NASH(脂肪毒性lipotoxicity脂肪毒性(lipotoxicity)lipotoxicity(脂肪毒性)、インスリン抵抗性、高インスリン血症hyperinsulinemia高インスリン血症(hyperinsulinemia)hyperinsulinemia(高インスリン血症)、炎症、糖化glycation糖化(glycation)glycation(糖化)、レニン・アンジオテンシン・アルドステロン系renin-angiotensin-aldosterone systemレニン・アンジオテンシン・アルドステロン系(renin-angiotensin-aldosterone system)renin-angiotensin-aldosterone system(レニン・アンジオテンシン・アルドステロン系));慢性炎症 → 肝硬化cirrhosis肝硬化(cirrhosis)cirrhosis(肝硬化)→ 肝細胞癌hepatocellular carcinoma, HCC肝細胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)hepatocellular carcinoma, HCC(肝細胞癌)(HCC) |
| 膵臓 | 脂肪毒性lipotoxicity脂肪毒性(lipotoxicity)lipotoxicity(脂肪毒性) → β細胞機能障害/アポトーシス → T2DM |
| 筋肉 | 脂肪毒性lipotoxicity脂肪毒性(lipotoxicity)lipotoxicity(脂肪毒性) → インスリン抵抗性 |
- ⇒ 最終的に 全身性インスリン抵抗性systemic insulin resistance全身性インスリン抵抗性(systemic insulin resistance)systemic insulin resistance(全身性インスリン抵抗性) → 糖尿病と合併症。
主に局所性の影響
| 部位 | 影響 |
|---|---|
| 血管周囲脂肪Perivascular, PVAT血管周囲脂肪(Perivascular, PVAT)Perivascular, PVAT(血管周囲脂肪) | 健常:アディポネクチンadiponectinアディポネクチン(adiponectin)adiponectin(アディポネクチン)/NO分泌;肥満:血管トーン↑・動脈硬化促進 |
| 心周囲・心外膜epicardium心外膜(epicardium)epicardium(心外膜)脂肪 | 冠動脈を囲む;心の収縮/弛緩に拮抗 |
| 心筋 | 心筋内脂肪 → 心筋細胞cardiomyocyte (cardiac myocyte)心筋細胞(cardiomyocyte (cardiac myocyte))cardiomyocyte (cardiac myocyte)(心筋細胞)アポトーシス、心不全 |
| 腎臓 | 腎洞脂肪renal sinus fat腎洞脂肪(renal sinus fat)renal sinus fat(腎洞脂肪)が静脈/内髄質を圧迫 → 間質圧↑ → 直細血管vasa recta直細血管(vasa recta)vasa recta(直細血管)・ヘンレ係蹄Henle's loopヘンレ係蹄(Henle's loop)Henle's loop(ヘンレ係蹄)圧迫 → NaCl/水再吸収water reabsorption水再吸収(water reabsorption)water reabsorption(水再吸収)↑ → GFR↑+レニン↑ |
全身性の低度炎症
- 肥大した(Hypertrophic)脂肪が分泌を炎症促進性pro-inflammatory炎症促進性(pro-inflammatory)pro-inflammatory(炎症促進性)へシフト → 全身性の低度炎症low-grade inflammation低度炎症(low-grade inflammation)low-grade inflammation(低度炎症)。関連:
- インスリン抵抗性
- 内皮機能障害endothelial dysfunction内皮機能障害(endothelial dysfunction)endothelial dysfunction(内皮機能障害)
- 動脈硬化
- 血栓症
- 心・腎不全
- 悪性腫瘍
交感神経・RAAS 活性化(肥満関連高血圧)
💡 選択的レプチン抵抗性selective leptin resistance選択的レプチン抵抗性(selective leptin resistance)selective leptin resistance(選択的レプチン抵抗性): レプチンleptinレプチン(leptin)leptin(レプチン)の「食欲抑制appetite suppression食欲抑制(appetite suppression)appetite suppression(食欲抑制)」だけが効かなくなり、「交感神経刺激」は残る → 食べ続けながら血圧が上がる。
交感神経活性化
- レプチンleptinレプチン(leptin)leptin(レプチン)↑(メラノコルチン系melanocortin systemメラノコルチン系(melanocortin system)melanocortin system(メラノコルチン系)):食欲抑制appetite suppression食欲抑制(appetite suppression)appetite suppression(食欲抑制)は失うが交感神経系SYM交感神経系(SYM)SYM(交感神経系)活性化は残る → 腎SYM → レニン → Na⁺貯留 → 高血圧。その他の因子:
- アディポネクチンadiponectinアディポネクチン(adiponectin)adiponectin(アディポネクチン)↓
- グレリンghrelinグレリン(ghrelin)ghrelin(グレリン)↓
- 圧反射baroreflex圧反射(baroreflex)baroreflex(圧反射)障害
- 睡眠時無呼吸(夜間低酸素nocturnal hypoxia夜間低酸素(nocturnal hypoxia)nocturnal hypoxia(夜間低酸素)→ SYM過活動hyperactivity過活動(hyperactivity)hyperactivity(過活動))
RAAS
- 全身性:
- SYM→レニン↑
- 内皮機能障害endothelial dysfunction内皮機能障害(endothelial dysfunction)endothelial dysfunction(内皮機能障害)→レニン↑
- レプチンleptinレプチン(leptin)leptin(レプチン)→アルドステロン↑
- 脂肪細胞adipocyte脂肪細胞(adipocyte)adipocyte(脂肪細胞)がレニン/アンジオテンシノゲンangiotensinogenアンジオテンシノゲン(angiotensinogen)angiotensinogen(アンジオテンシノゲン)/アルドステロン分泌aldosterone secretionアルドステロン分泌(aldosterone secretion)aldosterone secretion(アルドステロン分泌)(循環アンジオテンシノゲンangiotensinogenアンジオテンシノゲン(angiotensinogen)angiotensinogen(アンジオテンシノゲン)の最大~30%)
- 局所性localized局所性(localized)localized(局所性): 脂肪細胞adipocyte脂肪細胞(adipocyte)adipocyte(脂肪細胞)ANGII → 局所炎症、血管傷害、動脈硬化、血管収縮 → 脂肪低酸素adipose tissue hypoxia脂肪低酸素(adipose tissue hypoxia)adipose tissue hypoxia(脂肪低酸素)→ 線維化。
機械的影響
- 腎圧迫 → レニン・高血圧。
- 咽頭/胸郭 → 閉塞性睡眠時無呼吸obstructive sleep apnea, OSA閉塞性睡眠時無呼吸(obstructive sleep apnea, OSA)obstructive sleep apnea, OSA(閉塞性睡眠時無呼吸)・呼吸窮迫。
- 関節負荷 → 変形性関節症osteoarthritis, OA変形性関節症(osteoarthritis, OA)osteoarthritis, OA(変形性関節症)。
- 腹腔内圧intra-abdominal pressure腹腔内圧(intra-abdominal pressure)intra-abdominal pressure(腹腔内圧)↑ → 胃食道逆流症gastroesophageal reflux disease, GERD胃食道逆流症(gastroesophageal reflux disease, GERD)gastroesophageal reflux disease, GERD(胃食道逆流症)→ 腺癌。
メタボリックシンドローム
- 腹部肥満abdominal obesity腹部肥満(abdominal obesity)abdominal obesity(腹部肥満) → インスリン抵抗性 → T2DM、しばしば脂質異常症dyslipidemia脂質異常症(dyslipidemia)dyslipidemia(脂質異常症)・高血圧を伴う → 心血管疾患リスク↑。
- 診断(3項目以上):
- 血圧↑
- 空腹時血糖fasting blood glucose空腹時血糖(fasting blood glucose)fasting blood glucose(空腹時血糖)↑
- ウエスト周囲径waist circumferenceウエスト周囲径(waist circumference)waist circumference(ウエスト周囲径)↑
- 中性脂肪TAG中性脂肪(TAG)TAG(中性脂肪)↑
- 高比重リポタンパクhigh-density lipoprotein (HDL)高比重リポタンパク(high-density lipoprotein (HDL))high-density lipoprotein (HDL)(高比重リポタンパク)↓
- 主要因子は 肥満。