Role of obesity in the pathology of pulmonary hypertension

Abstract

Obesity and pulmonary hypertension (PH) are medical conditions, both characterized by augmented inflammation and oxidative stress. Some of the studies showed a possible correlation between obesity and PH. However, the exact role or contribution of obesity to the pathology of this pulmonary vascular disease is still unknown and needs further research.Animal experiments were conducted on monocrotaline (MCT) and hypoxia models of PH. Lean and obese Zucker rats or B6 mice of both gender were used for MCT or chronic hypoxia models, respectively. Lean and obese (male or female) Zucker rats or B6 mice were further divided into two groups, receiving either normal saline/normoxia exposure or MCT injection/hypoxia exposure for 5 weeks. Echocardiography, hemodynamic measurements and histology were performed to analyze various parameters, such as heart function and hypertrophy, hemodynamics, pulmonary vascular remodeling and lung inflammation.MCT injection resulted in the development of PH in both lean and obese male and female rats. Negligible differences in terms of PH severity were observed between lean and obese male rats at the end stage of the disease. Conversely, obese female rats developed more prominent and severe PH compared to their lean counterparts. On the other hand, no apparent differences were found between lean and obese mice and gender factor also appeared to have negligible influence in the context of chronic hypoxia-induced PH. As a conclusion, obesity is found to be important factor associated with altered inflammation. In addition, significant differences between genders existed in the MCT model with regard to the severity of this life-threatening pulmonary vascular disease. However, future studies are needed to substantiate these findings and to reveal the underlying mechanisms. Adipositas und Pulmonale Hypertonie (PH) sind Erkrankungen, die beide durch vermehrte Inflammation und oxidativem Stress charakterisiert sind. Einige Studien zeigten eine mögliche Korrelation zwischen Adipositas und PH. Allerdings sind die exakten Auswirkungen der Fettleibigkeit auf die Pathologie dieser Lungengefäßerkrankung noch nicht bekannt und bedürfen weiterer Forschung.In dieser Arbeit wurden zwei verschiedene tierexperimentelle Modelle zur Nachahmung der PH verwendet. Das Monocrotalin (MCT)-Modell wurde in schlanken und fettleibigen Zucker Ratten beiderlei Geschlechts angewendet. In ebenfalls beiden Geschlechtern von C57Bl6 Mäusen wurde das Modell der chronischen Hypoxie verwendet. Beide Modelle hatten eine Laufzeit von 5 Wochen. Beide Kohorten (männlich und weiblich) wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Die schlanken und fettleibigen Zucker Ratten erhielten entweder die MCT-Injektion oder die Kochsalzlösung-Injektion. Die C57Bl6N-Mäuse wurden entweder unter normoxischen oder hypoxischen Bedingungen gehalten. Echokardiographie, hämodynamische Druckmessungen und histologische Untersuchungen wurden durchgeführt, um verschiedene Parameter, wie die Herzfunktion, Rechtsherzhypertrophie, vaskuläres Remodelling und inflammatorische Prozesse in der Lunge, zu analysieren.Die MCT-Injektion führte bei schlanken und fettleibigen männlichen und weiblichen Ratten zur Entwicklung einer PH. Es wurden unbedeutende Unterschiede in Bezug auf den Schweregrad der PH zwischen schlanken und übergewichtigen männlichen Ratten im Endstadium der Krankheit beobachtet. Im Gegensatz dazu entwickelten weibliche adipöse Ratten eine schwerere PH im Vergleich zu den schlanken Pendants. Bei der Induktion einer PH mittels chronischer Hypoxie wurden keine offensichtlichen Unterschiede zwischen schlanken und fettleibigen Mäusen beiden Geschlechts gefunden.Abschließend ist zu sagen, dass die Adipositas ein wichtiger Faktor in Verbindung mit einer veränderten Entzündungsreaktion ist. Im Hinblick des Schweregrades dieser lebensbedrohlichen Lungengefäßkrankheit bestehen darüber hinaus signifikante Unterschiede zwischen beiden Geschlechtern im MCT-Modell. Allerdings sind weitere Studien notwendig, um die Ergebnisse dieser Arbeit zu untermauern und die zugrundeliegenden Mechanismen im Detail zu verstehen.