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Obesity, metabolic syndrome, and musculoskeletal disease: common inflammatory pathways suggest a central role for loss of muscle integrity

Artigo de periódico
Obesity, metabolic syndrome, and musculoskeletal disease: common inflammatory pathways suggest a central role for loss of muscle integrity
2018
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Publication sheet

Nome da publicação: Obesity, metabolic syndrome, and musculoskeletal disease: common inflammatory pathways suggest a central role for loss of muscle integrity

Authors: Kelsey H. Collins, Walter Herzog, Graham Z. MacDonald, Raylene A. Reimer, Jaqueline L. Rios, Ian C. Smith, Ronald F. Zernicke, David A. Hart

Source: Frontiers in Physiology

Published in: 2018

File type: Artigo de periódico

Link to the original

Summary

Inflammation can arise in response to a variety of stimuli, including infectious agents, tissue injury, autoimmune diseases, and obesity. Some of these responses are acute and resolve, while others become chronic and exert a sustained impact on the host, systemically, or locally. Obesity is now recognized as a chronic low-grade, systemic inflammatory state that predisposes to other chronic conditions including metabolic syndrome (MetS). Although obesity has received considerable attention regarding its pathophysiological link to chronic cardiovascular conditions and type 2 diabetes, the musculoskeletal (MSK) complications (i.e., muscle, bone, tendon, and joints) that result from obesity-associated metabolic disturbances are less frequently interrogated. As musculoskeletal diseases can lead to the worsening of MetS, this underscores the imminent need to understand the cause and effect relations between the two, and the convergence between inflammatory pathways that contribute to MSK damage. Muscle mass is a key predictor of longevity in older adults, and obesity-induced sarcopenia is a significant risk factor for adverse health outcomes. Muscle is highly plastic, undergoes regular remodeling, and is responsible for the majority of total body glucose utilization, which when impaired leads to insulin resistance. Furthermore, impaired muscle integrity, defined as persistent muscle loss, intramuscular lipid accumulation, or connective tissue deposition, is a hallmark of metabolic dysfunction. In fact, many common inflammatory pathways have been implicated in the pathogenesis of the interrelated tissues of the musculoskeletal system (e.g., tendinopathy, osteoporosis, and osteoarthritis). Despite these similarities, these diseases are rarely evaluated in a comprehensive manner. The aim of this review is to summarize the common pathways that lead to musculoskeletal damage and disease that result from and contribute to MetS. We propose the overarching hypothesis that there is a central role for muscle damage with chronic exposure to an obesity-inducing diet. The inflammatory consequence of diet and muscle dysregulation can result in dysregulated tissue repair and an imbalance toward negative adaptation, resulting in regulatory failure and other musculoskeletal tissue damage. The commonalities support the conclusion that musculoskeletal pathology with MetS should be evaluated in a comprehensive and integrated manner to understand risk for other MSK-related conditions. Implications for conservative management strategies to regulate MetS are discussed, as are future research opportunities.

Summary translated by

A inflamação pode surgir em resposta a uma variedade de estímulos, incluindo agentes infecciosos, lesões teciduais, doenças autoimunes e obesidade. Algumas destas respostas são agudas e resolvem-se, enquanto outras tornam-se crónicas e exercem um impacto sustentado no hospedeiro, sistemicamente ou localmente. A obesidade é agora reconhecida como um estado inflamatório sistêmico crônico de baixo grau que predispõe a outras condições crônicas, incluindo a síndrome metabólica (SM). Embora a obesidade tenha recebido atenção considerável em relação à sua ligação fisiopatológica com condições cardiovasculares crônicas e diabetes tipo 2, as complicações musculoesqueléticas (MSK) (ou seja, músculos, ossos, tendões e articulações) que resultam de distúrbios metabólicos associados à obesidade são questionadas com menos frequência. Como as doenças músculo-esqueléticas podem levar ao agravamento da SM, isto sublinha a necessidade iminente de compreender as relações de causa e efeito entre as duas, e a convergência entre as vias inflamatórias que contribuem para os danos do MSK. A massa muscular é um preditor chave da longevidade em adultos mais velhos, e a sarcopenia induzida pela obesidade é um fator de risco significativo para resultados adversos à saúde. O músculo é altamente plástico, sofre remodelação regular e é responsável pela maior parte da utilização total da glicose corporal, que quando prejudicada leva à resistência à insulina. Além disso, a integridade muscular prejudicada, definida como perda muscular persistente, acúmulo intramuscular de lipídios ou deposição de tecido conjuntivo, é uma marca registrada da disfunção metabólica. Na verdade, muitas vias inflamatórias comuns têm sido implicadas na patogênese dos tecidos inter-relacionados do sistema músculo-esquelético (por exemplo, tendinopatia, osteoporose e osteoartrite). Apesar destas semelhanças, estas doenças raramente são avaliadas de forma abrangente. O objetivo desta revisão é resumir as vias comuns que levam a danos e doenças musculoesqueléticas que resultam e contribuem para a SM. Propomos a hipótese abrangente de que existe um papel central para o dano muscular com a exposição crônica a uma dieta indutora de obesidade. A consequência inflamatória da dieta e da desregulação muscular pode resultar na reparação desregulada dos tecidos e num desequilíbrio em direção à adaptação negativa, resultando em falha regulatória e outros danos nos tecidos músculo-esqueléticos. Os pontos em comum apoiam a conclusão de que a patologia músculo-esquelética com SM deve ser avaliada de forma abrangente e integrada para compreender o risco de outras condições relacionadas com MSK. São discutidas implicações para estratégias de gestão conservadoras para regular a SM, assim como futuras oportunidades de pesquisa.