Background

 Obesity represents a risk factor for insulin resistance, type 2 diabetes mellitus, and atherosclerosis. In addition, for any given amount of total body fat, an excess of visceral fat or fat accumulation in the liver and skeletal muscle augments the risk. Conversely, even in obesity, a metabolically benign fat distribution phenotype may exist. 

Methods

 In 314 subjects, we measured total body, visceral, and subcutaneous fat with magnetic resonance (MR) tomography and fat in the liver and skeletal muscle with proton MR spectroscopy. Insulin sensitivity was estimated from oral glucose tolerance test results. Subjects were divided into 4 groups: normal weight (body mass index [BMI] [calculated as weight in kilograms divided by height in meters squared], <25.0), overweight (BMI, 25.0-29.9), obese–insulin sensitive (IS) (BMI, ≥30.0 and placement in the upper quartile of insulin sensitivity), and obese–insulin resistant (IR) (BMI, ≥30.0 and placement in the lower 3 quartiles of insulin sensitivity). 

Results

 Total body and visceral fat were higher in the overweight and obese groups compared with the normal-weight group (P < .05); however, no differences were observed between the obese groups. In contrast, ectopic fat in skeletal muscle (P < .001) and particularly the liver (4.3% ± 0.6% vs 9.5% ± 0.8%) and the intima-media thickness of the common carotid artery (0.54 ± 0.02 vs 0.59 ± 0.01 mm) were lower and insulin sensitivity was higher (17.4 ± 0.9 vs 7.3 ± 0.3 arbitrary units) in the obese-IS vs the obese-IR group (P < .05). Unexpectedly, the obese-IS group had almost identical insulin sensitivity and the intima-media thickness was not statistically different compared with the normal-weight group (18.2 ± 0.9 AU and 0.51 ± 0.02 mm, respectively). 

Conclusions

 A metabolically benign obesity that is not accompanied by insulin resistance and early atherosclerosis exists in humans. Furthermore, ectopic fat in the liver may be more important than visceral fat in the determination of such a beneficial phenotype in obesity.

Insulin resistance plays an important role in the pathogenesis of type 2 diabetes; however, the multiple mechanisms causing insulin resistance are not yet fully understood. The aim of this study was to explore the possible contribution of intramyocellular lipid content in the pathogenesis of skeletal muscle insulin resistance. We compared insulin-resistant and insulin-sensitive subjects. To meet stringent matching criteria for other known confounders of insulin resistance, these individuals were selected from an extensively metabolically characterized group of 280 first-degree relatives of type 2 diabetic subjects. Some 13 lean insulin-resistant and 13 lean insulin-sensitive subjects were matched for sex, age, BMI, percent body fat, physical fitness, and waist-to-hip ratio. Insulin sensitivity was determined by the hyperinsulinemic-euglycemic clamp method (for insulin-resistant subjects, glucose metabolic clearance rate [MCR] was 5.77+/-0.28 ml x kg(-1) x min(-1) [mean +/- SE]; for insulin-sensitive subjects, MCR was 10.15+/-0.7 ml x kg(-1) x min(-1); P&lt;0.002). Proton magnetic resonance spectroscopy (MRS) was used to measure intramyocellular lipid content (IMCL) in both groups. MRS studies demonstrated that in soleus muscle, IMCL was increased by 84% (11.8+/-1.6 vs. 6.4+/-0.59 arbitrary units; P = 0.008 ), and in tibialis anterior muscle, IMCL was increased by 57% (3.26+/-0.36 vs. 2.08+/-0.3 arbitrary units; P = 0.017) in the insulin-resistant offspring, whereas the extramyocellular lipid content and total muscle lipid content were not statistically different between the two groups. These data demonstrate that in these well-matched groups of lean subjects, IMCL is increased in insulin-resistant offspring of type 2 diabetic subjects when compared with an insulin-sensitive group matched for age, BMI, body fat distribution, percent body fat, and degree of physical fitness. These results indicate that increased IMCL represents an early abnormality in the pathogenesis of insulin resistance and suggest that increased IMCL may contribute to the defective glucose uptake in skeletal muscle in insulin-resistant subjects.

The alpha(2)-Heremans-Schmid glycoprotein (AHSG; fetuin-A in animals) impairs insulin signaling in vitro and in rodents. Whether AHSG is associated with insulin resistance in humans is under investigation. In an animal model of diet-induced obesity that is commonly associated with hepatic steatosis, an increase in Ahsg mRNA expression was observed in the liver. Therefore, we hypothesized that the AHSG plasma protein, which is exclusively secreted by the liver in humans, may not only be associated with insulin resistance but also with fat accumulation in the liver.Data from 106 healthy Caucasians without type 2 diabetes were included in cross-sectional analyses. A subgroup of 47 individuals had data from a longitudinal study. Insulin sensitivity was measured by a euglycemic-hyperinsulinemic clamp, and liver fat was determined by (1)H magnetic resonance spectroscopy.AHSG plasma levels, adjusted for age, sex, and percentage of body fat, were higher in subjects with impaired glucose tolerance compared with subjects with normal glucose tolerance (P = 0.006). AHSG plasma levels were negatively associated with insulin sensitivity (r = -0.22, P = 0.03) in cross-sectional analyses. Moreover, they were positively associated with liver fat (r = 0.27, P = 0.01). In longitudinal analyses, under weight loss, a decrease in liver fat was accompanied by a decrease in AHSG plasma concentrations. Furthermore, high AHSG levels at baseline predicted less increase in insulin sensitivity (P = 0.02).We found that high AHSG plasma levels are associated with insulin resistance in humans. Moreover, AHSG plasma levels are elevated in subjects with fat accumulation in the liver. This is consistent with a potential role of AHSG as a link between fatty liver and insulin resistance.

Abstract Objective : We investigated whether serum concentrations of adiponectin are determined by body fat distribution and compared the findings with leptin. Research Methods and Procedures : Serum concentrations of adiponectin and leptin were measured by radioimmunoassay ( n = 394) and analyzed for correlation with sex, age, and body fat distribution, i.e., waist‐to‐hip ratio, waist and hip circumference, and subcutaneous adipose tissue area of the lower leg as assessed by magnetic resonance imaging. Results : After adjusting for sex and percentage of body fat, adiponectin was negatively ( r = −0.17, p < 0.001) and leptin was positively ( r = 0.22, p < 0.001) correlated with waist‐to‐hip ratio. Leptin, but not adiponectin, correlated with both waist ( r = 0.49, p < 0.001) and hip circumference ( r = 0.46, p < 0.001). Furthermore, leptin, but not adiponectin, correlated with the proportion of subcutaneous fat of the lower leg cross‐sectional area ( r = 0.37, p < 0.001). Discussion : These data suggest that both adipocytokines are associated with central body fat distribution, and serum adiponectin concentrations are determined predominantly by the visceral fat compartment.

OBJECTIVE In a genome-wide association scan, the rs738409 C&gt;G single nucleotide polymorphism (SNP) in the patatin-like phospholipase 3 gene (PNPLA3) was strongly associated with increased liver fat but not with insulin resistance estimated from fasting values. We investigated whether the SNP determines liver fat independently of visceral adiposity and whether it may even play a role in protecting from insulin resistance. RESEARCH DESIGN AND METHODS Liver fat was measured by 1H magnetic resonance spectroscopy and total and visceral fat by magnetic resonance tomography in 330 subjects. Insulin sensitivity was estimated during an oral glucose tolerance test and the euglycemic-hyperinsulinemic clamp (n = 222). PNPLA3 and tumor necrosis factor-α mRNA and triglyceride content were measured in liver biopsies from 16 subjects. RESULTS Liver fat correlated strongly with insulin sensitivity (P &lt; 0.0001) independently of age, sex, total fat, and visceral fat. G allele carriers of the SNP rs738409 had higher liver fat (P &lt; 0.0001) and an odds ratio of 2.38 (95% CI 1.37–4.20) for having fatty liver compared to C allele homozygotes. Interestingly, insulin sensitivity (oral glucose tolerance test: P = 0.99; clamp: P = 0.32), serum C-reactive protein levels, lipids, or liver enzymes (all P &gt; 0.14) were not different among the genotypes. Additional adjustment for liver fat actually revealed increased insulin sensitivity in more obese carriers of the G allele (P = 0.01). In liver biopsies triglyceride content correlated positively with expression of the proinflammatory gene tumor necrosis factor-α in C allele homozygotes (n = 6, P = 0.027) but not in G allele carriers (n = 10, P = 0.149). CONCLUSIONS PNPLA3 may be an important key to understand the mechanisms discriminating fatty liver with and without metabolic consequences.

Abstract Circulating trimethylamine N-Oxide (TMAO) levels predict cardiovascular disease (CVD), possibly by impacting on cholesterol metabolism and oxidative stress. Because hepatic TMAO production is regulated by insulin signalling and it is unclear whether and to what extent circulating TMAO levels associate with CVD risk, independently of insulin resistance and its important determinants fatty liver and visceral obesity, we have now addressed this question in 220 subjects who participated in the Tübingen Lifestyle Intervention Program. Visceral fat mass (r = 0.40, p < 0.0001), liver fat content (r = 0.23, p = 0.0005) and TMAO levels (r = 0.26, p < 0.0001) associated positively and insulin sensitivity associated negatively (r = −0.18, p = 0.009) with carotid intima-media thickness (cIMT). Higher TMAO levels (std.−Beta 0.11, p = 0.03) predicted increased cIMT, independently of age, sex and visceral fat mass. While during the lifestyle intervention most cardiovascular risk parameters improved, mean TMAO levels did not change (p = 0.18). However, cIMT decreased significantly (p = 0.0056) only in subjects in the tertile with the largest decrease of TMAO levels (>20%). We provide novel information that increased serum TMAO levels associate with increased cIMT, independently of established cardiovascular risk markers, including insulin resistance, visceral obesity and fatty liver. Furthermore, the decrease of cIMT during a lifestyle intervention may be related to the decrease of TMAO levels.

OBJECTIVE To evaluate whether the sodium–glucose cotransporter 2 inhibitor empagliflozin (EMPA) reduces liver fat content (LFC) in recent-onset and metabolically well-controlled type 2 diabetes (T2D). RESEARCH DESIGN AND METHODS Patients with T2D (n = 84) (HbA1c 6.6 ± 0.5% [49 ± 10 mmol/mol], known disease duration 39 ± 27 months) were randomly assigned to 24 weeks of treatment with 25 mg daily EMPA or placebo. The primary end point was the difference of the change in LFC as measured with magnetic resonance methods from 0 (baseline) to 24 weeks between groups. Tissue-specific insulin sensitivity (secondary outcome) was assessed by two-step clamps using an isotope dilution technique. Exploratory analysis comprised circulating surrogate markers of insulin sensitivity and liver function. Statistical comparison was done by ANCOVA adjusted for respective baseline values, age, sex, and BMI. RESULTS EMPA treatment resulted in a placebo-corrected absolute change of −1.8% (95% CI −3.4, −0.2; P = 0.02) and relative change in LFC of −22% (−36, −7; P = 0.009) from baseline to end of treatment, corresponding to a 2.3-fold greater reduction. Weight loss occurred only with EMPA (placebo-corrected change −2.5 kg [−3.7, −1.4]; P &lt; 0.001), while no placebo-corrected change in tissue-specific insulin sensitivity was observed. EMPA treatment also led to placebo-corrected changes in uric acid (−74 mol/L [−108, −42]; P &lt; 0.001) and high-molecular-weight adiponectin (36% [16, 60]; P &lt; 0.001) levels from 0 to 24 weeks. CONCLUSIONS EMPA effectively reduces hepatic fat in patients with T2D with excellent glycemic control and short known disease duration. Interestingly, EMPA also decreases circulating uric acid and raises adiponectin levels despite unchanged insulin sensitivity. EMPA could therefore contribute to the early treatment of nonalcoholic fatty liver disease in T2D.

Background/Objectives: Emerging data support an essential role of glucagon for lipid metabolism. However, data on the role of dietary fat intake for glucagon secretion is limited. This analysis investigated whether altering nutritional fat intake affects glucagon levels in healthy subjects. Methods: 92 twins (age: 31±14 years, BMI: 23±3 kg/m2) consumed two 6-week diets: first a low fat, high carbohydrate diet (LFD) followed by an isocaloric high fat, low carbohydrate diet (HFD). 24 twins (age: 39±15 years, BMI: 24±2 kg/m2) continued with a high protein diet (HPD). Clinical investigation days were performed after 6 weeks of LFD, after 1 and 6 weeks of HFD and after 6 weeks of HPD. Results: The LFD caused a significant decrease of fasting glucagon (-27 %, p&amp;lt;0.001) compared to baseline. After 6 weeks of HFD glucagon increased (117 %, p&amp;lt;0.001 vs. LFD) while free fatty acids decreased. 6 weeks of HPD further increased glucagon levels (72 %, p=0.502 vs. HFD) although fasting amino acid levels remained constant. Fasting insulin and HOMA-IR moderately increased after one week of HFD, while 6 weeks of HPD significantly decreased both. The fasting glucagon-to-insulin ratio decreased through LFD (p&amp;lt;0.001) but increased after HFD (p&amp;lt;0.001) and even further after HPD (p=0.018). Liver fat, triglycerides and blood glucose did not increase during the HFD. The heritability of glucagon levels was 45% with the LFD. Conclusions: A HFD increases glucagon levels and the glucagon-to-insulin ratio under isocaloric conditions compared to a LFD in healthy lean subjects. This rise in glucagon may represent a favorable metabolic response as neither glucose levels nor insulin resistance or liver fat showed clinically relevant increases.