Document 2673564

Глава 10: Энергетический обмен и ожирение – взаимосвязанные состояния
Ожирение сегодня является самым распространенным расстройством питания в
США. Впервые за всю историю человечества, сегодня во всем мире в целом количество
переедающих людей выше количества недоедающих.
Ожирение определяется как избыточная жировая масса, а не избыточная масса
тела (см. раздел о составе тканей организма). Однако в среднем, показатель массы тела
является полезным идентификатором, а индекс массы тела используется для
отслеживания эпидемии ожирения и связанных с ней заболеваний в силу того, что на
практике довольно сложно произвести композиционных анализ тела десятков тысяч
людей.
ПРИЧИНЫ ОЖИРЕНИЯ
Самыми распространенными причинами ожирения являются переедание и
недостаточная активность. Доказано, что обмен веществ у всех разный, что
обуславливает большую склонность некоторых людей к подсаживанию на калории и их
накоплению, однако самые распространенные причины различий в тенденции набора или
снижения веса относятся к возрасту, росту, полу и весу. В силу чего ожирение,
безусловно, возникает при отягощении общей генетической предрасположенностью, но
развивается оно только при наличии избыточного количества энергии, доступного для
запасания.
Поглощенная энергия = Выделенная энергия + Накопленная энергия
Однако надо заметить, что показатель выделения энергии во многом
обуславливается составом тканей организма (композицией тела), а точнее – мышечной
тканью, а не жировой. Таким образом, мужчина ростом 188 см способен сжигать 2,200
калорий в день, тогда как его жена ростом 157 см сжигает только 1,200 калорий в день в
силу разницы в объеме безжировой массы тела у обоих. Стоит ли тогда удивляться тому,
что женщина в данном случае будет снижать вес более медленно, чем ее муж, при
соблюдении одинаковой диеты с потреблением 1,000 калорий в день?
Несмотря на эти индивидуальные различия в потребности в калориях и затратах
энергии, не вызывает сомнений, что современный рацион питания содержит слишком
большое количество калорий, чтобы позволить слаженное функционирование
регуляторных механизмов нормализации веса в нашем организме. Это подтверждается
экспериментом на крысах. Если обогатить таблетки для крыс большим количеством
масла, крыса станет есть их в меньшем количестве, поддерживая при этом нормальный
вес. Если убрать жир из таблеток, крыса начнет есть их в большем количестве и опять же
будет поддерживать свой вес. С другой стороны, если кормить крысу в соответствии с так
называемым рационом «завсегдатаев кафе» (состоящим из арахисового масла, салями и
печенья с шоколадной крошкой), крыса потеряет управление над своими механизмами
гомеостаза и станет такой же толстой, как и генетически жирные грызуны.
Человечество, по аналогии с крысами, за всю свою историю приспосабливалось к
низкому по питательности рациону питания, и сегодня уже не в состоянии поддерживать
нормальную жировую массу, постоянно питаясь жирными и сладкими продуктами нашего
времени. Имеются все увеличивающиеся доказательства того, что порочный круг
возникновения радостных и утешительных ощущений, возникающих при потреблении
любимых продуктов, является важным фактором возникновения компульсивного
переедания (булимии), связанного с зависимостью и ожирением. Пищевые пристрастия,
отслеживаемые клинически, различаются у людей, однако сходятся в наиболее
популярных продуктах, таких, как торты, печенья, выпечка и острые закуски. Животные
могут развить зависимость от сахара, и люди, надо сказать, от них не далеко ушли.
Результатом избыточного потребления калорий является накапливание жировой массы
тела.
РЕГУЛЯЦИЯ ЖИРОВОЙ МАССЫ ОРГАНИЗМА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ В КАЧЕСТВЕ
ЭНДОКРИННОГО ОРГАНА
Жировая ткань в Вашем организме является жизненно важным органом, в точности, как
Ваше сердце, печень, почки или кожа. Она снабжена нервами, кровяными сосудами и
жировыми клетками и секретирует гормоны и маленькие протеины, которые воздействуют
на Ваш энергетический баланс, откладывание жира и метаболизм. Функционирование
органов жировой ткани зависит от места ее нахождения в Вашем организме. Каждый из
органов Вашей жировой ткани в нижней части тела (где его называют женским жиром) и в
верхней части тела мужчин и женщин имеет особые функции с учетом поглощения и
выработки Вашим организмом жирных кислот, а также тех гормонов, которые они
секретируют и на которые реагируют.
Женский жир
Жир в области бедер и ног у женщин обеспечивает организм женщины энергией,
которая ей необходима для вскармливания новорожденных детей молоком. Этот жир
реагирует на женские гормоны, и в каждый менструальный цикл сразу после овуляции
наблюдается тысячекратный подъем в уровне женского гормона, прогестерона, в крови.
Поэтому когда женщины думают, что они немного прибавляют в весе вдобавок к
ощущению вздутия и раздутости – они правы. Организм готовится к новой беременности,
развивая орган жировой ткани в области бедер и верхней части ног, который становится
еще больше, если женщина беременеет, в силу большого количества эстрогенов и
прогестерона, продуцируемых плацентой. Организм запасается большим количеством
калорий, в силу того, что образование молока обычно требует около 500 калорий в день.
Основным фактором, обуславливающим ожирение у женщин, является набор веса
после беременности, во время которой женщины в среднем набирают 13 – 18 кг. Если они
не вскармливают ребенка молоком или садятся на диету в течение шести месяцев после
родов, набранный в течение беременности вес не падает. Следующая беременность
наступает уже при большем весе, который еще больше увеличивается в ее процессе – и
так далее. Понимание механизма накопления данного жира может помочь молодым
женщинам сбросить его после рождения ребенка и может привести к предупреждению
ожирения у них.
Подобно тому, как все женщины рождаются с разными формами и фигурой, они
все также имеют различный объем органа жировой ткани в области бедер и верхней части
ног. Ничего дурного или неправильного в наличии данного жира нет, кроме того, что
современное общество приклеило к этому ярлык недостатка. Никогда ранее не
наблюдалось такого поветрия, как в последние несколько десятилетий. Женщины с более
низким количеством жира были всегда востребованы. Выходит, что имеется некое
противоречие между женской генетикой и тем, что считается привлекательным
остальными людьми. Однако тут можно привести ответный довод – нашему обществу
необходимо быть терпимее к различным формам тела.
И наконец, эти жировые отложения обычно более устойчивы к диетам и
упражнениям, в силу чего многие женщины просто морят себя голодом для того, чтобы
избавиться от них. Некоторые даже слишком усердствуют в этом стремлении выглядеть
красиво, теряя слишком большое количество жира в области лица и груди. Крайне важно
знать конкретную величину желаемого веса, в случае если большая часть жировой массы
у Вас распределена в области бедер и ног.
Жир в области живота
Жир, сосредоточенный в серединной области тела, окружает кишечник и имеет
особые свойства как в отношении высвобождаемых в кровь веществ этим жиром, так и в
отношении гормонов, на которые данный жир реагирует. Жировые отложения в области
живота могут возникать как у мужчин, так и у женщин. Существуют женщины, у которых
жир откладывается только в верхней части тела и практически не накапливается в
нижней. При этом есть и другие женщины, у которых жир откладывается как в верхней, так
и нижней части тела.
Те женщины, у которых жир копится в верхней части тела, имеют более высокие
уровни мужских гормонов, в сравнении с теми, у которых жир откладывается в нижней
части тела. Более того, они в три раза больше подвержены риску развития рака груди и в
девять раз больше – риску развития диабета в сравнении с женщинами с жировыми
отложениями в нижней части тела.
Этот жир необходим для хранения ограниченного количества калорий с тем, чтобы
помочь нам выжить в условиях голода. Он секретирует некоторое количество веществ,
способных бороться с инфекцией, которые называются цитокинами. Цитокин – это
маленькая пептидная информационная молекула, которая может способствовать
возникновению воспалительного и окислительного процессов в клетке. При недоедании
люди больше подвержены инфекциям, поэтому целесообразно, что абдоминальный
(брюшной) жир должен иметь функцию защиты от подобного рода инфекций. Данная
реакция является полезной при способности включаться и выключаться в ответ на
возникновение инфекции, однако, центральное ожирение ведет к непрерывному
неспецифическому воспалению с повышенным выбросом из брюшного жира цитокинов изза взаимодействия данных жировых клеток со специализированными «белыми кровяными
тельцами» (лейкоцитами) из костного мозга перемещающимися в брюшной жир.
Жировые клетки – это больше, чем просто вместилище жира
Несмотря на то, что жировая ткань всегда считалась инертным топливным
резервуаром, недавние исследования показали, что жировые клетки являются ни много ни
мало клетками эндокринными и иммунными. Это логично ввиду того, что самой
распространенной причиной смерти при недоедании является инфекция, возникшая
вследствие ослабления иммунитета. С другой стороны, при наличии избыточной жировой
массы наблюдается чрезмерная иммунная активность, которая может быть опасной. Это
еще один пример того, насколько плохо человек приспособлен к условиям переедания,
при этом, будучи хорошо адаптированным к возможности возникновения голода.
В рамках своих функций в качестве эндокринного органа жировая ткань
секретирует гормоны, цитокины и факторы роста, которые помогают регулировать
показатель чувствительности к инсулину, воспалительный процесс, гомеостаз
питательных элементов и энергии, а также липидный обмен.
РЕГУЛЯЦИЯ ОБЩЕГО РАЦИОНА ПИТАНИЯ
За последние 15 лет мы сильно продвинулись в понимании процесса регуляции
общего потребления пищи. В этот процесс вовлечены три области мозга – гипоталамус,
дорсальный вагусный комплекс и подкрепляющая система – наряду с жировой тканью, о
которой говорилось выше. Важно заметить, что также различают и негомеостазное
питание – или, проще говоря, питание, обусловленное не чувством голода, а эмоциями,
факторами окружающей среды и т.п. Обширный пласт подобного поведения является на
сегодня изученным, и его коррекция требует бихевиорального подхода. Зачастую
психология берет верх над физиологией. Понимание механизма реакции различных
гормонов и факторов на питательные элементы является крайне интересным процессом и
направляет людей на путь изменения своих поведенческих моделей и привычек. Однако,
подобное адаптационное свойство нашего организма к условиям голода слишком сильно
для того, чтобы его можно было когда-либо побороть на каком-либо этапе системы.
Комбинированный подход, физическая активность и оптимальная программа питания,
действительно меняющая ежедневные привычки, является единственным ключом к
контролю веса в долгосрочной перспективе.
Адипокины и воспаление
Переедание, как уже упоминалось, ведет к чрезмерному воспалению, которое
появляется из-за быстрого нарастания новой жировой ткани, опережающей свое
кровоснабжение, в результате чего старые клетки умирают. Отмершие клетки посылают
сигнал, который мобилизует макрофаги – специализированные белые кровяные тельца из
костного мозга, чтобы они направились в жировую ткань брюшной полости и форсировали
приток крови в жировую ткань для окружения и разрушения отмерших жировых клеток.
Воспаленное состояние жировой ткани при ожирении ведет к инфильтрации в нее
макрофагов, которые способны усилить и распространить инфекцию. Снижение веса
ведет к уменьшению воспаления, что может объяснить улучшение некоторых связанных с
ожирением состояний.
Гены и ожирение
Ожирение является результатом взаимодействия факторов наследственности и
окружающей среды. Однако вовлеченные в этот процесс гены на сегодня насчитывают
около 17 разных генов, способных обуславливать ожирение. Тем не менее, общее число
людей, страдающих этими генетическими заболеваниями, составит только 5 процентов
всех случаев ожирения. Некоторые из этих нарушений являются просто невероятными и
включают в себя множество проблем в области психического функционирования,
репродукции, зрения и внешнего вида. Однако большинство людей, страдающих
ожирением, просто-напросто чересчур хорошо приспособлены к возможности наступления
голода. Исследование генетических факторов, вовлеченных в наследственное ожирение,
на данный момент выявили примерно 70 связей с частями генома человека. Однако
маловероятно, что этот поиск выявит какие-то весомые конкретные факторы, которые
объяснили бы значительный процент всех случаев ожирения. Скорее будет иначе большинство экспертов полагают, что каждый из подобных генетических дефектов
ответственен за 2 процента случаев набора веса в рамках всей тенденции. Каким-то
образом кумулятивное действие аддитивных генов оказывается решающим фактором,
нарушающим баланс в сторону набора веса.
С одной стороны, чтобы в некоторой степени снять ответственность с генов в
вопросе ожирения, надо сказать, что главными виновниками являются сидячий образ
жизни в сочетании с жирным рационом питания с высоким содержанием сахара и
углеводов. Принято считать, что очень полные люди, те, кто весит более 100 кг, обладают
самым высоким уровнем генетического программирования в отношении ожирения. За
последние 10 лет, когда эпидемия ожирения увеличилась вдвое, количество людей,
страдающих очень тяжелыми его формами, выросло в четыре раза, по данным недавнего
исследования корпорации Rand. Однако если все же отвлечься от проблемы ожирения, в
целом надо признать, что Ваша фигура и конституция обуславливается генами.
Разлученные монозиготные близнецы, тем не менее, имеют не только одинаковый вес, но
и идентичное распределение жира, что видно на снимках, показывающих жировые
скопления. Таким образом, конституция Вашего тела генетически предопределена, но
может меняться при адекватной диете и изменениях в образе жизни.
Заболевания сердца и высокое давление
Ожирение связано с патогенезом заболеваний сердца множеством механизмов,
включая повышенное кровяное давление, повышенную свертываемость крови и
дислипидемию (нарушение липидного обмена), при которой наблюдается чрезмерное
производство триглицеридов при подавлении уровня “хорошего” холестерола-ЛПВП и
нормальном или повышенном уровне “плохого” холестерина-ЛПНП.
Высокое кровяное давление, сопутствующее ожирению, связано с повышенным
содержанием инсулина в крови и повышенной секрецией катехоламинов. Эти пациенты
показывают повышенные уровни ренина и ангиотензина, и предпочтительные
лекарственные препараты, используемые при повышенном давлении у данных пациентов,
называются ингибитором ангиотензин-превращающего фермента. Снижение веса также
будет способствовать снижению давлению, однако новые рекомендации для данных
пациентов говорят, что для снижения кровяного давления до уровня ниже 135/85 наряду с
использованием препаратов следует опираться на изменения своего образа жизни и
рациона питания. Лишь 5 процентов всех случаев высокого кровяного давления
обуславливается солечувствительностью, хотя и такое нарушение встречается. Соленая
пища способна повысить кровяное давление у пациентов, у которых ожирение является
первостепенной проблемой. Однако рацион с низким содержанием соли, в сущности,
оказывают относительно незначительное воздействие на уровень кровяного давления у
данных пациентов.
ССЫЛКИ
1. Prins JB. Adipose tissue as an endocrine organ. Best Prac Res Clin Endocrinol Metab 2002;
16(4):639-651.
2. OPIE LH, WALFISH PG. Plasma free fatty acid concentrations in obesity. N Engl J Med
1963; 268:757-760.
3. Frayn KN. Obesity and metabolic disease: is adipose tissue the culprit? Proc Nutr Soc 2005;
64(1):7-13.
4. Nawrocki AR, Scherer PE. The delicate balance between fat and muscle: adipokines in
metabolic disease and musculoskeletal inflammation. Curr Opin Pharmacol 2004; 4(3):281-289.
5. Hotamisligil GS, Shargill NS, Spiegelman BM. Adipose expression of tumor necrosis factoralpha: direct role in obesity-linked insulin resistance. Science 1993; 259(5091):87-91.
6. Hotamisligil GS, Murray DL, Choy LN, Spiegelman BM. Tumor necrosis factor alpha inhibits
signaling from the insulin receptor. Proc Natl Acad Sci U S A 1994; 91(11):4854-4858.
7. Fantuzzi G. Adipose tissue, adipokines, and inflammation. J Allergy Clin Immunol 2005;
115(5):911-919.
8. Rotter V, Nagaev I, Smith U. Interleukin-6 (IL-6) induces insulin resistance in 3T3-L1
adipocytes and is, like IL-8 and tumor necrosis factor-alpha, overexpressed in human fat cells
from insulin-resistant subjects. J Biol Chem 2003; 278(46):45777-45784.
9. Fried SK, Bunkin DA, Greenberg AS. Omental and subcutaneous adipose tissues of obese
subjects release interleukin-6: depot difference and regulation by glucocorticoid. J Clin
Endocrinol Metab 1998; 83(3):847-850.
10. Friedman JM. The function of leptin in nutrition, weight, and physiology. Nutr Rev 2002;
60(10 Pt 2):S1-14.
11. Hauner H. Secretory factors from human adipose tissue and their functional role. Proc Nutr
Soc 2005; 64(2):163-169.
12. Banks WA. Leptin transport across the blood-brain barrier: implications for the cause and
treatment of obesity. Curr Pharm Des 2001; 7(2):125-133.
13. Minokoshi Y, Kim YB, Peroni OD et al. Leptin stimulates fatty-acid oxidation by activating
AMP-activated protein kinase. Nature 2002; 415(6869):339-343.
14. Minokoshi Y, Alquier T, Furukawa N et al. AMP-kinase regulates food intake by responding
to hormonal and nutrient signals in the hypothalamus. Nature 2004; 428(6982):569-574.
15. Martin-Romero C, Santos-Alvarez J, Goberna R, Sanchez-Margalet V. Human leptin
enhances activation and proliferation of human circulating T lymphocytes. Cell Immunol 2000;
199(1):15-24.
16. Fantuzzi G, Faggioni R. Leptin in the regulation of immunity, inflammation, and
hematopoiesis. J Leukoc Biol 2000; 68(4):437-446.
17. Sanchez-Margalet V, Martin-Romero C, Santos-Alvarez J, Goberna R, Najib S, GonzalezYanes C. Role of leptin as an immunomodulator of blood mononuclear cells: mechanisms of
action. Clin Exp Immunol 2003; 133(1):11-19.
18. Gimeno RE, Klaman LD. Adipose tissue as an active endocrine organ: recent advances.
Curr Opin Pharmacol 2005; 5(2):122-128.
19. Hotta K, Funahashi T, Arita Y et al. Plasma concentrations of a novel, adipose-specific
protein, adiponectin, in type 2 diabetic patients. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2000; 20(6):15951599.
20. Yang WS, Lee WJ, Funahashi T et al. Weight reduction increases plasma levels of an
adipose-derived anti-inflammatory protein, adiponectin. J Clin Endocrinol Metab 2001;
86(8):3815-3819.
21. Kubota N, Terauchi Y, Yamauchi T et al. Disruption of adiponectin causes insulin resistance
and neointimal formation. J Biol Chem 2002; 277(29):25863-25866.
22. Weyer C, Funahashi T, Tanaka S et al. Hypoadiponectinemia in obesity and type 2
diabetes: close association with insulin resistance and hyperinsulinemia. J Clin Endocrinol Metab
2001; 86(5):1930-1935.
23. Hotta K, Funahashi T, Arita Y et al. Plasma concentrations of a novel, adipose-specific
protein, adiponectin, in type 2 diabetic patients. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2000; 20(6):15951599.
24. Berg AH, Combs TP, Du X, Brownlee M, Scherer PE. The adipocyte-secreted protein
Acrp30 enhances hepatic insulin action. Nat Med 2001; 7(8):947-953.
25. Trayhurn P. Endocrine and signalling role of adipose tissue: new perspectives on fat. Acta
Physiol Scand 2005; 184(4):285-293.
26. Ouchi N, Kihara S, Funahashi T, Matsuzawa Y, Walsh K. Obesity, adiponectin and vascular
inflammatory disease. Curr Opin Lipidol 2003; 14(6):561-566.
27. Ouchi N, Ohishi M, Kihara S et al. Association of hypoadiponectinemia with impaired
vasoreactivity. Hypertension 2003; 42(3):231-234.
28. Shibata R, Ouchi N, Kihara S, Sato K, Funahashi T, Walsh K. Adiponectin stimulates
angiogenesis in response to tissue ischemia through stimulation of amp-activated protein kinase
signaling. J Biol Chem 2004; 279(27):28670-28674.
29. Wolf AM, Wolf D, Rumpold H, Enrich B, Tilg H. Adiponectin induces the anti-inflammatory
cytokines IL-10 and IL-1RA in human leukocytes. Biochem Biophys Res Commun 2004;
323(2):630-635.
30. Beltowski J. Adiponectin and resistin – new hormones of white adipose tissue. Med Sci
Monit 2003; 9(2):RA55-RA61.
31. Rajala MW, Qi Y, Patel HR et al. Regulation of resistin expression and circulating levels in
obesity, diabetes, and fasting. Diabetes 2004; 53(7):1671-1679.
32. Steppan CM, Lazar MA. The current biology of resistin. J Intern Med 2004; 255(4):439-447.
33. Rajala MW, Obici S, Scherer PE, Rossetti L. Adipose-derived resistin and gut-derived
resistin-like molecule-beta selectively impair insulin action on glucose production. J Clin Invest
2003; 111(2):225-230.
34. Moore HP, Silver RB, Mottillo EP, Bernlohr DA, Granneman JG. Perilipin targets a novel
pool of lipid droplets for lipolytic attack by hormone-sensitive lipase. J Biol Chem 2005.
35. Corella D, Qi L, Sorli JV et al. Obese subjects carrying the 11482G>A polymorphism at the
perilipin locus are resistant to weight loss after dietary energy restriction. J Clin Endocrinol Metab
2005; 90(9):5121-5126.
36. Arvidsson E, Blomqvist L, Ryden M. Depot-specific differences in perilipin mRNA but not
protein expression in obesity. J Intern Med 2004; 255(5):595-601.
37. Barton M, Carmona R, Ortmann J, Krieger JE, Traupe T. Obesity-associated activation of
angiotensin and endothelin in the cardiovascular system. Int J Biochem Cell Biol 2003;
35(6):826-837.
38. Takahashi T, Suzuki K, Ihara H, Mogami H, Kazui T, Urano T. Plasminogen activator
inhibitor type 1 promotes fibrosarcoma cell migration by modifying cellular attachment to
vitronectin via alpha(v)beta(5) integrin. Semin Thromb Hemost 2005; 31(3):356-363.
39. Mertens I, Van Gaal LF. Visceral fat as a determinant of fibrinolysis and hemostasis. Semin
Vasc Med 2005; 5(1):48-55.
40. Kanaya AM, Harris T, Goodpaster BH, Tylavsky F, Cummings SR. Adipocytokines
attenuate the association between visceral adiposity and diabetes in older adults. Diabetes Care
2004; 27(6):1375-1380.
41. You T, Yang R, Lyles MF, Gong D, Nicklas BJ. Abdominal adipose tissue cytokine gene
expression: relationship to obesity and metabolic risk factors. Am J Physiol Endocrinol Metab
2005; 288(4):E741-E747.
42. Kershaw EE, Flier JS. Adipose tissue as an endocrine organ. J Clin Endocrinol Metab
2004; 89(6):2548-2556.
43. Xia Z, Cianflone K. Acylation-stimulating protein precursor proteins in adipose tissue in
human obesity. Metabolism 2003; 52(10):1360-1366.
44. Esterbauer H, Krempler F, Oberkofler H, Patsch W. The complement system: a pathway
linking host defence and adipocyte biology. Eur J Clin Invest 1999; 29(8):653-656.
45. Maslowska M, Vu H, Phelis S et al. Plasma acylation stimulating protein, adipsin and lipids
in non-obese and obese populations. Eur J Clin Invest 1999; 29(8):679-686.
46. Murray I, Sniderman AD, Cianflone K. Mice lacking acylation stimulating protein (ASP) have
delayed postprandial triglyceride clearance. J Lipid Res 1999; 40(9):1671-1676.
47. Xu H, Barnes GT, Yang Q et al. Chronic inflammation in fat plays a crucial role in the
development of obesity-related insulin resistance. J Clin Invest 2003; 112(12):1821-1830.
48. Weisberg SP, McCann D, Desai M, Rosenbaum M, Leibel RL, Ferrante AW, Jr. Obesity is
associated with macrophage accumulation in adipose tissue. J Clin Invest 2003; 112(12):17961808.
49. Fain JN, Madan AK, Hiler ML, Cheema P, Bahouth SW. Comparison of the release of
adipokines by adipose tissue, adipose tissue matrix, and adipocytes from visceral and
subcutaneous abdominal adipose tissues of obese humans. Endocrinology 2004; 145(5):22732282.
50. Arner P. Regional differences in protein production by human adipose tissue. Biochem Soc
Trans 2001; 29(Pt 2):72-75.
51. National Heart Lung and Blood Institute, National Institutes of Health. Clinical guidelines to
the evaluation and treatment of overweight and obesity in adults. Executive Summary Available
at www.nhlbi.nih.gov/nhlbi/nhlbi.htm.