Растущая распространенность ожирения во всем мире является источником беспокойства для подразделений эпиднадзора за болезнями, агентств по мониторингу здоровья и персонала медицинских услуг во всем мире. Выделение ресурсов в области здравоохранения должно быть приспособлено к борьбе с этой глобальной эпидемией. Однако ключ к успеху в решении этой проблемы лежит в профилактике, и это само по себе требует глубокого понимания физиологии контроля веса и патогенеза ожирения [5]. Развитие ожирения, несомненно, связано с основными причинами, лежащими в основе несоответствующего питания и образа жизни. Было показано, что генетические факторы отвечают за фенотипическое выражение тучности. Такие лекарства, как стероиды и эндокринные заболевания (например, гипотиреоз) могут также вести к нарушениям в нормальной физиологии управления веса [3]. Однако в подавляющем большинстве проблем веса и тучности основным этиологическим фактором является рассогласование между потреблением еды и расходованием энергии [6,8].
Физиологические основы ожирения
Сложная система управления посредством обратной связи состоит из центральной структуры обработки, которая получает афферентные сигналы и производит соответствующие эфферентные стимулы. В итоге контролируется уровень потребляемой пищи, сытость и вес [10].
Возрастные и гендерные различия в потреблении пищи были выявлены с увеличением подросткового возраста, достигнув пика во втором десятилетии, после которого он снижается. Мужчины склонны к большему потреблению пищи, в отличие от женщин. Одновременно снижение концентраций половых стероидных гормонов при перименопаузе приводит к увеличению висцерального жира и является повышенным риском развития метаболического синдрома [1,4]. Метаболический синдром - совокупность проявлений, первоначально описанных Джеральдом Райвеном в 1993 году, включающих ожирение, инсулинорезистентность и повышенный атеросклеротический риск при диабете, гипертонии и гиперлипидемии [2,9].
Система регулирования
Система обратной связи, регулирующая массу тела и аппетит, является объектом продолжающихся интенсивных исследований, которые проводятся с оцениваем сложности этой системы [7].
Афферентные сигналы
Дистензия желудка совместно с блуждающими афферентными импульсами обусловливает сытость, а посредством желудочных сокращений, сигнализирует о голоде. Питательные вещества, нейронные импульсы и сами гормоны действуют как афферентные сигналы в регулировании потребления и расхода энергии. Например, при всасывании глюкозы инициируется ощущение сытости, в то время как падение уровня глюкозы повышает голод. Этот эффект опосредуется через различные нейромедиаторы, гормоны и пептиды [7].
Лептин - пептид, произведенный адипоцитами, который хорошо коррелирует с массой жира. Уровень секреции данного пептида увеличивается в зависимости от уровня жирового отложения. Его действие направлено на уменьшение потребления еды. Этот пептид стали применять для лечения людей, у которых был обнаружен дефицит гена лептина [5].
Еще один важный пептид гормона роста релин, который вырабатывается в желудке и двенадцатиперстной кишке и стимулирует секрецию гормона роста. Он является эндогенным лигандом для рецептора СТГ. Релин повышает всасывание пищи, и секреция гормона роста в свою очередь снижается при приеме пищи. Концентрация в сыворотке увеличивается при ожидании еды [5].
Центр регуляции
Афферентные импульсы поступают в центр, который находится в задней части гипоталамуса для интеграции и обработки. В результате исследований in vivo, как правило, связанных с разрушением указанного района, было задействовано несколько конкретных анатомических участков [5].
Дугообразные ядра гипоталамуса получают сигналы от лептина и, в свою очередь, увеличивает продукцию и секрецию нейропептида Y (NPY) и агути-связанного пептида (AgRP), тем самым увеличивая объем потребления пищи. С другой стороны, про-опиомеланокортин (POMC) снижает уровень потребление пищи [6].
Паравентрикулярное ядро гипоталамуса стимулируется пептидами от дугообразного ядра и передает сигналы дальше. Показано, что разрушение вентромедиального участка гипоталамуса приводит к увеличению потребления пищи и впоследствии к ожирению у экспериментальных животных. Боковое гипоталамическое ядро, в свою очередь, оказывает противоположные эффекты, такие как снижение количества поедаемой пищи и снижение массы тела. Кроме того, определенные области миндалевидного тела могут влиять на питание частично через вентромедиальный регион гипоталамуса [6,7].
Эфферентные посредники
Периферическая нервная система играет определенную роль в стимулировании термогенеза в жировой ткани через активацию бета-3-адренорецепторов, что приводит к уменьшению потребления пищи. Симпатическая нервная система стимулирует процессы расхода энергии. Существуют гормоны, такие как глюкокортикоиды, которые действуют на эфферентные окончания регуляторной системы. Кроме того, они, предположительно, играют важную роль в реализации эффектов, опосредуемых через симпатическую нервную систему. Например, при отсутствии глюкокортикоидов было отмечено, что дефицит лептина не приводит к ожирению [5, 7].
Генетика ожирения
Ожирение может быть моногенным или полигенным в наследовании. Было выявлено пять одиночных дефектов генов:
а) Дефект гена Агути (агути-связанный пептид): в норме белок связывается с рецептором меланокортина-4 в гипоталамусе, тем самым регулируя количество потребляемой пищи. Дефект данного гена у тучных людей встречается чаще, чем у людей с нормальной массой тела, а также коррелирует с индексом массы тела (ИМТ).
б) Дефект гена Лептина: лептин вырабатывается в жировых клетках, кишечнике и плаценте и сигнализирует мозгу о количестве запасенного жира. У мышей с дефицитом данного гена наблюдается гиперфагия, инсулинорезистентность и бесплодие. У людей лептин может действовать на дугообразное ядро, уменьшая продукцию нейропептида Y (NPY), который обычно стимулирует прием пищи. Было обнаружено, что ожирение может возникать из-за дефицита лептина, который возможно устранить с помощью лептиновой терапии. Несмотря на это, большинство пациентов с ожирением имеют высокий уровень циркулирующего в крови лептина, что указывает на резистентность организма к нему.
в) Дефект гена рецептора Лептина.
г) Дефекты генов рецепторов Меланокортина-4 и Меланокортина-3: у трансгенных мышей с мутациями в этих генах отмечается гиперфагия и сильное ожирение. В ходе наблюдений было показано, что рецепторы для MSH обычно ингибируют потребление пищи и накопление жира.
д) Дефект подтипа серотониновых рецепторов: отсутствие данного подтипа рецепторов у трансгенных мышей приводит к аналогичным проявлениям [7, 9].
Генетический фактор
Наследуемость веса, скорости обмена веществ, термической реакции на питание и спонтанную физическую активность была изучена в семьях, в состав которых входили близнецы или усыновленные дети. Близнецы, разделенные при рождении, несмотря на различные экологические условия, сохраняли одинаковые характеристики в отношении контроля веса. Подобные исследования, проведенные в отношении усыновленных детей, показали, что вес и конституция тела приемных детей были аналогичны весу и конституции тела биологических родителей и отличались от тех же параметров усыновителей [9].
Ряд генетических синдромов, характеризующих ожирение, описаны в литературе и связаны с хромосомными аберрациями, как, например, при синдроме Прадера-Вилли-Лабхарта [8].
Исследования, направленные на выявление генетических аномалий, способствующих развитию ожирения, пока оказались безуспешными, однако был проанализирован ряд генов, таких как ген бета-3-адренорецептора, рецептора, активируемого пероксисомными пролифераторами-гамма (PPAR-γ), и рецептора меланокортина-4 (MCR-4) [7].
Ожирение является многофакторным и сложным расстройством, которое имеет значительные последствия для пострадавших людей и для медицинских служб, которые должны иметь дело с последствиями данного расстройства. Следует надеяться, что дальнейшие исследования в области физиологии и патофизиологии ожирения позволят разработать профилактические и терапевтические стратегии для сдерживания эпидемии ожирения [6].