Все ли люди с ожирением имеют повышенный риск заболеваний?
Наши клетки используют пищу, которую мы едим, для производства энергии, необходимой для работы. Этот удивительный процесс называется метаболизмом и необходим для выживания. Если мы едим больше, чем нам нужно, мы набираем вес и можем заболеть ожирением. Ожирение влияет на работу клеток и органов, а также повышает риск развития метаболических заболеваний, к которым относятся диабет 2-го типа и сердечно-сосудистые заболевания. Метаболические заболевания - самые распространенные болезни нашего времени. Национальные и мировые органы здравоохранения прилагают все усилия для профилактики и лечения ожирения и связанных с ним заболеваний. Однако некоторые люди, страдающие ожирением, внешне имеют нормальный метаболизм. Почему у одних людей с ожирением развиваются метаболические заболевания, а у других - нет? В этой статье мы расскажем о том, как метаболизм может отличаться у людей с ожирением. Мы также опишем некоторые ключевые причины, по которым некоторые люди с ожирением могут быть здоровее других.
Метаболическая регуляция необходима для выживания
Работа, которую выполняют клетки организма для поддержания жизни, называется метаболизмом. Энергия, необходимая для метаболизма, поступает из питательных веществ, содержащихся в продуктах, которые мы едим, перевариваем и всасываем в кровь (рис. 1). Углеводы, жиры и белки, содержащиеся в продуктах питания, являются источниками энергии для клеток организма. Здоровое питание, включающее фрукты и овощи, цельное зерно и рыбу, является важным источником питательных веществ и энергии. Вместе с физическими упражнениями здоровое питание приведет к правильному обмену веществ и снижению риска некоторых заболеваний.
Углеводы - важнейший источник энергии для клеток организма. Углеводы поступают в кровь из кишечника в виде сахара под названием глюкоза. Уровень глюкозы в крови повышается после приема пищи и снова снижается, когда клетки организма забирают ее. Чтобы обеспечить организм топливом, когда мы не едим, нам также необходимо запастись метаболическим топливом. Жир - это наиболее энергоемкое питательное вещество, в виде которого энергия запасается, когда мы принимаем больше пищи, чем нам требуется в данный момент.
Метаболизм должен тщательно регулироваться, чтобы наш организм мог справляться с краткосрочными и долгосрочными изменениями в наличии энергии. Эта регуляция включает в себя взаимодействие между различными тканями и органами. После приема пищи, физических нагрузок или ночного голодания органы тела должны получать информацию о том, следует ли запасать энергию или мобилизовать ее из мест хранения. Большую часть этой коммуникации обеспечивают сигнальные молекулы, перемещающиеся в крови, включая гормоны и метаболиты (химические продукты метаболизма). Способность организма запасать энергию в виде жира важна для выживания и позволяет нам варьировать потребление энергии изо дня в день. Однако сегодня большинство из нас ведет малоактивный образ жизни и имеет в изобилии вкусную и энергоемкую пищу. К сожалению, это позволяет легко съедать больше пищи, чем нужно организму, что приводит к увеличению веса и ожирению.
Ожирение - это повышенный вес по отношению к росту
Во всем мире растет число людей с ожирением [ 1 ]. Растет и число детей с ожирением, причем за последние 40 лет (1975-2016) число девочек с ожирением увеличилось с 5 до 50 миллионов, а число мальчиков с ожирением - на 6-74 миллиона [ 2 ]. Но что такое ожирение? Ожирение - это просто повышенный вес человека по отношению к его росту. Чтобы выяснить, насколько повышенным должен быть вес человека, чтобы считаться страдающим ожирением, необходимо рассчитать индекс массы тела, или ИМТ. ИМТ - это вес в килограммах, деленный на квадрат роста в метрах (кг/м 2 ). По этому показателю люди попадают в одну из четырех категорий: недостаточный вес, нормальный вес, избыточный вес и ожирение. Ожирение определяется как ИМТ 30 кг/м 2 и более. Обратите внимание, что, согласно этому определению, человек с ожирением может иметь большую мышечную массу. Однако большинство людей с ожирением имеют большие запасы жира в организме.
Ожирение повышает риск развития метаболических заболеваний
Существует два основных запаса жира в организме: под кожей, называемый подкожным жиром, и вокруг органов в брюшной полости, называемый висцеральным жиром. Висцеральные жировые запасы наиболее важны для регуляции обмена веществ: если запасы висцерального жира увеличиваются, то в какой-то момент регуляция обмена веществ нарушается и даже может быть дисфункциональной. Со временем дисфункциональный метаболизм может привести к таким метаболическим заболеваниям, как диабет 2-го типа и сердечно-сосудистые заболевания [ 3 ]. Это самые распространенные заболевания нашего времени, и национальные и мировые органы здравоохранения работают над лечением и профилактикой ожирения и связанных с ним заболеваний.
Снижение веса обычно улучшает регуляцию обмена веществ и тем самым снижает риск развития метаболических заболеваний. Но, к сожалению, снижение веса может быть трудно поддерживать в течение длительного времени - часто избыточный вес набирается вновь. Для эффективной профилактики и лечения заболеваний, связанных с ожирением, нам необходимо больше знать о том, как ожирение влияет на метаболизм.
Биомаркеры здоровья и болезней
Если у вас инфекция, вы часто узнаете об этом по плохому самочувствию и высокой температуре. Метаболические заболевания развиваются годами, и во время их развития у людей часто нет явных симптомов. Чтобы понять, насколько человек подвержен риску развития метаболических заболеваний, у него берут кровь для измерения биомаркеров - веществ, которые указывают на состояние обмена веществ и общее состояние здоровья.
Количество глюкозы и жира в крови тщательно регулируется в рамках нормального метаболизма. Кроме того, молекулы, называемые транспортерами жира, обеспечивают перемещение жира по организму через кровь. Когда запасы жира увеличиваются, в крови возрастает количество глюкозы, жира и жировых транспортеров. Эти вещества могут служить биомаркерами, и поэтому их уровень используется как индикатор состояния здоровья. Возможно, существует множество других биомаркеров регуляции метаболизма, которые будут обнаружены по мере дальнейшего изучения обмена веществ у людей с ожирением по сравнению с людьми с нормальным весом. Возможно, существуют маркеры, способные предупредить нас о риске метаболических заболеваний задолго до их возникновения!
Люди с ожирением разнообразны
Хотя ожирение в целом повышает риск развития метаболических заболеваний, люди с ожирением отличаются друг от друга. Некоторые люди с ожирением относятся к группе низкого риска, то есть, по сравнению с людьми с высоким риском ожирения, у них более здоровый уровень жиров в крови и нормальная или лишь слегка нарушенная регуляция уровня глюкозы в крови, несмотря на одинаковое количество жира в организме [ 4, 5 ]. Почему так происходит? Может быть, существуют еще не обнаруженные биомаркеры, которые объясняют эти различия в метаболической регуляции, связанной с ожирением? Возможно, люди с ожирением низкого риска со временем переходят к ожирению высокого риска?
Один из способов начать отвечать на эти вопросы - изучить метаболическую регуляцию у людей с ожирением низкого и высокого риска, что мы и сделали. Мы создали подробную карту многих видов молекул в крови, которые могут расширить наше понимание метаболической регуляции при ожирении, чтобы выяснить, могут ли какие-либо из этих молекул служить новыми биомаркерами здоровья и болезни.
Характеристики людей с ожирением низкого риска
В нашем исследовании приняли участие 30 человек (18 мужчин и 12 женщин), которые были разделены на три группы: ожирение с низким риском, ожирение с высоким риском и здоровый нормальный вес. Участники были разделены на группы в зависимости от индекса массы тела и уровня жиров и глюкозы в крови. Если в группах с низким риском ожирения и нормальным весом уровень жира и глюкозы в крови был нормальным, то в группе с высоким риском ожирения уровень этих биомаркеров был высоким. В группе низкого риска ожирения было девять участников со средним возрастом 49 лет и средним ИМТ 33 кг/м 2 . В группе высокого риска ожирения было 10 участников со средним возрастом 52 года и средним ИМТ 32 кг/м 2 . В группе с нормальным весом было 11 участников со средним возрастом 47 лет и средним ИМТ 23 кг/м 2 [ 6 ]. Для изучения возможных новых биомаркеров ожирения с высоким и низким риском мы проанализировали образцы крови на наличие широкого спектра метаболитов.
Мы обнаружили, что в группе низкого риска ожирения уровень различных транспортеров жира в крови был ниже, чем в группе высокого риска ожирения (рис. 2). У них также был ниже уровень некоторых аминокислот - строительных блоков белков - а именно изолейцина, лейцина и валина. В группе с нормальным весом уровень аминокислоты фенилаланина был ниже, чем в группе с низким риском ожирения. Типы жиров, обнаруженных в крови, были более благоприятными, что означает меньшее количество жиров, вызывающих сердечно-сосудистые заболевания, в группе низкого риска ожирения по сравнению с группой высокого риска ожирения (рис. 2).
Профиль ожирения с низким риском, возможно, объясняется более здоровым образом жизни. Хотя наше исследование не позволило полностью исключить роль диеты, мы не обнаружили различий в потреблении общей энергии, жиров, белков, углеводов и алкоголя между людьми с ожирением низкого и высокого риска. В данном исследовании мы не измеряли уровень регулярной физической активности участников. Физическая активность полезна для регуляции метаболизма и может объяснить некоторые различия между двумя группами ожирения. Также различия между группами могут объясняться генетическими различиями. Хотя мы пока не понимаем, почему у некоторых людей с ожирением риск развития метаболических заболеваний не одинаков, вполне возможно, что у этих людей метаболические заболевания появятся в более поздние сроки. Это означает, что метаболические заболевания, связанные с ожирением, можно отсрочить или даже предотвратить, если мы будем знать биомаркеры, отражающие риск в более ранние сроки.
Заключение
Люди, страдающие ожирением, бывают разными: у одних развивается ожирение высокого риска, а другим везет больше. Наше исследование показало, что ожирение с низким риском характеризуется не только уровнем глюкозы и жиров в крови в пределах нормы, но и другими метаболическими маркерами, такими как более низкий уровень циркулирующих аминокислот и широкий спектр жиров. Это может означать, что некоторые биомаркеры могут в большей степени предсказывать риск развития метаболических заболеваний. Эти результаты могут помочь глубже понять суть ожирения и его осложнений, что в конечном итоге может улучшить профилактику и лечение ожирения и здоровья.
Благодарности
Данная работа была профинансирована Фондом исследований питания имени Трона Холста, Осло, Норвегия; Университетом Осло, Осло, Норвегия; компанией OsloMet, Осло, Норвегия; и компанией Mills DA, Осло, Норвегия. Мы благодарны всем участникам исследования, исследователям Ниме Вессельтофт-Рао и Ингунн Нарверуд, а также биоинженеру Эллен Рааэль за их вклад в настоящее исследование. Протокол исследования и план статистического анализа доступны по запросу на smulven@medisin.uio.no.
