Энергетический обмен у человека
В организме человека ежедневные общие затраты энергии называются Суммарный обмен (СО), который можно представить как совокупность трех составляющих:
1. Основной обмен (ОО) – это энергия, необходимая для нормального функционирования клеток и органов после получения необходимых для этого веществ, в том числе, в покое (составляет почти 70% от СО).
2. Термический эффект пищи – это затраты энергии, связанные с перевариванием и всасыванием пищи, а также увеличение тонуса симпатической (периферической) нервной системы после приема пищи (около 10% от СО).
3. Затраты энергии, связанные с физической активностью – энергетическая емкость произвольной механической работы (гимнастика и обычная дневная активность), непроизвольная активность (например, эмоциональное напряжение), не-произвольные мышечные сокращения, а также поддержание позы тела (около 20% от СО).
Ожирение у любого человека возникает тогда, когда потребление энергии превышает ее затраты в течение длительного времени. Очень незначительное, но постоянное избыточное потребление энергии приводит к выраженному накоплению жировой ткани в организме. Так, употребление всего лишь 5% "лишних" калорий может способствовать накоплению около 5 кг жировой ткани в год. Если в течение 30 лет потребление превышает затраты всего на 8 ккал в день, это может привести к увеличению массы тела на 10 кг. Эти цифры отражают средний уровень увеличения веса в течение 30 лет (с 25 до 55 лет) у взрослых.
Если количество углеводов, поглощенных с пищей за один прием, больше того, которое может быть использовано мышцами и запасено в виде гликогена, то избыток углеводов превращается в жиры. Начальная последовательность реакций совпадает при этом с обычным окислительным путем, т. е. глюкоза ^ ацетил- КоА ^ жирные кислоты ^ нейтральные жиры – глицериды (триглицериды), депонирующиеся в жировых клетках в разных частях тела, но, прежде всего, в "сальнике" – жировой ткани между петлями кишок.
Когда создается ситуация нехватки углеводов для энергетических потребностей организма, нейтральные жиры выполняют эту функцию, подвергаясь гидролизу (распаду) и жирные кислоты поступают в кровь. Здесь они адсорбируются молекулами плазменных белков (альбуминов и глобулинов) и затем поглощаются клетками самых разных типов для энергетических нужд. Где накапливается и утилизируется жир Триглицериды жировой ткани являются основным резервным топливом в организме. У худощавых взрослых людей имеется до 35 млрд. адипоцитов – клеток жировой ткани, содержащих 0,4–0,6 мг триглицеридов, у людей, страдающих тяжелой формой ожирения, адипоцитов в 4 раза больше (125 млрд.), и каждый содержит вдвое больше жиров (0,8–1,2 мг триглицеридов). Высокая энергетическая плотность и гидрофобные свойства триглицеридов делают их в 5 раз более эффективным топливом на единицу массы, чем гликоген. Триглицериды при окислении выделяют 9,3 ккал/г энергии и упакованы в виде капель масла в жировых клетках, составляя до 85% от общей массы адипоцитов. Для сравнения, при окислении гликогена (животный крахмал) выделяется только 4,1 ккал/г энергии. Гликоген расположен внеклеточно в виде геля, содержащего примерно 2 г воды на каждый грамм гликогена. Таким образом, жировая ткань представляет собой образец эффективного консервирования мобильного топлива и обеспечивает выживание, и способность передвигаться в условиях отсутствия пищи. Фактически, продолжительность жизни в условиях голода зависит от количества жировой ткани в организме. Худой человек умирает примерно через 2 месяца голодания, теряя при этом в весе более 35% (около 25 кг). В то же время тучные люди, подвергавшиеся лечебному голоданию более года, не имели существенных неблагоприятных последствий. Существует свидетельство и более долгого голодания, когда мужчина весом 207 кг, употреблявший не содержавшую калорий жидкость, витамины и минералы, за 382 дня снизил свой вес на 61% (126 кг).
Огромное значение в предрасположенности к тому или иному заболеванию имеет изменчивость генов, ведущая к нарушению функции или количества белка, кодируемого данным геном. В частности, это касается изменчивости генов, вызывающих ожирение.
Генетическая предрасположенность к ожирению
Существуют несколько генных мутаций (изменений), которые могут вызывать ожирение. Эти мутации чаще всего способствуют также развитию сахарного диабета второго типа и других эндокринных заболеваний. Наиболее часто это связано с мутациями в генах, кодирующих белки сигнальной системы, ответственной за регуляцию количества энергии, запасаемой в виде жира в организме.
Начинается этот сигнальный путь с белка лептина, который вырабатывается жировой тканью. Причем, его количество пропорционально объему жировой ткани. Лептин активизирует через специфический рецептор (нервное окончание) в гипоталамусе (часть наиболее древней структуры мозга) и включает выработку меланокортина, который снижает потребление пищи человеком. Наличие мутаций практически в любом из генов этой цепочки ведет к развитию синдрома ожирения.
Ожирение у носителей всех вышеуказанных мутаций связано с перееданием. Люди просто не получают сигнала о достаточности накопления энергии в виде жира в жировых клетках. Но если мутация в самом гормоне лептина корректируется с помощью инъекций отсутствующего белка, то при наличии мутаций во всех остальных генах требуется коррекция потребления пищи всеми известными способами, в том числе, и с использованием оперативных методов.
Типы ожирения
У различных людей жировая ткань откладывается по-разному, поэтому выделяют три типа ожирения:
1. Андроидный (от греч. Andros – мужчина), или верхний тип ожирения характеризуется избыточным отложением жировой ткани в верхней части туловища, в верхней части живота – "форма яблока" или вокруг талии в виде "спасательного круга" (андроидное или андроидно-висцеральное – абдоминальное ожирение или распределение жировой ткани (абдоминальный – от лат. Abdomen – живот). Ожирение типа "яблоко" чаще встречается у мужчин и является наиболее опасным для здоровья. Именно при этом типе чаще развиваются такие заболевания, как сахарный диабет, артериальная гипертония, инфаркты и инсульты.
2. Бедренно-ягодичный (гиноидный от греч. Ginos – женщина) или нижний тип ожирения характеризуется развитием жировой ткани преимущественно в области ягодиц, бедер и в области бюста. Фигура по форме напоминает грушу. Ожирение типа "груши" часто встречается у женщин и, как правило, сопровождается развитием заболеваний позвоночника, тазобедренных и коленных суставов и вен нижних конечностей. Природа наделила женщин почти в 2 раза большим количеством жира, чем в организме мужчин, которые к тому же и худеют легче. Это связано прежде всего, с предназначением женщины – выносить и родить ребенка, и вскормить его грудью.
3. Смешанный, или промежуточный тип ожирения характеризуется равномерным распределением жира по всему телу.
В существующей до настоящего времени классификации ожирения по причине возникновения выделяют:
1. алиментарно-конституциональное,
2. гипоталамическое,
3. эндокринное,
4. ятрогенное.
Есть ли у Вас избыточный вес?
Прежде всего, нужно решить, нормальный у Вас вес или избыточный. Для этого необходимо рассчитать Ваш Индекс Массы Тела, сокращенно ИМТ.
Это очень просто сделать самим:
я. Измерьте и запишите Ваш вес в килограммах.
2. Измерьте и запишите Ваш рост в метрах.
3. Показатель Вашей массы тела в килограммах разделите на показатель Вашего роста в метрах, возведенный в квадрат.
Таким образом,
ИМТ=вес(кг)/ [рост(м)]
Например,
Ваш вес – 102 кг,
Рост – 1.68 м (168 см), следовательно,
Ваш ИМТ = 102: (1.68 х 1.68) = 36
Окружность талии. Если расчет индекса массы тела показался вам сложным, то можно использовать более простой показатель – Окружность Талии (ОТ). Ее измеряют под нижним краем ребер над пупком. Женщинам с ОТ менее 88 см и мужчинам с ОТ менее 102 см не о чем беспокоиться. Более высокие показатели – серьезный повод задуматься о своем здоровье.
Оцените степень риска для Вашего здоровья
В соответствии с полученным ИМТ можно оценить степень ожирения и риска развития сопутствующих заболеваний (сахарный диабет, атеросклероз, артериальная гипертония и ряд других, не менее серьезных болезней) по следующей таблице:
Классификация
ИМТ
Риск для здоровья
Что делать
Дефицит массы тела
Менее 18.5
Отсутствует
Норма
18.5 – 24.9
Отсутствует
Избыток массы тела
25.0 – 29.9
Повышенный
Рекомендуется снижение массы тела
Ожирение I
30.0 – 34.9
Высокий
Настоятельно ре-комендуется сни-жение массы тела
Ожирение II
35.0 – 39.9
Очень высокий
Ожирение III
Более 40
Чрезвычайно высокий
Необходимо не-медленное снижение массы тела
Обратите внимание: показатели ИМТ›30 свидетельствуют о наличии ожирения, представляющего серьезную угрозу здоровью. В этом случае Вам следует незамедлительно обратиться к врачу с целью разработки индивидуальной программы по снижению веса.
Осложнения ожирения
Ожирение является фактором риска возникновения серьезных осложнений, которые приводят к ухудшению качества жизни, значительному увеличению заболеваемости и к преждевременной смерти.
Заболевания желудочно-кишечного тракта:
1. Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь
2. Болезни желчного пузыря
3. Заболевание поджелудочной железы (панкреатит)
4. Болезни печени.
Болезни обмена веществ:
1. Метаболический синдром
2. Сахарный диабет 2 типа
3. Дислипидемия.
Сердечно-сосудистые заболевания:
1. Ишемическая болезнь сердца
2. Цереброваскулярные и тромбоэмболические осложнения
3. Артериальная гипертензия.
Болезни дыхательной системы:
1. Нарушение функции дыхания
2. Синдром гиповентиляции вследствие ожирения
3. Обструктивное апноэ во время сна.
Болезни костно-мышечной системы:
1. Подагра
2. Остеоартрит.
Другие:
1. Рак
2. Нарушения мочеполовой сферы
3. Заболевания нервной системы
4. Глазные болезни
5. Нарушения психики
6. Качество жизни.
Заболевания желудочно-кишечного тракта
Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ)
Заключается в развитии воспаления в нижней трети пищевода вследствие недостаточно плотного смыкания круговой мышцы (сфинктера), расположенной между пищеводом и желудком. Однако пока не ясно, действительно ли ожирение вызывает развитие рефлюкса или просто часто сочетается с ГЭРБ.
Болезни желчного пузыря
Ожирение является серьезным фактором риска возникновения заболеваний желчного пузыря, особенно у женщин. Риск появления камней в желчном пузыре увеличивается с ростом индекса массы тела (ИМТ). Данные исследования Nurses Health Study продемонстрировали, что женщины, страдающие ожирением (ИМТ › 30 кг/м), имеют вдвое больтттий риск (а женщины с тяжелой формой ожирения и ИМТ › 45 кг/м2 – в 7 раз больший риск) появления камней в желчном пузыре, по сравнению с худощавыми женщинами (ИМТ ‹ 24 кг/м). Ежегодная заболеваемость составляет 1% среди женщин с ИМТ › 30 кг/м и 2% среди женщин с ИМТ › 45 кг/м. У мужчин, страдающих ожирением, риск развития желчекаменной болезни ниже, чем у женщин.
Панкреатит
Хотя было бы логичным предположить, что пациенты, страдающие ожирением, имеют более высокий риск развития панкреатита в связи с наличием камней в желчном пузыре, изучению этого вопроса было посвящено лишь небольшое число исследований. Однако статистически достоверно установлено, что панкреатит любого происхождения у пациентов с ожирением имеет более плохой прогноз, чем у пациентов с нормальным весом. Большое число исследований свидетельствует о том, что у пациентов, имеющих лишний вес или ожирение, высок риск развития местных и общих осложнений панкреатита. Увеличен риск развития самой тяжелой стадии этого заболевания – панкреонекроза.
Болезни печени
Ожирение приводит к нарушению работы печени, что проявляется в увеличении ее размеров, увеличением биохимических печеночных показателей и изменениями на клеточном уровне (крупноячеистый стеатоз, жировой гепатоз, фиброз и цирроз).
Не до конца понятно, почему у людей, страдающих ожирением, развивается неалкогольное жировое перерождение печени. Существует гипотеза, что развитие данного заболевания связано с 2 и более повреждающими воздействиями на печень. В первую очередь, это стеатоз, причиной которого чаще всего является изменение липидного обмена вследствие ожирения, а именно, увеличение расщепления триглицеридов жировой ткани, что, в свою очередь, увеличивает поступление свободных жирных кислот в печень. Во-вторых, перекисное окисление липидов в печени и высвобождение цитокинов может оказывать прямое повреждающее действие на клетки печени и способствовать развитию воспаления и фиброза.
Болезни обмена веществ
Метаболический синдром
Метаболический синдром, также известный как синдром инсулинорезистентности или синдром Х, представляет собой совокупность обменных нарушений у лиц с определенным конституциональным типом. Метаболический синдром является фактором риска развития ишемической болезни сердца. Синдром включает следующие признаки: внутрибрюшное ожирение, инсулинорезистентность (увеличение уровня глюкозы и инсулина в крови натощак), сахарный диабет 2 типа, дислипидемия (повышенный уровень триглицеридов в крови, низкая концентрация в сыворотке крови липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), и артериальная гипертония.
Сахарный диабет 2 типа
Вероятно, увеличение распространения сахарного диабета 2 типа на 25% в мире за последние 20 лет связано со значительным распространением ожирения. Увеличение Индекса массы тела (ИМТ), абдоминальный (внутрибрюшной) тип накопления жировой ткани – серьезные факторы риска развития сахарного диабета 2 типа. Данные Национального института здоровья свидетельствуют, что более 2/3 мужчин и женщин в США, страдающих диабетом 2 типа, имеют ИМТ › 27 кг/м2. Более того, риск диабета возрастает линейно в зависимости от величины ИМТ. Среди людей, имеющих ИМТ 25,0–29,9 кг/м (избыточная масса тела), 30,022 34,9 кг/м (ожирение I степени) и › 35 кг/м (ожирение II/III степени), распространенность сахарного диабета 2 типа была 2%, 8% и 13%, соответственно.
Дислипидемия
Ожирение, особенно абдоминальное (внутрибрюшное), ассоциировано с повышением уровня триглицеридов, низкой концентрацией холестерина высокой плотности и увеличением концентрации холестерина низкой плотности, который является основным фактором, способствующим формированию атеросклероза. Большинство данных указывает на то, что при избыточной массе тела и ожирении увеличивается концентрация в сыворотке общего холестерина и холестерина низкой плотности.
Сердечно-сосудистые заболевания
Ишемическая болезнь сердца (ИБС)
Пациенты, страдающие преимущественно абдоминальной (внутрибрюшной) формой ожирения, и те, у кого отмечался рост массы тела в молодом возрасте, подвержены большему риску возникновения ишемической болезни сердца (ИБС). Риск ИБС начинает расти уже при "нормальном" индексе массы тела 22 (ИМТ) (23 кг/м у мужчин и 22 кг/м у женщин). А наличие абдоминального ожирения увеличивает риск ИБС при любом значении ИМТ.
Цереброваскулярные и тромбоэмболические осложнения
Как у женщин, так и у мужчин лишний вес и ожирение увеличивают риск возникновения ишемического инсульта. Риск развития инсульта (в том числе, и с летальным исходом) у больных ожирением прогрессивно растет с увеличением значений индекса массы тела (ИМТ) и почти в два раза выше, чем у худощавых людей. Ожирение, особенно абдоминальное, также увеличивает риск венозного застоя, тромбоза глубоких вен и тромбоэмболии (закупорки оторвавшимся тромбом) легочной артерии. Болезнь вен нижних конечностей может развиваться вследствие увеличения внутрибрюшного давления и патологии свертывающей системы крови, а также увеличения выброса медиаторов воспаления (биологически активных веществ, сопровождающих воспаление) при абдоминальном (внутрибрюшном) ожирении.
Артериальная гипертония (АГ)
Связь между значением индекса массы тела (ИМТ) и возникновением артериальной гипертонии была подтверждена в крупных эпидемиологических исследованиях. Данные этих исследований продемонстрировали, что распространенность АГ среди женщин и мужчин, страдающих ожирением, в 2,5 раза выше, чем у худых людей. Существенным фактором риска развития АГ также является абдоминальный (внутрибрюшной) тип ожирения.
Болезни дыхательной системы
Нарушение функции дыхания
У людей, страдающих ожирением, часто наблюдаются нарушение функции дыхания, синдром обусловленной ожирением гиповентиляции (недостаточного потока воздуха через легкие) и обструктивное апноэ (удушье) во время сна. Однако, пока не проводились эпидемиологические исследования, в которых были бы систематически проанализированы распространенность или природа возникновения болезней дыхательной системы у людей, страдающих ожирением. Ожирение, особенно абдоминальное (внутрибрюшное), может механически затруднять работу легких. Наличие избыточной жировой ткани в области грудной стенки или внутригрудном пространстве снижает возможность легких полностью расправляться, создает необходимость усиленного дыхания, приводит к рестрикции (уменьшается жизненная емкость легких, форсированная жизненная емкость и максимальная вентиляция), ухудшает вентиляцию легких, вплоть до возникновения ателектазов (безвоздушных участков).