Великий плюс або жирний мінус?

У кожного століття свої хвороби. Хвороба нашого часу — ожиріння. Щорічно скарбничка знань про нього поповнюється безліччю фактів, проте загальна картина, як і раніше, незрозуміла.

Епідемія

Про проблему ожиріння медики вперше заговорили в середині минулого століття, до цього їх більше цікавило недоїдання. У 1960-ті роки вони звернули увагу, що ожиріння часто поєднується з підвищеним рівнем тригліцеридів у крові, інсуліновою резистентністю, хронічним запаленням і гіпертонією. Цей букет отримав назву метаболічного синдрому. У хворих на метаболічний синдром зростає ризик розвитку серцево-судинних захворювань, раку, діабетів, остеоартриту, хронічної хвороби нирок і хвороби Альцгеймера. Прийнято вважати, що в основі всіх цих напастей — саме ожиріння («Хімія і життя» № 7, 2013, 28-31). І в міру того, як зростає поширеність метаболічного синдрому, ожиріння набуває характеру епідемії. Фахівці роблять такий висновок, спостерігаючи за зміною індексу маси тіла (ІМТ) — вага в кілограмах, поділена на квадрат росту в метрах. Розмірність часто опускають.

Хоча при діагностиці ожиріння враховують і інші показники, в тому числі обхват талії і окружність шиї, ІМТ залишається основним діагностичним критерієм. Прийнято вважати, що оптимальне значення ІМТ коливається в діапазоні від 18,5 до 25, значення від 25 до 29,9 свідчать про надмірну вагу, а при ІМТ більше 30 починається ожиріння. Однак вчені розуміють, що ІМТ — критерій хоча й зручний, але не абсолютний («Хімія і життя» № 1, 2014, 22-25). Перш за все, ІМТ росте з віком. Крім того, цей показник не дозволяє судити про зміст і розподіл жиру в організмі: при високому ІМТ жирова тканина може залягати під шкірою або накопичуватися в області живота, і друге призводить до більш серйозних біохімічних наслідків. У накачаних бодібілдерів, в яких, як прийнято говорити, ні грама жиру, хоча так не буває, ІМТ також великий. Крім підлоги, віку і розташування жирових відкладень, необхідно враховувати етнічну приналежність (Diabetes Care, 2011, 34, 1741-1748). Канадські дослідники майже 13 років реєстрували випадки захворювання на цукровий діабет другого типу у дорослого населення провінції Онтаріо. Проаналізувавши 60 тисяч випадків, вчені зазначили, що зі збільшенням ІМТ поширеність діабету зростає, однак у представників різних етнічних груп співвідношення ІМТ і захворюваності розрізняється (рис. 1). Для представників білої раси безпечні вищі значення ІМТ. Тим не менш ІМТ, рівний 25, як і раніше служить точкою відліку.

Ріс. 1. Вплив індексу маси тіла на захворюваність діабетом залежить від раси. Прямими показані частота захворювання у білих людей з ІМТ, рівним 30, і відповідні цій частоті ІМТ інших рас

Нещодавно міжнародна група дослідників систематизувала дані 1769 наукових публікацій, що містять відомості про зростання і вагу 19 244 жителів різних країн з 1980 по 2013 рік (Lancet, 2014, 384, 766-781). Виявилося, що за минулі тридцять років і три роки частка людей з ІМТ понад 25 зросла з 28,8 до 36,9% у чоловіків і з 29,8 до 38,0% у жінок. Кількість людей, які страждають зайвою вагою та ожирінням, збільшилася від 921 млн до 2,1 млрд, а загальна поширеність цієї недуги зросла на 27,5% для дорослих і на 47,1% для дітей.

Зростання ІМТ відбувалося в державах з різним рівнем економічного розвитку. У розвинених країнах двоє з трьох чоловіків старше 55 мають зайву вагу і кожен четвертий страждає ожирінням. У жінок пік поширеності настає ближче до 60 років, коли 31,3% мають ожиріння і 64,5% — зайву вагу або ожиріння. У країнах, що розвиваються, картина схожа, але піковий вік нижчий. Для жінок він настає в 55 років (14,4% ожиріння і зайвої ваги), для чоловіків — в 45 років (8,1%).

Поширеність ожиріння і супутні йому ризики для здоров’я — глобальна проблема. На жаль, помітних успіхів у боротьбі з нею досягти не вдалося. Правда, в розвинених країнах в 2006-2013 роках ситуація начебто стабілізувалася, проте в країнах, що розвиваються, де живе дві третини населення планети, епідемія наростає.

Чому це сталося з нами?

У середині минулого століття в світі сталася гастрономічна революція — страви почали готувати промисловим способом, залишалося їх тільки розігріти. Порції для залучення покупців зробили великими, а рецептуру змінили так, щоб виробництво стало вигідним. Як правило, такі продукти багаті жирами, глюкозою та іншими вуглеводами. Подібна дієта стимулює підвищену секрецію інсуліну, що порушує жировий обмін. Надлишок глюкози перетворюється на жир, який відкладається в адіпоцитах. Харчові уподобання формуються в ранньому дитинстві, і підприємства швидкого харчування цілеспрямовано заманюють до себе дітей і підлітків, спокушаючи їх іграшками та іншими радощами.

Революції харчування супроводжували зміни умов праці. Він став помітно легшим з фізичної точки зору, до того ж значна кількість людей працює тепер не на виробництві, а в офісі. Витрата калорій знизилася. Приблизно в цей час і почався тріумфальний марш ожиріння.

Проблема, однак, не зводиться до надмірного харчування і малої рухливості. На розвиток ожиріння впливають й інші фактори. Деякі сучасні продукти, які раніше вважалися корисними для здоров’я взагалі і зниження ваги зокрема, не виправдали надій. Один з них — фруктоза, яку активно використовують як замінник цукру («Хімія і життя» № 3, 2016). При розщепленні фруктози в організмі людини утворюється сечова кислота. Вона впливає на синтез деяких біологічно активних речовин, що виділяються адіпоцитами, і таким чином регулює метаболізм ліпідів, чутливість до інсуліну, імунну відповідь і деякі інші клінічні ознаки ожиріння і метаболічного синдрому. У тварин є фермент уриказу, який окисляє сечову кислоту до аллантоїну. У людей і людиноподібних мавп ген урикази відсутні, і перед фруктозою ми беззахисні.

Генетична схильність, як і слід було очікувати, відіграє в розвитку ожиріння не останню роль. Повний список генів, залучених до цього процесу, ще не складено. Є досить довгий перелік кандидатів. Особливий інтерес викликають гени, що спрямовують надлишки калорій в адіпоцити і допомагають таким чином уникнути відкладення жиру в печінці і м’язах; гени стійкості до лептину (гормону ситості) та інсуліну; послідовності, що регулюють його синтез, здатність клітин-попередників адіпоцитів до диференціювання, а також взаємодія господаря з кишковою мікрофлорою.

При висококалорійному харчуванні склад мікробіоти товстого кишечника змінюється. Як показали експерименти на мишах і обстеження добровольців різної комплекції, при ожирінні в ній істотно зростає відносна кількість бактерій, що відносяться до відділів Bacteroidetes і Firmicutes. Вони мають підвищену здатність витягувати енергію з їжі (Nature, 2006, 444, 1027-1131). Щоб викликати ожиріння, достатньо лише трохи збільшити ефективність енерговитягу, і протягом року вага тіла істотно зросте. Доказом ролі мікробіоти служать експерименти на безмікробних мишах. Якщо заселити їх товстий кишечник «мікрофлорою ожиріння», вони розтовстіють. Колонізація нормальною мікробіотою до таких наслідків не призводить. Згідно з іншою точкою зору, більш важливо не кількість видобутої енергії, а вплив, який речовини, що синтезуються кишковою мікрофлорою, роблять на метаболічні шляхи господаря (The Journal of Clinical Investigation, 2011, 121, 2126-2132). Роль інтерфейсу відіграють вкриті рецепторами клітини кишкового епітелію. Нормальна кишкова мікробіота, що процвітає на рослинних полісахаридах, виділяє коротколанцюжкові жирні кислоти та інші молекули, вони зв’язуються з цими рецепторами і регулюють певні метаболічні шляхи. При жирному харчуванні в кишечнику заводяться інші бактерії, які синтезують інші речовини, що зрушує обмін речовин у бік накопичення жиру.

Крім кишкової мікробіоти, ожирінню сприяють інфекції, в тому числі вірус собачої чумки (Canine distemper virus), віруси простого герпесу 1 і 2, аденовірус 36, збудник виразки шлунка бактерія Helicobacter pyloris (International Journal of Obesity, 2007, 31, 1350-1356). Ожиріння асоційовано з одноклітинним паразитом Toxoplasma gondii, який часто вражає любителів кішок: серед психічно здорових носіїв хворих на ожиріння виявилося вдвічі більше, ніж серед людей, не заражених токсоплазмою (Frontiers in Public Health, 2013). Яким чином та чи інша інфекція впливає на вагу, вчені поки не знають.

Циркадіанні розлади також можуть спровокувати біохімічні зміни, що супроводжують ожиріння, діабет і метаболічний синдром. Люди, які часто здійснюють перельоти в інші часові пояси, працюють в нічну зміну або просто ведуть активне нічне життя, знаходяться в групі ризику.

На ожиріння впливає і вік. Склад тіла з роками змінюється, це закономірний процес. У ньому стає більше жиру, особливо в області живота, а м’язова маса знижується. Так вийшло, що з усіх медичних статистик нам найдоступніше американська. У 2012 році поширеність метаболічного синдрому в США склала 34,8%, проте у чоловіків старше 60 років цей показник досяг 46,7%, а у жінок перевалив за 50% (Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care, 2016, 19, 5-11). Ожиріння стає віковою хворобою, а населення Землі старіє, згідно з прогнозами, до 2030 року на планеті житиме 8,3 млрд осіб, з них 13% старше 65 років. Це означає, що понад 600 млн літніх людей будуть страждати метаболічним синдромом, не кажучи вже про більш молодих пацієнтів.

Наскільки все погано?

Все перераховане вище могло б викликати відчуття безвиході, особливо після щільної вечері, але, на щастя, останнім часом дослідники виявляють переваги надмірної ваги, спочатку заслонені жахами метаболічного синдрому. Почнемо з того, що зв’язок між надлишком жиру і метаболічним синдромом не настільки прямолінійний. Жир служить депо для вільних жирних кислот, не дозволяючи їм накопичуватися в інших місцях. Найбільшою захисною функцією володіє підшкірна жирова тканина, що складається з багатьох дрібних клітин і пронизана кровоносними судинами. У такому оточенні адіпоцити гинуть рідко, тому рівень локального запалення невисокий. Розростання підшкірного жиру підвищує чутливість до інсуліну м’язів і печінки і затримує прояви метаболічного синдрому. І тільки коли адіпоцити більше не в змозі вміщати жирні кислоти, вони відкладаються в недозволених місцях — печінці, скелетних м’язах і м’язах серця, руйнують клітини, знижують їх чутливість до інсуліну і провокують запалення. Крім того, адіпоцити синтезують гормон лептин, який обмежує апетит. Таким чином, ожиріння не можна вважати безумовною патологією, швидше це нормальна фізіологічна реакція організму на надлишкове харчування.

Є люди, які внаслідок генетичного дефекту не мають адіпоцитів. Лептина у них теж немає, і вони дуже багато їдять. Ожиріння у них не розвивається, тому що жирним кислотам ніде відкладатися, а метаболічний синдром сильно розвинений. Його симптоми виявляються багато раніше, ніж у нормальних людей.

Близько десяти років тому клініцисти помітили, що люди з надмірною вагою частіше худорлявих виживають при важких ниркових розладах, інсультах, інфаркті, серцевій недостатності і цукровому діабеті другого типу, легше переносять хронічний стрес. Єдина умова — жир повинен бути розподілений рівномірно, а не накопичуватися в області живота. Цей феномен назвали «парадоксом ожиріння» («Хімія і життя» № 12, 2016, 28-31).

Щоправда, деякі дослідники заперечують цей парадокс і доводять, що навіть метаболічно здорове ожиріння може нашкодити. Французькі фахівці з Лікарні Поля Брусе понад 17 років спостерігали за 7122 людьми, 12% з яких страждали ожирінням. Ці люди захворювали серцево-судинними недугами і цукровим діабетом другого типу частіше, ніж учасники з нормальною вагою, причому захворюваність не залежала від їх метаболічного статусу (The European Heart Journal, 2015, 36, 551-559). А вчені Копенгагенського університету обстежили 71 527 осіб і виявили, що надмірна вага або ожиріння були факторами ризику для інфаркту міокарда незалежно від наявності метаболічного синдрому (JAMA Internal Medicine, 2014, 174, 15-22).

Незважаючи на ці заперечення, ідея про користь ожиріння продовжує набирати прихильників. Американські дослідники під керівництвом Джесссі Рота, професора Інституту медичних досліджень Фейнштейна, склали неабиякий список переваг, які дає надмірну вагу (див. таблицю). Крім того, існує негативна залежність між ожирінням і смертністю від декількох інфекційних і неінфекційних захворювань (Molecular Medicine, 2016, 22, 873-885).

У багатьох випадках ожиріння вигідне

Насамперед це туберкульоз. Як правило, він пов’язаний з різким зниженням маси тіла. Є кілька досліджень, проведених у різних країнах (Норвегія, Данія, США, Британія, Гонконг), які показують зворотний зв’язок між ІМТ і захворюваністю на туберкульоз. До винаходу ефективних ліків хворих намагалися відгодувати і прописували їм жирну дієту.

Інший приклад — пневмонія. Це гостра інфекція, до епохи антибіотиків нерідко смертельна. Спостереження, проведені в Японії, Іспанії та США, показали, що зростання ІМТ пов’язане зі сприятливим результатом хвороби, а низький ІМТ з важким її перебігом.

Надмірна вага допомагає пацієнтам з гострим сепсисом. Смертність від септичного шоку протягом 28 днів знижується на 2% при збільшенні ІМТ на одиницю. Однак генетична неоднорідність пацієнтів не дозволяє в даному випадку зробити однозначний висновок.

Це все були бактеріальні інфекції, а ось і паразитарна — американський трипаносомоз, або хвороба Шагаса. Її збудник, найпростіше Trypanosoma cruzi, передається через укус клопу. Це хронічна інфекція, поширена в Латинській Америці, призводить до поразки серця і внутрішніх органів. Десятирічне спостереження за пацієнтами з серцевою недостатністю, викликаною хворобою Шагаса, показує, що хворі з ожирінням живуть довше, незважаючи на перешкоди, які створює роботі серця зайва вага.

У хворих з ожирінням легше протікає гострий холецистит, менше ймовірність інфікування жовчних протоків. Високий ІМТ удвічі знижує частоту смертності від хірургічного перитоніту.

Крім клінічних спостережень, професор Рот з товариші провів лабораторні дослідження, які показали, що миші, яких тримали на жирній дієті, в два рази частіше виживали при зараженні T. cruzi, хоча у них і розвинулися ожиріння і метаболічний синдром. При хірургічному сепсисі жирна їжа збільшила виживаність тварин з 10 до 65%. Тільки відгодовувати їх треба заздалегідь, тому що інтенсивне харчування безпосередньо під час бактеріальної інфекції може зашкодити («Хімія і життя» № 11, 2016, 33-35). Що стосується вірусних інфекцій, деякі з них у хворих ожирінням протікають важче. Це насамперед підтип вірусу грипу А H1N1, що найчастіше викликає епідемії, а також гепатити В і С.

На думку дослідників, велика кількість лептину, який синтезують ожирілі тварини (і люди), стимулює імунну систему, що і допомагає пережити інфекцію (рис. 2). Люди і гризуни, які не синтезують лептин або не мають рецепторів до нього, надзвичайно хмурі і страждають на імунний дефіцит.

Рис, 2. З збільшенням маси тіла зростає рівень імунного захисту. Пунктирна лінія зі стрілкою вказує на умови, які послаблюють імунну відповідь нижче рівня, очікуваного для даного ІМТ

Серед медиків набирає популярності гіпотеза, згідно з якою і при інфекційних, і при неінфекційних захворюваннях організм виділяє схожі молекули, пов’язані з пошкодженням клітин. Ця спільність реакції може пояснити, чому ожиріння допомагає при недугах різної етіології.

Що було, що буде

Метаболічний синдром не виникає раптом, в середині життя, швидше це реалізація якоїсь еволюційної програми, причому досить стародавньої. Метаболічні синдроми мишей і щурів схожі один з одним і з синдромом людини, отже, цій програмі не менше 10 млн років, і вона життєво важлива, раз стільки протрималася. Питання — навіщо вона потрібна?

Одна версія виходить з уявлення про те, що ожиріння — результат невпевненого харчування і малої рухливості. Можливо, видалення з популяції малорухливих обжор після того, як вони виконають свою репродуктивну функцію, було корисно в епоху обмежених ресурсів.

Інша гіпотеза вважає метаболічний синдром наслідком фізіологічної можливості накопичити поживні речовини, щоб не загинути від голоду, коли їжі не буде. Багато тварин нагулюють жир перед зимовою сплячкою або довгою міграцією. Однак люди відрізняються від тварин тим, що мають постійний доступ до їжі, а у звірів за набором ваги слідує період голодування.

І нарешті, ожиріння (і навіть метаболічний синдром) забезпечує організму захист, необхідний у боротьбі з інфекційними захворюваннями.

Еволюційна теорія дозволяє зрозуміти, як можуть поєднуватися позитивна і негативна роль ожиріння. До середини ХХ століття основну загрозу для людства становили інфекції і травми. Запас жиру і пов’язана з ним активізація імунної системи збільшували шанси хворих на сприятливий результат. Та ж програма посилює репродуктивну здатність жінок і фізичну силу в обох статей. До середини життя це корисне ожиріння може перейти в метаболічний синдром, але репродуктивні завдання до того часу вже вирішені. Іншими словами, ожиріння, хоча і скорочує життя, дозволяє зробити його більш здоровим: допомагає чинити опір інфекціям і прискорює загоєння ран і переломів.

Тепер люди навчилися ефективно боротися з інфекціями і частіше вмирають від раку і серцево-судинних захворювань. Тривалість життя також зросла, і негативні наслідки ожиріння виступили на перший план, настільки, що медичне співтовариство стало несприйнятливим до його переваг.

Є дві діаметрально протилежні точки зору на ожиріння: одні вважають його особистим вибором лінивих, безвольних чревоугодників, інші — хронічним захворюванням, і медики все частіше схиляються до другої думки. У 2013 році ожиріння визнала хворобою Американська медична асоціація, велика і авторитетна професійна спільнота. Хоча це рішення і не має юридичної сили, воно докорінно змінює життя людей з надмірною вагою. Відтепер вони можуть не відчувати провини за свій стан і вимагати співчуття, а головне — лікування.

Відповідно, медики приймають на себе обов’язок шукати способи профілактики та лікування ожиріння, а це не просто. Начебто про причини ожиріння відомо вже досить багато, а позицій воно не здає. Деякі фахівці, в тому числі група Джессі Рота, сподіваються, що, оскільки ожиріння — багатофакторний процес, можна буде впливати тільки на його шкідливі параметри, не зачіпаючи тих, які створюють переваги їх власникам. Кошти для цього є, і прецеденти є. Медики, наприклад, досить успішно знижують тиск і вміст холестерину в крові. Однак лише 31% випадків коронарної хвороби серця і 8% випадків ризику інфаркту міокарда, пов’язаних з ожирінням, виникають у людей з високим тиском і рівнем холестерину. Терапія, спрямована на зниження цих показників, послаблює ризик розвитку захворювань серцево-судинної системи, але не дуже сильно. Тож надмірна вага і ожиріння самі по собі все-таки впливають на здоров’я.

Продовжуючи суперечки про шкоду і користь зайвої ваги, медики сходяться в одному: проблема ожиріння повинна стати пріоритетним завданням світової охорони здоров’я.