Зайва вага - повільний вбивця організама?

Жирова тканина (ЖТ) є динамічним і важливим ендокринним органом, який секретує гормони жирової тканини, такі як адіпокіни / ліпокіни, ендокринні фактори, позаклітинні везикули, ферменти, мРНК і мікроРНК, модулюючі енергетичний баланс, гомеостаз глюкози і ліпідів, відновлення тканин, гомеостаз, запальну і імунну відповідь. Зокрема, ЖT здатна секретувати різні клітинні сигнальні цитокіни, відомі як адіпокіни, які регулюють місцеве та системне запалення, а також енергетичний гомеостаз. Цікаво, що майже всі імунні клітини, такі як резидентні макрофаги, огрядні клітини, моноцити, дендритні клітини, природні клітини-кілери, В-клітини, Т-клітини, нейтрофіли і еозинофіли, були виявлені в ЖT.

Були ідентифіковані три основних типи жирової тканини: біла жирова тканина (WAT), коричнева жирова тканина (BAT) і бежева ( «британська») жирова тканина. WAT в першу чергу відповідає за накопичення енергії у вигляді тригліцеридів і вивільнення жирних кислот під час голодування; в основному він розташований в двох різних депо, таких як підшкірна жирова тканина або вісцеральна жирова тканина. Адипоцити вісцерального жиру, що оточує внутрішні органи, метаболічно більш активні, ніж адипоцити підшкірної жирової тканини, і, таким чином, сприяють ризику серцево-судинних захворювань. BAT (коричнева жирова тканина) грає ключову роль в термогенезі і в основному виявляється над ключицею і лопаткою у дорослих. Ожиріння призводить до дисфункції жирової тканини, яка механічно пов'язана з патогенезом інсулінорезистентності в печінці і скелетних м'язах.

Після їжі підвищена доставка глюкози в підшлункову залозу стимулює секрецію інсуліну, який діє на печінку, жирову тканину і скелетні м'язи. Основна дія інсуліну на печінку - придушення вироблення глюкози в печінці, в той час як інсулін збільшує поглинання глюкози скелетними м'язами і жировою тканиною. Інсулін додатково пригнічує ліполіз жирової тканини. При ожирінні зміни в адіпокінах, які продукуються і вивільняються з жирової тканини,  в поєднанні з підвищеним вмістом вільних жирних кислот, сприяють розвитку інсулінорезистентності в печінці і скелетних м'язах.

Відкриття того факту, що ожиріння зазвичай викликає слабке, але хронічне запалення в тканинах з класичним метаболізмом і за його межами, зробило революцію в уявленні про те, що ожиріння є строго метаболічним порушенням: ожиріння також слід розглядати як запальне захворювання з характеристиками, відмінними від класичного запалення, викликаного інфекцією. Запальна реакція при ожирінні спочатку виникає в результаті надмірного накопичення поживних речовин і порушення метаболічного гомеостазу. Це призводить до зміни кількості та виду різних молекул, які діють як ендогенні ліганди для активації імунних клітин.

Лептин, пептидний гормон, що секретується адипоцитами, знаходиться в прямій залежності від ожиріння, проникає через гематоенцефалічний бар'єр і активує свої рецептори в різних областях ЦНС, особливо в гіпоталамусі і стовбурі мозку. Лептин впливає на зниження апетиту і збільшення витрати енергії за рахунок збільшення активності ЦНС. Лептин, мабуть, найпотужніший гормональний регулятор енергетичного балансу організму. Дефіцит лептину або мутації з втратою функції рецептора лептину призводять до раннього розвитку хворобливого ожиріння у людей і експериментальних тварин. Лептин є потужним активатором клітин вродженого і адаптивного імунітету і сприяє секреції прозапальних цитокінів.

Адіпокіни, відомі своєю анорексичною дією, також регулює вегетативні, серцево-судинні і метаболічні функції, його зміст значно підвищено у пацієнтів з ожирінням. Адипонектин є іншим адіпокіном, який має протизапальну дію, проте рівень адипонектину знижується при ожирінні.

Ожиріння характеризується ремоделюванням жирової тканини і прозапальною зміною профілю адіпокінов. Виникающий  в результаті дисбаланс між прозапальними і протизапальними адіпокінами вважається ключем до того, що ожиріння є основним фактором ризику гострого пошкодження легкіх. Лептін, прозапальний адіпокін, що виробляється в основному білими адипоцитами, тісно пов'язаний з імунною системою, граючи регулюючу роль в активації Т-клітин і продукції цитокінів.

Проблеми, що виникають при ожирінні:

1. Окислювальний стрес.

Окислювальний стрес відіграє важливу роль у розвитку супутніх захворювань при ожирінні. Можливі фактори окисного стресу при ожирінні включають гіперглікемію, підвищений рівень ліпідів в тканинах, дефіцит вітамінів і мінералів, хронічне запалення, гіперлептинемія, підвищену м'язову активність для перенесення надмірної ваги, ендотеліальну дисфункцію, порушення функції мітохондрій.

Окислювальний стрес, викликаний ожирінням, викликає розвиток різних патологічних явищ, включаючи інсулінорезистентність і діабет, серцево-судинні ускладнення, порушення сну, астму, онкологічні проблеми, репродуктивну функцію, ревматологічний проблеми і печінкову недостатність.

2. Зміна імунної функції організму.

Жирова тканина багата рецепторами ангіотензинперетворюючого ферменту 2 (ACE2), які діють як порт входу SARS-CoV-2 в клітини людини. Більш висока кількість адипоцитів  може привести до більшого вірусного навантаженні і тривалої віремии.

Було показано, що ожиріння змінює імунну функцію і збільшує сприйнятливість до інфекції від різних патогенів. Підвищені циркулюючі прозапальні цитокіни, а також зниження рівня адипонектину можуть погіршити імунологічну відповідь на інфекцію. Це тягне за собою порушення структури лімфоїдної тканини і зрушення в популяціях лейкоцитів і запальних фенотипах.

Ожиріння пов'язане з прокоагулянтним профілем, який може грати роль в тромбоемболічних ускладненнях COVID-19.

3. Супутні захворювання.
  • Ожиріння пов'язане зі зниженням легеневої функції, включаючи зменшення резервного об'єму видиху і податливості дихальної системи, що може підвищити ризик ускладнень COVID-19.
  • Ожиріння і  жирова тканина пов'язані з супутними захворюваннями, такими як діабет 2 типу, гіпертонія, серцево-судинні і ниркові захворювання, які можуть погіршуватися під час COVID-19 і впливати на загальний стан здоров'я пацієнтів.
  • Ожиріння пов'язане з порушенням толерантності до глюкози, інсулінорезистентністю і підвищеним рівнем інсуліну в плазмі.
4. Ендотеліальна дисфункція судин.

Ендотелій регулює гомеостаз судин, підтримуючи тонкий баланс між секрецією вазодилататорів і вазоконстрикторів. Він виробляє ряд біоактивних медіаторів, які регулюють судинний тонус, контролюють проникність, модулюють проліферацію, регулюють міграцію гладком'язових клітин, зменшують міграцію лейкоцитів і регулюють адгезію і агрегацію тромбоцитів. Запалення, пов'язане з ожирінням, викликає дисбаланс між прозапальними / прокоагулянтними і протизапальними / антикоагулянтними станами ендотелію, таким чином, сприяє порушенню його гемостазу. Різні дослідження показують, що ендотеліальні дисфункції при ожирінні виникають в результаті хронічного і прогресуючого запального процесу.

У сукупності ожиріння порушує крихку рівновагу і сприяє розвитку ендотеліальної дисфункції сосудів. Зміни в цьому балансі привертають ендотелій судин до протромботичних і проатерогенних станів, що призводить до активації тромбоцитів, порушенню коагуляції і тромбозу, що згодом призводить до пошкодження і відмови життєво важливих органів.

5. Вплив ожиріння на респіраторні захворювання.

Вплив ожиріння на респіраторні захворювання спочатку можна віднести до двох патомеханізмів: механічного / фізіологічного і запального / метаболічного. Багато досліджень за останні десятиліття показують, що непропорційне збільшення ваги, що супроводжується відкладенням жиру на грудній стінці, черевної порожнини і верхніх дихальних шляхах, пов'язано зі зменшенням обсягу легких, обсягу форсованого видиху за 1 секунду, життєвої ємності легень, функціональної активності. Другий фактор знову пов'язаний з системним запаленням, викликаним ожирінням. Підвищений рівень адіпокіни, включаючи лептин, резистин і вісфатін; прозапальні цитокіни / хемокіни, і інші фактори, такі як вільні жирні кислоти і тріацілгліцеріни, підвищують вразливість легких до легеневого запалення.

Це позначається на збільшенні набору лейкоцитів, продукції цитокінів, проникності мікросудин, обструкції дихальних шляхів і пошкодження ендотеліальних клітин, викликаючи підвищений ризик деяких респіраторних системних захворювань.В поєднанні з системним запаленням, інсулінорезистентністю і окислювальним стресом жирова тканина, що оточує легеневу артерію, вносить свій внесок у патобіологію легеневої артеріальної гіпертензії, порушуючи структуру і функцію легенів. Ожиріння може поставити під загрозу рухливі вії епітеліальних клітин дихальних шляхів і порушити роботу мукоциліарних ескалаторів, що може утруднити позбавлення від вторгнення SARS-CoV-2.

Вплив мікронутрієнтів на ожиріння.

На сьогоднішній день існує багато нових досліджень про вплив мікронутрієнтів на ожиріння і метаболічний синдром в дослідженнях на тварин і людях.Одним з напрямків досліджень є виділення потенційних механізмів Омега-3 в зниженні маси тіла, поліпшенні складу тіла та протидію несприятливим метаболічним наслідкам ожиріння.

Існує кілька запропонованих механізмів, за допомогою яких Омега-3 можуть знижувати масу тіла і покращувати метаболічний профіль. До них відносяться зміни в експресії генів жирової тканини; зміни вивільнення адіпокінів;  придушення апетиту; зміни вуглеводного обміну; посилення окислення жирів; збільшення витрати енергії (можливо, за рахунок термогенеза); активація механізмів, що беруть участь в м'язовому анаболізмі; і, нарешті, вплив на епігенетику.

Кілька досліджень показали, що Омега-3 модулюють секрецію адіпокінів. Особи з ожирінням мають високий рівень лептину в плазмі, що свідчить про резистентність до лептину. І навпаки, втрата ваги призводить до паралельного зниження рівня лептину в плазмі. Зниження лептину може сприяти виникненню почуття голоду і зниження швидкості метаболізму і, в кінцевому підсумку, привести до відновлення ваги. Добавка Омега-3 послаблює зниження рівня лептину в крові, яке відбувається під час втрати ваги у повних жінок, що передбачає потенційно значну роль Омега-3 в підтримці втрати ваги.

Дослідження, проведені на клітинних культурах і на моделях тварин, показують, що   β-каротин, основний попередник вітаміну А і ретиноєвої кислоти, знижує ожиріння, сприяючи окисленню жирних кислот в адипоцитах і інших тканинах. Спостережні та інтервенційні дослідження підтверджують ці висновки і дають пояснення, згідно з яким споживання фруктів і овочів, багатих каротиноїдами провітаміну А, запобігають розвитку ожиріння.