Глобальна епідемія метаболічного синдрому

Мухаммед Г. Саклаєн

В.А. Медичний центр, Медичний факультет Державного університету імені Райта, 4100 West Third St, Дейтон, Огайо 45428 США

Анотація

Вступ

Завдяки успішному завоюванню багатьох старих інфекційних хвороб у світі неінфекційні хвороби (НИЗ) стали основною причиною захворюваності та смертності не тільки в розвинених країнах світу, але і в слаборозвинених країнах. Серед усіх цих НИЗ, метаболічний синдром був справжньою напастю у всьому світі.

Метаболічний синдром (MetS), також відомий у літературі як синдром X, резистентність до інсуліну тощо, насправді є не окремим захворюванням, а сукупністю факторів ризику серцево-судинних захворювань і був дещо інакше визначений різними організаціями. Три найпопулярніші визначення [1], що використовуються для опитувань та плану охорони здоров’я:

ВООЗ 1999:

Наявність резистентності до інсуліну або глюкози> 6,1 ммоль/л (110 мг/дл), 2 год глюкози> 7,8 ммоль (140 мг/дл) (потрібно) разом із будь-якими двома або більше з наступного:

Холестерин ЛПВЩ 1,7 ммоль/л (150 мг/дл)

Співвідношення талія/стегна> 0,9 (чоловіки) або> 0,85 (жінки) або ІМТ> 30 кг/м 2

Артеріальний тиск> 140/90 мм рт.ст.

NCEP (Національна освітня програма з холестерину) ATP3 2005:

Наявність будь-яких трьох або більше з наведеного нижче:

Глюкоза в крові більше 5,6 ммоль/л (100 мг/дл) або медикаментозне лікування підвищеного рівня глюкози в крові

Холестерин ЛПВЩ 1,7 ммоль/л (150 мг/дл) або медикаментозне лікування підвищеного рівня тригліцеридів

Талія> 102 см (чоловіки) або> 88 см (жінки)

Артеріальний тиск> 130/85 мм рт.ст. або медикаментозне лікування гіпертонії

IDF (Міжнародна федерація діабету) 2006:

Талія> 94 см (чоловіки) або> 80 см (жінки), а також наявність двох або більше з переліченого:

Глюкоза в крові більше 5,6 ммоль/л (100 мг/дл) або діагностований діабет

Холестерин ЛПВЩ 1,7 ммоль/л (150 мг/дл) або медикаментозне лікування підвищеного рівня тригліцеридів

Артеріальний тиск> 130/85 мм рт.ст. або медикаментозне лікування гіпертонії

Примітка: визначення NCEP та IDF дуже схожі, за винятком параметра талії 102 проти 94 см у чоловіків та 88 проти 80 см у жінок.

Інші організації, такі як Американська асоціація клінічних ендокринологів (AACE) 2003 та Європейська група з вивчення резистентності до інсуліну (EGIR), використовували дещо інші визначення, але вони не так часто використовуються.

Захворюваність та поширеність метаболічного синдрому

Частота метаболічного синдрому часто паралельна захворюваності на ожиріння та захворюваності на діабет 2 типу (один із результатів MetS). За даними NHNES, протягом 1988–2010 рр. Середній ІМТ у США збільшувався на 0,37% на рік як у чоловіків, так і у жінок, а окружність талії (WC) зростала на 0,37 та 0,27% на рік у жінок відповідно. Згідно з даними CDC, опублікованими у 2017 році, близько 30,2 мільйона дорослих у віці 18 років або старше або 12,2% дорослих у США мали діабет 2 типу (T2DM). Чверть цих людей (23,8%) не знали про наявність діабету. Захворюваність на Т2ДМ зростала з віком, досягаючи 25,2% серед американців похилого віку (65 років і старше). Поширеність переддіабету або MetS була приблизно втричі більше. Отже, близько третини дорослих американців мають метаболічний синдром [2].

Захворюваність на СД2 була ще вищою серед певних етнічних груп - 15% серед американських індіанців, але нижча серед китайських американців - 4,3%. Американці Південної Азії мали дуже високу поширеність метаболічного синдрому разом із більшою частотою абдомінального ожиріння [3].

У Китаї між 1992 та 2002 рр. Поширеність надмірної ваги та ожиріння зросла з 14,6 до 21,8% - на основі критерію ВООЗ. Використовуючи китайське визначення ожиріння, з нижчим рівнем ІМТ, збільшення становило з 20 до 29%. Захворюваність на MetS зросла з 8 до 10,6% у міській місцевості та 4,9 до 5,3% у сільській місцевості. Припускаючи однакові темпи зростання, поширеність MetS у Китаї у 2017 р. Становила б близько 15,5% [4].

За даними глобального опитування ожиріння в 195 країнах, проведеного в 2015 році, 604 мільйони дорослих та 108 мільйонів дітей страждали ожирінням. З 1980 р. Поширеність ожиріння подвоїлася в 73 країнах і зросла в більшості інших країн. Ще більше занепокоєння викликало те, що темпи зростання були ще вищими при ожирінні серед дітей [5].

Згідно з цим опитуванням ожиріння вже не є хворобою достатку. Найвищий приріст поширеності ожиріння серед молодих чоловіків (25–29 років) відбувся в країнах з низьким соціально-економічним індексом (ІСН). За останні три десятиліття поширеність зросла з 1,1% у 1980 р. До 3,85 у 2015 р. У період між 1990 та 2015 рр. Загальна смертність від високого ІМТ зросла на 28,3%. Ожиріння також сприяло 120 мільйонам років життя з урахуванням інвалідності. Найвищий відсоток змін у стандартизованих за віком смертності, пов’язаних із ІМТ, та років життя, скоригованих з урахуванням інвалідності, стався в Бангладеш - одній з найбідніших країн та країні, звідки походить даний автор. З іншого боку, стандартизована за віком захворюваність та смертність, пов’язані з ІМТ, зменшилась у Туреччині відповідно на 37,2 та 43,7%.

Однак ожиріння не завжди є синонімом MetS. Існують так звані метаболічно здорові ожиріння (МОЗ), які мають високий рівень чутливості до інсуліну, не мають гіпертонії та гіперліпідемії та інших особливостей MetS. Епідеміологічне опитування свідчить про те, що MHO може становити значний відсоток ожиріння [6]. Згідно з дослідженням CoLaus - єдиним центром поперечного перерізу, що включав випадкову вибірку з 6188 екстенсивно фенотипованих осіб кавказького віку у віці 35–70 років, які проживають у Лозанні, Швейцарія - поширеність надмірної ваги, ожиріння, гіпертонії, гіперліпідемії, діабету та мікроальбумінурії була 36,6, 15,7, 36,7, 34,2, 6,6 та 6,3% відповідно, і в цій популяції (на відміну від Близького Сходу) у всіх категоріях поширеність була вищою серед чоловіків, ніж серед жінок. Поширеність зростала з віком, що вірно для всіх інших досліджень серед населення [7].

Згідно з атласом діабету IDF [8], станом на 2015 рік поширеність діабету в світі становить 8,8% (415 м), і до 2040 р., Як очікується, зросте до 10,4% (642 м). (11,5%). Більше половини всіх хворих на цукровий діабет жили в Південно-Східній Азії та Західному Тихоокеанському регіоні. Поширеність все ще є відносно низькою в регіоні Африки. Але протягом наступних 25 років деякі з найвищих темпів зростання діабету очікуються в країнах Африки на південь від Сахари та Близького Сходу/Північної Африки (141 та 104% відповідно).

Ми не маємо подібних глобальних даних про метаболічний синдром - що важче виміряти, але оскільки MetS є приблизно втричі частішим за діабет, загальна поширеність може оцінюватись приблизно в одну чверть світового населення. Іншими словами, понад мільярд людей у світі зараз страждають від метаболічного синдрому.

Оцінки поширеності варіюються залежно від критеріїв, що використовуються для визначення MetS. Наприклад, національне опитування в Ірані в 2007 році показало, що поширеність MetS становила близько 34,7% на основі критеріїв ATP III, 37,4% на основі визначення IDF та 41,6% на основі критеріїв ATP III/AHA/NHLBI. В іншій країні Близького Сходу, Тунісі, поширеність становила 45,5% на основі критеріїв IDF, але 24,3% на основі критеріїв ATP III. Але в усіх країнах Близького Сходу поширеність була набагато вищою серед жінок, ніж серед чоловіків [9].

Біологія метаболічного синдрому

Протягом останніх трьох десятиліть, коли поширеність MetS зростала, наше розуміння біології хвороби також зросло. Всі жири більше не вважаються однаковими. Адипоцити зараз класифікуються як білі адипоцити, коричневі і бежеві. Адипоцити коричневого та бежевого кольорів морфологічно та функціонально відрізняються від білих адипоцитів. Ці клітини мають більше мітохондрій у цитоплазмі, збагачені більшою кількістю роз’єднуючого білка 1 (UCP1) і здатні виробляти більше термогенезу [10].

Замість того, щоб бути інертним сховищем енергії, адипоцити тепер відомі як метаболічно активні, виділяючи понад десяток гормонів, що впливають на апетит, насичення та енергетичний обмін організму. Хоча перший відомий гормон адипоцитів лептин пригнічує апетит, а генетична відсутність якого спричиняє масивне ожиріння, інші гормони, такі як адипонектин, мають прямо протилежний ефект [11]. Адипонектин підвищує чутливість до інсуліну, а також виживання та функціональність бета-клітин підшлункової залози. Надмірна експресія адипонектину мала глибокий позитивний вплив на жирову тканину, наприклад, збільшення мітохондріальної щільності, зменшення розміру адипоцитів та транскрипційне регулювання факторів, пов'язаних з ефективною етерифікацією вільних жирних кислот. Нещодавно було встановлено, що адипонектин захищає від метаболічного синдрому на моделі миші з полікістозом яєчників [12].

Макрофаги, що мешкають у жировій тканині, є головним гравцем в енергетичному обміні. Прозапальні (М1) макрофаги сприяють стеатозу печінки та адипогенезу, тоді як протизапальні макрофаги (М2) роблять навпаки. Обмежений макрофагами дефіцит транскрипційного регулятора метил-CpG-зв’язуючого білка 2 (MECP2) також викликав стеатоз печінки та фенотип ожиріння на моделі мишей [13].

В недавньому дослідженні Chug et al. повідомляли, що затримка макрофагів M1 в жировій тканині опосередковується інтеграном альфабета1. Процес також залежить від експресії VCAM1, який кодує молекули адгезії судинних клітин - зустрічний рецептор альфа-бета1 інтегріну. Утримання та активація макрофагів M1 у жировій тканині пригнічують експресію адипоцитів UCP1 та бежеві адипоцити. Роль інтеграну альфабета1 у ожирінні особливо важлива, оскільки вже існує схвалений FDA препарат Наталізумаб, моноклональне антитіло, яке блокує цей інтегрин, що використовується при лікуванні розсіяного склерозу.

Стрес ендоплазматичної сітки (ER) - ще один важливий фактор патогенезу метаболічного синдрому. На експериментах з мишами Shan et al. показали, що стрес, спричинений дієтою з високим вмістом жиру (HFD), залежить від активності ферменту 1 альфа (IRE1alpha), що потребує інозиту. Дефіцит IRE1alpha запобігав ожирінню, резистентності до інсуліну та стеатозу печінки, спричиненому HFD. IRE1alpha також пригнічує макрофаги M2 в жировій тканині [14].

Однією з фенотипових особливостей MHO є їх міцна скелетна побудова. Основна фізіологія цього тепер краще зрозуміла. Похідний з остеобластів гормон ліпокалін2 (LCN2) підтримує гомеостаз глюкози, викликаючи секрецію інсуліну та чутливість до інсуліну. LCN2 також інгібує прийом їжі, пригнічуючи рецептор меланокортину 4 (MC4R) у паравентрикулярних та вентромедіальних нейронах гіпоталамуса і активує MC4R-залежний анорексигенний шлях [15].

Гормони щитовидної залози поряд з бета-адренергічними гормонами є добре відомими факторами, що регулюють енергетичний обмін. Мяо та ін. нещодавно описано взаємодію гормонів щитовидної залози та рецептора х печінки (LXR), який служить репресором UCP1 у класичних коричневих адипоцитах. Виснаження LXR у мишей активує тиреотропний гормон (ТТГ) -вивільняючий гормон (ТРГ) -позитивні нейрони в гіпоталамусі та стимулює ТТГ з гіпофіза, що призводить до збільшення секреції гормону щитовидної залози. Крім того, зниження експресії перинатальної дейодинази 2 у гепатоцитах значно знижує сприйнятливість до дієтогенного стеатозу та ожиріння [16].

Зараз мікробіом кишечника став важливою складовою людської біології для здоров’я та хвороб. Здоровий мікробіом запобігає багатьом серцево-судинним захворюванням, а також MeTS/діабету. Еверард та ін. виділив один специфічний кишковий мікроб Akkermansia muciniphila, муцинодеградуючу бактерію, яка знаходиться в шарі слизу епітелію кишечника. Годування мишей пербіотиком (олігофруктозою) нормалізувало чисельність A. muciniphila (збільшилось у 100 разів) та коригувало метаболічний синдром у мишей із ожирінням. Введення A. muciniphila підвищувало рівень кишкових ендоканабіноїдів, які контролюють запалення, кишковий бар’єр та секрецію пептидів кишечника. Зараз ця група повідомила, що використання мембранного білка з A. muciniphila покращує метаболічний синдром у мишей [17, 18].

На додаток до цього, інші біологічні механізми MetS, нещодавно виявлені, мають потенційні терапевтичні наслідки. Копець та ін. показали, що тромбін сприяє ожирінню, спричиненому дієтою, через запалення, спричинене фібрином, і що лікування препаратом інгібітором тромбіну дабігатраном, який уже використовується для лікування ТГВ, обмежує ожиріння, спричинене ВЧР, та MetS [19]. Материнські добавки вітаміну D у мишей знижували MetS у потомства [20]. Нещодавно Кокс та ін. Повідомили про спеціально розроблений агоніст PPARdelta, який при застосуванні у мишей зменшував метаболічний синдром [21 •].

У всіх епідеміологічних дослідженнях поширеність MetS зростає з віком. Це не дивно, оскільки існує багато спільних рис біохімічних змін процесу старіння та метаболічного синдрому/діабету [22].

Генетика та епігенетика ожиріння/MetS

Хоча є деякі відомі гени, пов'язані з ожирінням та MetS, епідемічний ріст хвороби за короткий період робить генетичну схильність другорядним компонентом. Дослідження асоціації, проведене у цілому за геномом, та мета-аналіз ІМТ, проведений 339 224 особами, виявили 97 локусів, пов’язаних з ІМТ, 56 з яких були новими. Припадає 97 локусів

2,7% варіацій ІМТ та загальних варіацій становили> 20% варіацій ІМТ [23].

Однак, здається, епігенетика відіграє більшу роль у просуванні MetS. Парентеральне ожиріння може спричинити ожиріння у нащадків через епігенетичні зміни сперматозоїдів або ооцитів, або частіше у внутрішньоутробному середовищі. Діти, народжені від ожиріння матері або батька, які перенесли баріатричну операцію до зачаття дітей, менш схильні до ожиріння/МетС, ніж діти, народжені до баріатричної хірургії [24].

Епідеміологічні дослідження показали сильний зв'язок між внутрішньоутробним харчуванням, схемами постнатального харчування, зростанням та метаболічним синдромом у дорослих. Матері, які зазнали голландського голодомору 1944/45 рр. Протягом перших двох триместрів вагітності, мали дітей з низькою вагою при народженні, але ці діти мали більшу частоту ожиріння у дорослому житті. Немовлята ЛЖВ, у яких швидко зростали темпи зростання, мали найвищий ризик розвитку ожиріння та МетС у дорослому житті. Подібне явище спостерігалося в Китаї після голоду в 1959–1961 роках. Механічно це явище відбувається, здається, через зменшення метилювання ДНК імпринтованого гена IGF2 у потомства та гіперметилювання двох генів, пов’язаних із ожирінням - лептину та ФНП. У моделях недоїдання або перевитрати харчування матері та особливостей харчування у новонароджених були виявлені епігенетичні зміни, які впливали на фактори росту, адипогенез, контроль апетиту та гомеостаз глюкози у нащадків [25]. Це явище викликає особливе занепокоєння та високий рівень ожиріння та МетС у нових країнах, що розвиваються, можна пояснити цим механізмом.

Профілактика

Вправа

Фізична активність (ПА) та фізичні вправи є ключовими компонентами енергетичних витрат та енергетичного балансу. Але користь фізичних вправ для запобігання метаболічному синдрому перевищує безпосередню користь витрат калорій [26]. При хронічних фізичних навантаженнях або підвищеному ПА відбуваються структурні зміни в м’язах, збільшення кількості мітохондрій у клітковині, секреція метаболічно корисного гормону, такого як Іризин, із зворотною стійкістю до м’язового інсуліну та зменшення постпрандіального печінкового ліпогенезу [27].

Однак, згідно з даними NHANES протягом періоду 1988 та 2010 років, коли середній ІМТ та WC збільшувались у дорослих американців, частка дорослих, які не повідомляли про фізичну активність вапна для відпочинку (LTPA), зросла з 19,1 до 51,7% у жінок та з 11,4 до 43,5% у чоловіків. Згідно з цим дослідженням, середнє споживання калорій протягом цього часу не змінювалось, і тенденції ІМТ та WC були пов’язані з рівнем LTPA, а не споживанням калорій [28].

Згідно з останніми даними CDC, 40,8% дорослих в США були фізично неактивними (визначено як Alberti KG, Eckel RH, Grundy SM, Zimmet PZ, Cleeman JI, Donato KA, Fruchart JC, James WP, Loria CM, Smith SC, Jr. Робоча група Міжнародної федерації діабету з питань епідеміології та профілактики, Національний інститут серця, легенів та крові, Американська асоціація серця, Всесвітня федерація серця, Міжнародне товариство атеросклерозу, Міжнародна асоціація з вивчення ожиріння, що гармонізує метаболічний синдром: спільна проміжна заява Міжнародної Робоча група з питань епідеміології та профілактики діабету; Національний інститут серця, легенів та крові; Американська асоціація серця; Всесвітня федерація серця; Міжнародне товариство атеросклерозу; Міжнародна асоціація з вивчення ожиріння. Тираж. 2009; 120 (16): 1640– 1645. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.192644. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]