W-8 Patofizjologia 29.11.2007

Otyłość- Zespół metaboliczny

Epidemiologia otyłości w Polsce

Otyłością i nadwagą jest dotknięte ponad 60% populacji w Polsce (wskaźnik ten szybko rośnie).

Nadwaga (BMI 25-29,9 kg/m2)

-kobiety 35,1%

-mężczyźni 45,2%

Otyłość ( BMI >30,0 kg/m2)

-kobiety 29%

-mężczyźni 22,4%

Poza chorobami nowotworowymi i degeneracyjnymi (miażdżyca, zmiany zwyrodnieniowe układu ruchu otyłość jest największym problemem społecznym i zdrowotnym ze względu na zmiany czynnościowe i anatomiczne powstałe w różnych narządach w jej wyniku.

1/3 - 1/5 dorosłej populacji europejskiej i amerykańskiej cierpi na nadwagę lub otyłość. W Polsce na otyłość lub nadwagę cierpi 70% społeczeństwa

Otyłość nie jest tylko prostym następstwem dodatniego bilansu energetycznego ale złożonym problemem biochemicznym, fizjologicznym i psychologicznym

Gospodarka energetyczna człowieka

• Energia zawarta w spożywanych pokarmach jest zużywana do:

• Utrzymania podstawowej przemiany materii

• Jest to energia potrzebna do utrzymania czynności wszystkich narządów u człowieka w stanie spoczynku, na czczo i w stanie czuwania. U 20-30 letniego mężczyzny wynosi ona 1kcal na 1,75 m² na minutę (1400-1500 kcal dziennie). U kobiet jest 5-10% niższa. Stanowi 50-75% dziennego wydatku energetycznego.

• Przekształcanie składników pokarmowych w substancje mogące ulegać dalszym przemianom

• Np. Glukoza zanim zostanie włączona do cyklu pentozowego lub Embdena-Meyerhofa musi ulec fosforylacji, a aminokwasy zanim utworzą białka ulegają aktywacji w obecności enzymów i ATP - procesy te wymagają nakładu energii (30% podstawowej przemiany materii dla przemian białek) - białka w dietach odchudzających

• Aktywność fizyczna - ilość energii wydatkowana na wysiłek fizyczny zależy od stopnia wytrenowania.

• marsz 5 km/godz. 5 kcal/min 300 kcal/godz.
  tenis stołowy,
  piłka siatkowa,
  gimnastyka
  tenis ziemny,
  badminton,

• taniec 7kcal/min. 420 kcal/godz.

• piłka koszykowa 9 kcal/min. 540 kcal/godz.

• piłka nożna, 10 kcal/min. 600 kcal/godz.
  pływanie,
  jazda na rowerze
  (20 km/godz.)

• bieg (10 km/godz.) > 11 kcal/min > 660 kcal/godz.
  

• Spalanie kalorii w ciągu 10 min.

-sen 14 kcal,

-stanie 16 kcal

-spacer 40 kcal

-taniec 48 kcal

-pływanie 56 kcal

-rower 124 kcal

-bieg (jogging) 125 kcal

-wchodzenie po schodach 202 kcal

• Wytwarzanie ciepła

• Utrzymanie stałej ciepłoty ciała pochłania znaczną część energii

• Wzrost organizmu i wytwarzanie zapasów energetycznych

• U ludzi dorosłych jest związane w okresie rekonwalescencji, po długotrwałych chorobach wyniszczających

Jeśli dostarczanie energii z pokarmem jest większe niż jej wydatkowanie na powyższe cele to jej nadmiar zostanie odłożony w postaci materiału zapasowego jakim jest tłuszcz. Rozwinie się otyłość

W warunkach fizjologicznych tłuszcz stanowi 15% masy ciała. U kobiet zawartość tłuszczów jest o 5-7% większa niż u mężczyzn.

O otyłości mówimy gdy tłuszcze stanowią więcej niż 25% masy ciała u mężczyzn i 30% u kobiet

Nie zawsze nie prawidłowa masa ciała oznacza nadwagę i odwrotnie

Nadmierne spożywanie pokarmów jest przyczyną nadwagi

• Łaknienie - jest regulowane stopniem wydatkowanej energii (a raczej powinna być !!!) i determinowane uczuciem głodu, sytości i apetytu.

• Ośrodek sytości - jądra brzuszno-przyśrodkowe podwzgórza

• Ośrodek głodu - jądra boczne podwzgórza

Regulacja łaknienia - czynniki pobudzające ośrodki głodu i sytości

• Różnica tętniczo-żylna w stężeniu glukozy we krwi przepływającej przez te ośrodki

• Stężenie wolnych kwasów tłuszczowych, aminokwasów we krwi

• Zmiany w wytwarzaniu ciepła związane ze swoiście dynamicznym działaniem pokarmów

lRegulacja łaknienia- sygnały dodatkowe z przewodu pokarmowego

Regulacja łaknienia- sygnały dodatkowe z przewodu pokarmowego

Przyczyny otyłości

• Przyczyn otyłości jest wiele. O niektórych dużo już wiemy, a niektóre nadal stanowią tajemnicę dla naukowców. Otyłość jest tak skomplikowanym zespołem zaburzeń, że trudno znaleźć dwie osoby, u których mechanizm powstawania wyglądałby tak samo.

• Ogólnie możemy podzielić otyłość na:

-pierwotną - czyli pokarmową, bilansową, prostą,

zewnątrzpochodną,

-wtórną - czyli objawową, wewnątrzpochodną.

Otyłość pierwotna

• Jest chorobą powstającą w wyniku współdziałania

wielu czynników m.in.: genetycznych, fizjologicznych, psychologicznych i środowiskowych.

• Stanowi 96% otyłości.

• Dochodzi do niej w warunkach dodatniego bilansu energetycznego w stosunku do potrzeb organizmu. Dowóz energii w postaci pokarmów jest zużytkowany:

-podstawowa przemiana materii ok. 60%

-aktywność fizyczna ok.15 - 20%

-termogenezę ok.20 - 30%

Nadmiar energii jest magazynowany w postaci tkanki tłuszczowej.

Otyłość wtórna

• Jest objawem chorób metabolicznych, chorób ośrodkowego układu nerwowego,

wad chromosomalnych lub farmakoterapii.

• Stanowi 4% otyłości.

Czynniki etiologiczne otyłości

• Czynniki genetyczne

Dziedziczne skłonności do gromadzenia nadmiernej ilości tkanki tłuszczowej dziedziczą się zgodnie z prawami Mendla, ale ekspresja genetyczna tej skłonności zależy od czynników środowiskowych.

• Czynniki psychiczne - jest efektem wpływu kory mózgowej na ośrodek sytości i głodu

• Rekompensata niepowodzeń życiowych, lęków, przewlekłego stresu poprzez jedzenie.

• Otyłość u chorych zażywających leki psychotropowe

• Otyłość u chorych z schizofrenią

• Czynniki neurogenne

• Uszkodzenie ośrodków sytości i łaknienia w podwzgórzu

• Stany zapalne (gruźlica), urazy (wylewy śródczaszkowe), guzy przysadki mogą być przyczyną wzmożonego łaknienia i wtórnej otyłości

• Czynniki hormonalne

• Insulina wspomaga lipogenezę (tworzenie triglicerydów), a więc stałe spożywanie nawet niewielkich ilości węglowodanów wytwarza stan hiperinsulinizmu i przekształcanie węglowodanów w tłuszcze. Podobnie działają glikokortykoidy, a hormony tarczycy odwrotnie. Otyłość okresu pokwitania i menopauzy

Leptyna

Leptyna „leptos”: 1994

-hormon o wielokierunkowym działaniu, którego rola polega na regulacji gospodarki energetycznej i hormonalnej

Leptyna „wolna” - kontroluje masę tkanki tłuszczowej

Leptyna związana ze swym rozpuszczalnym receptorem -kontroluje wydatkowanie energii

Powstaje ona głównie w tkance tłuszczowej, ale zdolność do jej syntezy posiadają także: komórki nabłonka żołądka, gruczołu piersiowego, mięśni szkieletowych, mózgu. Leptyna działa za pośrednictwem receptora znajdującego się na komórkach docelowych. Mutacje genów kodujących syntezę leptyny lub jej receptorów prowadzi do otyłości

Receptor dla leptyny u tych myszy różni się tylko jednym aminokwasem

Wrodzony brak leptyny

Pakistańsky kuzyni z nieoznaczalnym poziomem leptynyna skutek mutacji genu ob. Dzieci wykazywały nadmierne łaknienie, brak uczucia sytości. 8-letni chłopiec-86 kg, 2-letnia dziewczynka - 29 kg.

Dzieci przed i po leczeniu leptyną

lPoziom leptyny we krwi koreluje z masą tkanki tłuszczowej.

lU osób z otyłością występują wyższe stężenia leptyny niż u szczupłych co wskazuje na istnienie oporność tkanek na leptynę.

lNie jest jasne czy to oporność na leptynę wywołuje otyłość czy też otyłość indukuje oporności na leptynę.

W warunkach prawidłowego metabolizmu wysoki poziom leptyny wskazuje na wystarczające zapasy energii (tkanki tłuszczowej) a niski wskazuje na jej niedobór.

Receptory dla leptyny znadują się w mięśniach, jelitach ale przede wszystkim w podwzgórzu (część brzusznopośrodkowa). Leptyna wiążąc się z tym receptorem stymuluje syntezę neurotransmiterów i neuropeptydów, które regulują przyjmowanie pokarmów i masę ciał

Hamuje wydzielanie neuropeptydu Y (stymulator łaknienia uwalniany pod wpływem stresu, głodu) i zwiększa hamującego łaknienie amfetaminowego regulatora transkrypcyjnego (CART)

Nasila spalanie kwasów tłuszczowych w mięśniach

Wydzielanie leptyny stymuluje insulina. Towarzysząca otyłości hiperleptynemia prowadzić może do zmniejszenia wrażliwości receptorów dla leptyny na komórkach trzustki i do nadprodukcji insuliny (hiperinsulinizm).

Leptyna - działanie na podwzgórze

lNasila wydzielanie POMC (proopiomelanokortyna) , która hamuje łaknienie i jest prekursorem hormonu adrenokortykotropowego (ACTH) oraz melanotropowego (MSH).

Rola leptyny w patogenezie otyłości

a)Upośledzenie produkcji leptyny - brak leptyny w surowicy

b)Zmniejszenie syntezy i wydzielania leptyny w porównaniu do masy tkanki tłuszczowej - prawidłowe stężenie leptyny

c)Częściowa lub całkowita niewrażliwość tkanek na leptynę - wysokie stężenie leptyny

Tkanka tłuszczowa - tkanka aktywna biologicznie

Otyłość - związek z innymi schorzeniami

• - cukrzyca typu II - ok. 90 % osób otyłych,

• - nadciśnienie tętnicze-ponad 80% otyłych po 50r.ż.

• - hiperlipidemia-doprowadzająca do miażdżycy,

• - choroba wieńcowa-u otyłych ryzyko o 350% większe

• - niewydolność serca-u otyłych ryzyko 2x wyższe,

• - udar mózgu - związek z nadciśnieniem tętniczym,

• - nowotwory - jelito grube, pęcherzyk żółciowy,

• macica, jajnik, prostata.

• -kamica pęcherzyka żółciowego-6x częściej (otyłość)

• - dna moczanowa-u otyłych 2x częściej,

• żylaki kończyn dolnych-u otyłych 2x częściej,

• zaburzenia miesiączkowania-czynności jajników,

• zaburzenia oddychania - częściej zespół bezdechu lub hipowentylacji,

-powikłania ciąży - przedwczesny poród, wady cewy nerwowej, toksemii, umieralność okołoporodowa,

-nietolerancja stresu - wielokrotnie częściej depresja.

Otyłość-zaburzenia mięśniowo-szkieletowe

• U osób otyłych nadmierne obciążenie stawów doprowadza do:

- przeciążeniowych zespołów bólowych kręgosłupa, stawów kolanowych i skokowych.

Następnie pojawiają się przewlekłe stany zapalne tych stawów i wreszcie zmiany zwyrodnieniowe z przewlekłymi zespołami bólowymi.

Pomiary stosowane w ocenie otyłości

1.BMI-do oceny stopnia otyłości.

2.Badania antropometryczne :

-obwód pasa (ogólne rozeznanie o ryzyku wystąpienia

powikłań w otyłości),

-wskaźnik WHR czyli wskaźnik talia- biodra (typ otyłości).

3.Tomografia komputerowa i rezonans magnetyczny (pomiar tkanki tłuszczowej wewnątrzbrzusznej).

4.Inne to : metody biologicznej impedancji, pomiar przewodnictwa elektrycznego organizmu.

Ocena stopnia nadwagi

• Ilość nadmiernej tkanki tłuszczowej można określić dzięki wskaźnikowi masy ciała ( BMI ), oddającemu relacje pomiędzy masą ciała, a wzrostem.

masa ciała [kg]

BMI= ---------------------

wzrost [m2]

Typy otyłości - wskaźnik talia/biodra

W zależności od charakteru rozmieszczenia tkanki tłuszczowej wyróżniamy:

1.Otyłość typu „gruszka”/ udowo-pośladkowa , gynoidalna/.

2.Otyłość typu „jabłko”/brzuszna, wisceralna, androidalna, trzewna/.

Typy otyłości-”gruszka”

- występuje częściej u kobiet,

-tkanka tłuszczowa odkłada się głównie nad mięśniem trójgłowym ramienia, na pośladkach, w okolicy podkrętarzowej, na wzgórku łonowym i przedniej powierzchni uda,

Typy otyłości-”jabłko”

- występuje częściej u mężczyzn,

• tkanka tłuszczowa gromadzi się głównie wewnątrz jamy brzusznej, bocznych, powierzchni klatki piersiowej, na karku i podbródku.

• Stres (kortyzol), insulina hamują aktywność lipazy wisceralnej tkanki tłuszczowej co sprzyja odkładaniu tkanki tłuszczowej w pasie. Testosteron, hormon wzrostu prowadzą do ubytku tej tkanki.

- tłuszcz w otyłości brzusznej uważany jest za bardziej

niebezpieczny. Ze względu na znaczną aktywność zaburza metabolizm, niekorzystnie wpływa na profil lipidowy osocza, tolerancję glukozy, ciśnienie tętnicze i krzepnięcie krwi.

- Uwolnione z tłuszczu trzewnego WKT wędrują bezpośrednio do wątroby i są substratem do budowy VLDL, pośrednio LDL: hypertriglicerydemia, hypercholesterolemia. Tkanka tłuszczowa jest źródłem czynników o właściwościach prozapalnych oraz aktywuje układ renina-angiotensyna-aldosteron

ZESPÓŁ METABOLICZNY

3 czynniki spośród poniższych:

1. Obwód talii: mężczyźni > 102 cm

kobiety > 88 cm

2. Triglicerydy > 150 mg%

3. HDL: mężczyźni < 40 mg%

kobiety < 50mg%

4. Ciśnienie tętnicze * 130/85 mm Hg

5. Glikemia * 110 mg%

Spadek masy ciała o 10 kg:

• Lipidy: ↓ LDL o 15%,

• ↓ TG o 30%, ↑ HDL o 8%

• RR: ↓ RRs o 10 mm Hg,

• ↓ RRr o 20 mm Hg

• Cukrzyca: ↓ glikemii na czczo o 50%

• ↓ o 30% lipidy w adipocytach wewnątrzbrzusznych

Leczenie otyłości-aktywność fizyczna

• Sukces w leczeniu otyłości osiągamy wtedy gdy w z dietą stosujemy zwiększenie aktywności fizycznej.

• Tym bardziej, że na każde 10 kg zredukowanej masy ciała 7 kg to tkanka tłuszczowa a pozostałe 3 kg przypada na masę mięśniową. A im mniejsza masa mięśni, tym niższa podstawowa przemiana materii

• i zmniejszone zapotrzebowanie na energię.

• W konsekwencji coraz trudniej o dalszą redukcję masy ciała.

Leptyna i insulina w regulacji łaknienia i równowagi energetycznej

podwzgórze

Leptyna i insulina krążą we krwi w stężeniu proporcjonalnym do wielkości tkanki tłuszczowej i równowagi energetycznej

Proces trawienia pokarmów dostarcza dodatkowe sygnały do tyłomózgowia które po przetworzeniu regulują wielkość zjadanych porcji i równowagę energetyczną

• Hamują aktywność neuronów odpowiedzialnych za pobudzenie łaknienia i ograniczenie wydatkowania energii przez neuroprzekaźniki: neuropeptyd Y i białko aguti (AGRP)

• Aktywują neurony hamujące łaknienie i zwiększające wydatek energii (proopiomelanokortyna)-POMC, amfetaminowy regulator transkrypcyjny-CART)

Niskie stężenie leptyny i insuliny w mózgu w czasie utraty wagi stymuluje łaknienie i hamuje wydatkowanie energii oraz hamuje aktywność neuronów odpowiedzialnych za zahamowanie łaknienia i wydatkowanie energii (anoreksja, utrata wagi)

---