Читаю про жир. Смахнула всё - нужное, ненужное... ненужного немного. Статьи переводные. Кстати, здесь тоже говорится о возможности гиперплазии жировой ткани при ожирении (синим выделено).
_________________________________________________________________ Жировая ткань
Organs and Tissues, 111-125 Жировая ткань обладает многими функциями, включая механическую защиту (ягодицы и пространство вокруг некоторых внутренних органов) и терморегуляцию, но ее основной ролью является участие в метаболизме, а именно запас химической энергии в форме триацилглицеридов и высвобождение ее в форме неэтерифицированных жирных кислот, когда это необходимо другим тканям. Исследования. проводимые в последние годы, вызвали взрыв интереса к жировой ткани как эндокринному органу, а не только участнику обмена веществ. Сегодня известно, что жировая ткань секретирует множество веществ, некоторые из которых являются истинными гормонами, другие играют роль местных регуляторов.
В жировой ткани имеется несколько типов клеток. Мы рассмотрим более подробно клетки, запасающие жир, - адипоциты. Другие клетки включают в себя преадипоциты (небольшие клетки, которые могут дифференцироваться в зрелые адипоциты при необходимости запасти лишнее количество жира), эндотелиальные клетки (выстилка кровеносных сосудов) и макрофаги. Некоторые из этих клеток, не относящихся к адипоцитам, играют роль в секреторной активности ткани.
Белая и бурая жировая ткань
Существует два типа жировой ткани, отличающиеся по своим основным характеристикам, микроскопическим и метаболическим особенностям – бурая и белая жировая ткань (рис. 4.13). Бурая жировая ткань обязана своим цветом присутствию большого количества митихондрий в цитоплазме. Под микроскопом отличия между тканями видны в особенностях запасания триацилглицеридов. В адипоцитах бурого жира запасенные липиды присутствуют в виде множества мелких капель, в адипоцитах белого жира – в виде единой капли, обычно заполняющей собой всю клетку; цитоплазма, митохондрии и ядро смещены к периферии и сжаты в тонкий ободок. Обе ткани накапливают триацилглицериды и могут высвобождать жирные кислоты. Различия заключаются в том, что бурая жировая ткань обладает гораздо бОльшей окислительной способностью и может окислять гораздо больше жирных кислот после высвобождения.
Бурая жировая ткань и концепция разобщения
Бурая жировая ткань обладает уникальными метаболическими свойствами. Как большинство других тканей, она способна окислять субстраты в своих митохондриях посредством цикла трикарбоновых кислот, в отличие от других тканей, этот процесс отделен от образования АТФ при стимуляции ткани симпатической нервной системой (рис. 14.4).
Во всех тканях, содержащих митохондрии, электронная транспортная цепь переносит протоны на наружную сторону внутренней мембраны, создавая протонный градиент между двумя сторонами внутренней мембраны митохондрий. Это способ временного запасания энергии, выделяющейся при окислении субстрата. Протонный градиент снижается за счет пассивного транспорта протонов обратно в матрикс через ферментный комплекс АТФ-синтазы, что приводит к образованию АТФ из АДФ и неорганического фосфата. В митохондриях бурой жировой ткани этот процесс разделен специфическим разобщающим протеином (UCP, более известнен как термогенин), за счет которого протонный градиент снижается без синтеза АТФ – при этом энергия, высвобождающаяся при окислении субстрата, переходит в тепло, а также возвращение свободных протонов в матрикс повышает высвобождение жирных кислот из запасенных триацилглицеридов и увеличивает их уровень в оттекающей от ткани крови. Бурая жировая ткань очень хорошо кровоснабжается.
Бурая жировая ткань важна у животных, которым периодически необходима продукция тепла, например млекопитающим, впадающим в спячку. Во время зимней спячки температура тела и скорость метаболизма падают, сохраняя запасы пищи. Пробуждение от спячки осуществляется генерацией тепла бурой жировой тканью. Крупные взрослые млекопитающие, в том числе люди, обычно не имеют проблем с производством тепла, поскольку отношение массы тела (генерирующей тепло) к площади его поверхности (теряющей тепло) приводит к выработке лишнего тепла, поэтому у взрослых людей наоборот развиваются механизмы предохранения от перегревания – потоотделение, расширение капилляров кожи. Нет данных о том, что у взрослых людей имеется достаточное количество бурой жировой ткани. Напротив, у детей соотношение мыссы к площади поверхности совсем другое и им необходимы дополнительные механизмы теплопродукции, у новорожденных бурый жир играет важную роль. Затем он исчезает в процессе развития. Имеются противоречивые сведения о том, может ли он регенерировать и возобновить свою работу у взрослых, или же белая жировая ткань не может превратиться в бурую.
Процесс разобщения приводит к потере метаболической энергии, высвобождающейся при окислении триацилглицеридов, т.о. генерализованная стимуляция этого процесса рассматривается как прекрасный способ регуляции массы тела. Этот интерес привел в 1997 г к открытию белка, сходного с UCP бурой жировой ткани. UCP был переименован в UCP1, а новый белок назван UCP2. Этот белок экспрессируется многими видами тканей, не только бурым жиром. Существует семейство сходных протеинов:
UCP1 (термогенин) – бурая жировая ткань. Продукция тепла
UCP2 – широко распространен
UCP3 - в основном, скелетные мышцы. Вместе с предыдущим, уровень этого белка повышается во время голодания.
UCP4 – головной мозг. Функция неизвестна.
Существуют также разобщающие протеины растений, функция которых заключается в согревании тканей перед прорастанием семян.
Новые варианты белков могут индуцировать разобщение, но их истинная роль заключается в транспортировке жирных кислов (в виде их ионизированных форм) из митохондриального матрикса на наружную сторону внутренней мембраны. Внутри матрикса жирные кислоты накапливаются, когда их окисление повышено (голодание) – это является стимулирующим стимулом для механизма, экспортирующего их наружу. Транспорт жирных кислот наружу эквивалентен транспорту протонов внутрь (рис. 4.14), т.о. разобщение регулируется за счет обратной связи.
Метаболизм белой жировой ткани
У взрослых людей жировая ткань вся относится к типу белой. Ее основная метаболическая роль заключается в контролировании процесса запасания и высвобождения жира, запасания в форме триацилглицеидов и высвобождения в виде неэтерифицированных жирных кислот. Жировую ткань иногда описывают как метаболически инертную. Это справедливо только в одном ограниченном значении слова: она потребляет мало кислорода. Но транспор жирных кислот внутрь и наружу из белой жировой ткани предсавляет собой большую часть энергетического метаболизма. Необходимо напомнить, что жиры – триацилглицериды и неэтерифицированные жирные кислоты – нерастворимы в воде и их присутствие в плазме подчиняется специфическим транспортным механизмам. Избыточная концентрация липидов в плазме может оказывать побочные эффекты, представленные во вставке 4.4. Т.о., регуляторная роль белой жировой ткани необходима для нормального здоровья.
Вставка 4.4. Побочные эффекты избыточного содержания липидов в крови
Длительное присутствие высокой концентрации холестерина или триацилглицеридов в кровеносных сосудах может приводить к образованию отложений жира в артериальной стенке – атером; процесс - атеросклероз.
Избыточное высвобождение неэтерифицированных жирных кислот, которое может происходить при стрессовых ситуациях, также может оказывать отрицательные побочные влияния на сердце и предрасполагать к нарушению его сократимости, в тяжелых случаях – к развитию фибрилляции желудочков – некоординированному сокращению волокон, делающему невозможным адекватный сердечный выброс. Имеется возможная связь между острой стрессовой ситуацией и сердечным приступом. Повышенный уровень неэтерифицированных жирных кислот приводит к повышению печеночной выработки триацилглицеридов в составе липопротеинов очень низкой плотности, что повышает вероятность развития атеросклероза. Длительно существующий повышенный уровень неэтерифицированных жирных кислот нарушает чувствительность тканей к инсулину и может нарушать процесс секреции инсулина бета-клетками поджелудочной железы. Некоторые проспективные исследования с периодом наблюдения несколько лет показали, что повышенный плазменный уровень неэтерифицированных жирных кислот связан с повышенным риском развития сахарного диабета второго типа, а также с повышением вероятности внезапной смерти от сердечного приступа (вероятно это связано с нарушениями сердечного ритма).
Одним из серьезных (хотя и редких) осложнений избыточной концентрации липидов в плазме крови является жировая эмболия. Это может произойти после переломов, в частности, длинных трубчатых костей – при этом в кровоток выходят жировые клетки из желтого костного мозга. Капли жира могут заблокировать кровеносные сосуды, в частности, легких.
Осложнения, связанные с избыточной концентрацией липидов в крови, требуют регуляции их поступления и удаления из кровотока. Важную роль в этой регуляции играет белая жировая ткань. Далее будут рассмотрены два различных аспекта метаболизма белой жировой ткани – накопление триацилглицеридов при избытке питательных веществ в крови (после еды) и высвобождение жирных кислот – мобилизация жира – когда в нем возникает потребность у других органов (во время физической нагрузки, после ночного голодания). Оба процесса происходят и регулируются одновременно – реципрокно (при запасании жира подавляется его мобилизация и наоборот).
Запасание жира
Капли триглицеридов в адипоцитах представляют собой очень концентрированную форму запасания энергии, обычно рассчитанной на несколько лет. Существует два механизма запасания: захват триацилглицеридов из плазмы и липогенез de novo – синтез триацилглицеридов из других источников, в частности, глюкозы. При типичной европейской диете первый механизм – более значимый.
Триацилглицериды в плазме присутствуют в составе липопротеидных частиц. Наибольшие из этих частиц, содержащие наибольшее количество триацилглицеридов, слишком велики чтобы проникать из капилляров в межклеточную жидкость, т.о. адипоциты не могут захватить их напрямую. Имеется интересный механизм преодоления этой трудности. Адипоциты продуцируют фермент липопротеинлипазу, которая гидролизует триацилглицериды в липопротеидных частицах до свободных жирных кислот, которые могут проникать в межклеточную жидкость и достигать адипоцитов. Поскольку липопротеинлипаза необходима в капиллярах, она экспортируется из адипоцитов в эндотелиальную выстилку капилляров жировой ткани. Здесь она захватывается гепарансульфатом – углеводом, содержащим отрицательно зараяженные сульфатные группы, к которым молекулы фермента притягиваются за счет ионных взаимодействий. Затем липопротеинлипаза, содержащаяся в эндотелиоцитах жировой ткани, может взаимодействовать липопротеидными частицами. Гидролизуя их триацилглицериды, она способствует высвобождению жирных кислот, которые диффундируют в сторону адипоцитов и захватываются ими – этот процесс происходит с участием спеццифического переносчика и FAT/CD36. Диффузия жирных кислот из липопротеидов в адипоциты подчиняется законам пассивного транспорта – градиенту концентрации. Градиент концентрации поддерживается после еды активностью липопротеинлипазы, стимуляцией инсулином этерификационного пути и подавлением высвобождения жирных кислот из триацилглицеридов, запасенных в клетках. Попадая в адипоциты, жирные кислоты этерифицируются в триацилглицериды, которые собираются в липидные капли для накопления в клетке. Путь этерификации: активация жирных кислот коэнзимом КоА и связывание с глицерол-трифосфатом (рис. 3.18). Глицерол-трифосфат образуется в процессе гликолиза.
Активность липопротеинлипазы в жировой ткани решулируется инсулином, выделяющимся в ответ на подъем концентарции глюкозы в крови. Поскольку мы редко едим чистый жир, после обычной еды, содержащей и жиры и углеводы, захват жиров в жировую ткань стимулируется инсулином. Влияние инсулина на активность фермента заключается в усилении транскрипции, затем процессинга фермента адипоцитами и его экспорте в эндотелий. Это медленный процесс, он занимает 3-4 часа. В жировой ткани этерификация жирных кислот также стимулируется продукцией глицерол-трифосфата путем гликолиза, что также регулируется инсулином (рис. 4.15). Т.о., инсулин стимулирует и захват и накопление циркулирующих жиров в жировой ткани. Другой возможный механизм отложения жиров в жировой ткани – липогенез de novo. Этот процесс аналогичен таковому в печени, стимулируется также инсулином.
Мобилизация жира
Мобилизация жира приводит к высвобождению жирных кислот из запасенных триацилглицеридов, эти жирные кислоты попадают в плазму неэтерифицированными, связываются с альбумином и становятся доступными для использования другими тканями. Поскольку мобилизация жира включет в себя гидролиз запасенных липидов, она также называется липолизом. Разрушение трицаилгдицеридов катализируется липазой, этот фермент обязательно присутствует в адипоцитах, в отличие от липопротеинлипазы, экспортируемой из капилляров. Липаза адипоцитов известна своей гормональной зависимостью. Она функционирует на поверхности триацилглицеридной капли и катализирует гидролиз эфирных связей двух жирных кислот. Другой фермент – моноглицеридлипаза – осуществляет отщепление последнего остатка жирной кислоты. Т.о. из каждой молекулы запасенного триацилглицерида образуется молекула глицерина и три молекулы жирных кислот. Жирные кислоты чаще всего покидают клетку и поступают в плазму в неэтерифицированном виде. Глицерин тоже выходит из клетки, он не может быть использован для этерификации жирных кислот, потому что жировая ткань не содержит необходимую для этого процесса глицеринкиназу.
Активность гормон-зависимой липазы регулируется очень четко – она неактивно при высоком уровне инсулина. Гормон-зависимая липаза регулируется путем фосфорилирования – способом, похожим на фосфорилирование гликогена в печени. Фосфорилирование происходит при повышении клеточного уровня цАМФ, в ответ на множество регуляторных стимулов. Возможно у людей самым главным стимулом является повышение уровня адреналина в плазме и норадренализа (выделяемых симпатической нервной системой). Глюкагон оказывает влияние на изолированные жировые клетки в лаборатории, но не влияет на мобилизацию жира in vivo. Также важна инактивация гормон-чувствительной липазы путем дефосфорилирования под действием инсулина. Этот эффект очень чувствительный – развивается при сравнительно невысоких концентрациях инсулина – и очень быстрый – за минуты подъема концентрации инсулина. Т.о., инсулин не только активирует запас жира, но и блокирует его мобилизацию.
Фосфорилирование гормон-чувствительной липазы – это не просто изменение ее конформации. В своей дефосфорилированной, неактивной форме гормон-чувствительная липаза присутствует в цитозоле клетки. При фосфорилировании она переносится на поверхность липидной капли и начинает катализировать гидролиз. Другой белок, вовлеченный в этот процесс, - перилипин. Это белок адипоцитов белой жировой ткани, покрывает поверхность жировой капли. Также он является субстратом для фосфорилирования с сигнальной цепью, похожей на таковую гормон-чувствительной липазы. После фосфорилирования он уходит с поверхности жировой капли, позволяя гормон-чувствительной липазе осуществлять свою функцию.
Инсулин оказывает дополнительный эффект на блокирование мобилизации жира. Жирные кислоты, высвобождаемые под действием гормон-чувствительной липазы, способны к этерификации. Инсулин, как мы уже показали, стимулирует этот механизм, повышая продукцию глицерол-трифосфата. Т.о., инсулин и блокирует активность гормон-чувствительной липазы и связывает высвобожденные жирные кислоты, стимулируя их ре-этерификацию. Оба этих механизма представлены на рис. 4.17.
Дифференцировка адипоцитов и регуляция продолжительного запасания жира
Мы рассмотрели, каким образом адипоциты захватывают избыток жирных кислот на кратковременное хранение, например на период между приемами пищи, подержащей и углеводы (для стимуляции инсулина) и жиры. Нормальный захват жирных кислот после еды сбалансирован процессом мобилизации жира в постабсорбционной стадии (например, во время ночного голодания) и во время выполнения физических упражнений, т.о. у многих людей количество запасенного жира остается постоянным в течение длительного периода времени. Однако всем известны ситуации, в которых откладывание жира преобладает над его мобилизацией и наоборот. Жировая ткань имеет хорошо развитые регуляторные механизмы для реализации этих ситуаций. При длительном положительном балансе энергии инсулин повышает экспрессию SREBP-1 и активируется система PPAR-гамма за счет избытка жирных кислот (разделы 2.4.1.1., .4.2.2.). Эти две системы увеличивают экспрессию ключевых ферментов, вовлеченных в запасание жира (табл. 4.3.). Каждая жировая клетка увеличивается в размере и запасает больше жира. Активация этих систем имеет другой важный эффект: это стимул для дифференцировки предшественниц жировых клеток, преадипоцитов, в новые адипоциты. SREBP-1c был открыт независимо в адипоцитах как фактор, вызывающий их дифференцировку, и назван фактором детерминации и дифференцировки адипоцитов (ADD-1). Как показано в табл. 4.3, SREBP-1с сам является стимулом для повышения экспрессии PPAR-гамма, который является другим фактором дифференцировки адипоцитов. Т.о., длительно существующий положительный баланс энергии может приводить как к увеличение размеров адипоцитов (гипертрофия), так и к увеличению их количества (гиперплазия). Табл. 4.3. Некоторые гены, чья экспрессия в жировой ткани повышается во время длительного избыточного поступления энергии.
SREBP-1c:
- Ацетил КоА-карбоксилаза
- Синтетаза жирных кислот
- Глицеро-фосфатацил-трансфераза
- Липопротеинлипаза
- PPAR-гамма PPAR-гамма:
- Липопротеинлипаза
- Транспортный белок жирных кислот
- Ацил-КоА-синтетаза
- GLUT4
Маленькие жировые клетки являются более метаболически активными, чем большие, и тоже задействованы в захвате жирных кислот. Это может помочь в понимании механизма действия новых противодиабетических препаратов, тиазолидинедионов, которые являются активаторами PPRAY-гамма (раздел. 2.4.2.2). Если тиахолидинедионы стимулируют пролиферацию новых жировых клеток, которые являются очень активными в захвате жирных кислот, то концентрация циркулирующих жирных кислот снижается, и удаление метаболических конкурентов повышает утилизацию глюкозы другими тканями – но это является механизмом запасания дополнительного жира. Действительно, основными проявлениями действия этих препаратов является снижение уровня неэтерифицированных жирных кислот в кровотоке, повышение массы тела и улучшение способности других тканей утилизировать глюкозу.
Жировая ткань как эндокринный орган
Несколько десятилетий назад было обнаружено, что жировая тань может продуцировать некоторые стероидные гормоны, включая эстрогены. Это возможно благодаря экспрессии особыми клетками жировой ткани (не адипоцитами) ферментов стероидогенеза. Эстрогены (эстрадиол) могут образовываться из андрогенов (андростендион), синтезируемых корой надпочечников. При ожирении, т.е. избытке жировой ткани, может образовываться избыток эстрогенов. Это имеет некоторые благоприятные эффекты: женщины в постменопаузе с ожирением более защищены от остеопороза, чем худые. Кортизол также образуется в жировой ткани из неактивного кортизона – это может оказывать неблагоприятный эффект у мужчин, усиливая стрессовый статус. Однако настоящее открытие в этой области произошло в 1994 г, когда стало известно, что жироая ткань секретирует пептидный гормон лептин.
Кроме лептина, являющегося истинным гормоном, сегодня известно, что жировая ткань продуцирует большое количество других регуляторных белков, многие из которых вовлечены в энергетический обмен. Одним, несомненно, является липопротеинлипаза. Другие включают в себя аполипопротеин Е и холестерол-эфир – транспортный белок, многие цитокины (пептиды сигнального взаимодействия между клетками, могущие играть роль в реализации воспалительного процесса), компоненты свертывающей системы крови, системы комплемента, а также ASP – белок, стимулирующий этерификацию жирных кислот в адипоцитах. Т.о. адипоциты принимают участие в местном регулировании собственного запасания жира.
Лептин
В 50-х годах была обнаружена мутация у мышей, которая вызывала резкое ожирение у пораженных животных. Эта мутация была результатом изменения в одном гене, который назвали ob (ген ожирения). Гетерозиготы. Содержащие дефектный ген ob, были нормальными. Только у гомозиготных мутантов ob/ob развивалось спонтанное ожирение. В 1994 г. J.Friedman и коллеги из Rockefeller University (New York) показали, что единичная мутация, приводящая к развитию резкого ожирения у мышей, происходит в гене, кодирующем ранее неизвестный белок, сегодня носящий название лептин, экспрессирующийся только в белой жировой ткани. Чем крупнее адипоциты, тем больше они продуцируют лептина. Лептин действует через свои рецепторы в гипотламусе, ограничивая потребление энергии (снижая чувство голода). У небольших животных он также стимулирует расход энергии за счет стимуляции симпатической нервной системы. Лепитн может продуцироваться бактериями, полученными в результате рекомбинантных ДНК-технологий. Когда рекомбинатный лептин вводили мышам ob/ob, они становились здоровыми (ограничивали потребление пищи и повышали расход энергии).
На сегодняшний день известно, что лептин продуцируется в небольшом количестве другими тканями, включая желудок и плаценту, рецепторы к лептину также обнаружены во многих тканях. При введении лептина животному, происходит повышение метаболизма глюкозы. Лептин также важен как сигнальный фактор репродуктивной системы. Мыши ob/ob – бесплодны, но фертильность возвращается к ним после введения лептина. Низкий уровень лептина, вызванный небольшим запасом жира, сигнализирует половой системе о том, что организм не имеет достаточных энергетических запасов для вынашивания.
Лептин – это одноцепочечный полипептидный гормон (16 кДа, 167 аминокислотных остатков – у людей). Имеются различные изоформы рецептора лептина, одна, известная как OB-Rb или длинная форма рецептора лептина, является активной формой с внеклеточным гормон-связывающим участком и внутриклеточным сигнальным доменом. Другие, короткие формы рецептора лептина могут быть вовлечены в его транспорт. Лептин может проникать через гематоэнцефалический барьер и взаимодействовать с длинной формой рецепторов в гипоталамусе, короткие формы рецепторов, экспрессирующиеся в хороидном сплетении, могут облегчать этот процесс. _____________________
Ожирение и расстройства репродуктивной системы
R.J.Norman
Reprod Fertil Dev, 1998; 10 (1): 55-63
Ожирение, являющееся результатом взаимодействия генетических факторов и условий среды, является главной причиной повышения риска нарушений репродуктивной системы в западном обществе. Особенности образа жизни, включая диету и физическую нагрузку, могут восстановить овуляцию у таких пациенток.
Переедание и отсутствие необходимой физической нагрузки связаны с ожирением у большого процента населения. В 1997 г у 33% взрослых жителей США было ожирение, больше всего – у женщин (34%), испанцев (47%) и афроамериканцев (49%). Около 55% взрослого населения имеет избыточный вес. Степень избыточного веса можно охарактеризовать более точно, используя индекс массы тела (ИМТ). ИМТ от 27 до 29,9 кг/м2 расценивается как избыточный вес, а от 30 кг/м2 – как ожирение.
Ожирение связано с многими осложнениями, такими как сахарный диабет, остеоартрит, сердечно-сосудистые расстройства, апноэ во сне, рак молочной железы и эндометрия, осложнения беременности, нарушения функции репродуктивной системы. Общий вес, хотя и важен, но не является единственным фактором этой проблемы – важное значение имеет также распределение жировой ткани. Его можно определить по отношению объема талии к объему бедер.
Большое количество женщин, обращающихся за лечением в центры по лечению бесплодия, имеют повышенный ИМТ. Например, среди 5000 пациенток с бесплодием, наблюдавшихся в репродуктивном отделении университета Аделаиды, у 40% ИМТ превышал 25 кг/м2 и у 17% - 30 кг/м2. Необходимо отметить, что несмотря на то, что многие женщины с ожирением имеют детей, заболеваемость нарушениями репродуктивной системы резко возрастает с превышением ИМТ. Большое количество женщин с ожирением не обращаются к врачам, потому что считают свои расстройства репродуктивной системы незначительными, ибо имеют детей.
Таблица 1. Влияние ожирения на репродукцию:
Менструация: повышение риска аменореи, олигоменореи, меноррагии
Бесплодие: повышение риска ановуляции и бесплодия, плохой ответ на стимуляцию овуляции
Невынашивание: повышение риска невынашивания, как первичного, так и после лечения бесплодия
Нарушение толерантности к глюкозе: повышение риска сахарного диабета
Беременность: повышение риска гипертонии беременных, гестационного диабета, кесарева сечения и синдрома Дауна.
Синдром поликистозных яичников
5-10% всех женщин репродуктивного возраста имеют синдром поликистозных яичников (СПКЯ). Клинические признаки этого синдрома перечислены в таблице 2. Хотя имеются противоречивые взгляды на определение СПКЯ, наличие нерегулярного менструального цикла, гирсутизма, ожирения и бесплодия делают диагноз бесспорным. Не у всех женщин с ожирением есть СПКЯ, не у всех пациенток с СПКЯ есть ожирение, но эти два состояния тесно связаны между собой. Таблица 2. Признаки СПКЯ
- поликистозные яичники на УЗИ (не обязательный признак)
- нарушения менструального цикла (олигоменорея, аменорея)
- кожные проблемы (акне, акантозис нигриканс, гирсутизм)
- нарушения веса (ожирение, центральное распределение жировой ткани)
- бесплодие
- осложнения беременности (нарушенная толерантность к глюкозе, сахарный диабет)
- повышение уровней циркулирующих андрогенов
- повышение инсулинорезистентности и уровня ЛГ
Первые обследования у пациенток с подозрением на СПКЯ должны включать в себя основные лабораторные исследования. Рекомендуемый алгоритм обследования для таких пациенток. так же как для любых пациенток с ожирением и нарушениями репродуктивной функции, приведен на таблице 3. Особенно важно исключить нарушенную толерантность к глюкозе с помощью определения глюкозы в крови натощак или орального теста на толератность к глюкозе. Результаты исследований предполагают, что определение уровня глюкозы натощак не совсем подходит для пациенток с СПКЯ, вместо этого полезно определение уровень инсулина натощак и после стимуляции глюкозой.
Таблица 3. Рекомендуемый алгоритм обследования при СПКЯ и/или ожирении
Анамнез
Менструальная функция, начиная с менархе
Семейный анамнез (сердечнососудистые, репродуктивные, метаболические расстройства)
Акушерский анамнез
Прием медикаментов
Кожные проблемы
Пищевые привычки
Физикальное обследование
Рост, вес, ИМТ
Объем талии
Оценка состояния кожи, волос, пигментации
Багровые стрии и признаки синдрома Кушинга
Лабораторные исследования
Толерантность к глюкозе
Липидный спектр
Андрогены (тестостерон, свободный тестостерон)
Пролактин и ЛГ
ФСГ и тиреоидные гормоны
УЗИ яичников
Снижение веса
Некоторые исследования продемонстрировали, что снижение массы тела помогает отрегулировать менструации у женщин с ожирением и ановуляцией. Эти изменения связаны со снижением уровня андрогенов плазмы. Исследования, проведенные на пациентках с ожирением и СПКЯ, показали, что жесткие диетические ограничения вполне эффективны в восстановлении регулярных менструаций. Как и во всех программах по снижению веса с любой целью, комплаентность в течение длительного времени остается основной проблемой.
Исследования, проведенные Clark et al, позволили предположить, что строгий учет калорий не настолько важен, как постоянное выполнение простых правил питания. В их исследовании более чем у 90% женщин с ожирением и олигоменореей было достигнуто значительное улучшение характера менструаций с высоким процентом естественного зачатия. Даже у женщин с бесплодием, не связанным с ановуляцией (мужской фактор, трубное бесплодие), результаты вспомогательных репродуктивных технологий были более высокими при снижении массы тела. Хирургическое снижение веса путемгастропластики и подобных операций также восстанавливает характер менструаций и способность к зачатию, но у таких операций высок риск осложнений.
Изменения образа жизни
Несколько лет назад группа врачей из госпиталя Королевы Елизаветы (Ю.Австралия) разработали фитнесс-программу по лечению бесплодия. В течение 6 мес женщины не получали никакого медикаментозного лечения и проводили еженедельные встречи. На этих встречах первый час посвящался физическим упражнениям, а второй – теоретической части, на которой давалась доступная информация, касающаяся проблемы ожирения и репродуктивных расстройств. Режимы физической нагрузки были индивидуально подобраны с учетом уровня каждой женщины, ранжировались от простой прогулки до серьезных аэробных упражнений. Занятия проводились инструкторами-профессионалами по фитнессу, а также диетологами, психологами и акушерами-гинекологами. После завершения 6 мес, пациентам проводилось соответствующее медицинское лечение бесплодия (например, стимуляция овуляции).
Участники программы теряли в среднем 10 кг веса. Овуляция восстановилась у 60 из 67 женщин с ановуляцией, из них у 52 наступила беременность (у 18 – самостоятельно) и у 45 родились живые дети. Процент невынашивания снизился с 75% до начала занятий до 18% после них. Основываясь на этих результатах, авторы пришли к выводу, что большинство женщин с ожирением и бесплодием могут стать беременными после регулярных 6-месячных занятий, направленных на мягкое снижение массы тела.
Программа также доказала свою экономичность: до начала программы 67 участниц подвергались лечению бесплодия общей стоимостью 550 тыс. долларов, что првиело к рождению 2 детей. После программы общая стоимость лечения составила 210 тыс. долларов, родилось 45 детей. Инсулинорезистентность
Снижение инсулинорезистентности за счет снижения массы тела и/или физической активности оказывает важное влияние на восстановление репродуктивной функции. Ограничение калорийности рациона приводит к снижению инсулинорезистентности и уровней циркулирующих андрогенов. С учетом побочного влияния инсулина на яичники и овуляцию, считается, что снижение сывороточного уровня инсулина уменьшает продукцию андрогенов и способствут овуляции. Даже женщины, чей вес не очень сильно снижался, но которые становились более физически активными, добивались снижения инсулинорезистентности. Одно исследование показало, что женщины с ожирением и СПКЯ, выполнявшие рекомендации по диете и физической активности, добились снижения центральной жировой ткани на 11%, улучшения индекса чувствительности к инсулину на 71%, снижения уровня инсулина натощак на 33% и снижение уровня ЛГ на 39%. Овуляция восстановилась во многих случаях.
Заключение
Женщинам с избыточным весом необходимо проводит программы, направленные на снижение массы тела и повышение физической активности. Это улучшает регулярность менструального цикла, снижает уровень бесплодия, уменьшает количество осложнений во время беременности, а также защищает от поздних осложнений, таких как сахарный диабет, сердечно-сосудистые заболевания. Эти программы улучшают эффективность использования методов вспомогательной репродукции, повышают чувствительность к индукторам овуляции (у молодых женщин). _______________
Роль диеты в восстановлении репродуктивной функции и обмена веществ у женщин с избыточной массой тела и СПКЯ
L.J.Moran, M.Noakes, P.M.Clifton et al
J of Clin Endocrinol and Metabolism, 2003, Vol 88, No 2, pp 812-819 Обсуждение
Целью настоящего исследования было оценить эффекты различных диет в ограничении калорийности и снижении веса и влияние этих эффектов на метаболические, эндокринные и клинические проявления СПКЯ. Высокобелковая диета приводила к некоторому улучшению в содержании холестерина ЛПВП, ТГ\ЛПВП, толерантности к глюкозе и уровня инсулина натощак. Однако не было обнаружено взаимосвязи между составом диеты и клиническими репродуктивными параметрами. Улучшения менструальной функции были связаны с улучшением чувствительности к инсулину, независимо от вида диеты.
Потеря веса, ограничение калорийности и метаболические параметры
Ограничение калорийности снижает количество абдоминальной жировой ткани, снижает гиперлипидемию и улучшает чувствительность к инсулину у женщин с ожирением и СПКЯ. Количество абдоминальной жировой ткани коррелирует с инсулинорезистентностью, гиперандрогенией и СПКЯ. Huber-Buchholz et al обнаружили, что потеря абдоминальной жировой ткани коррелирует с восстановлением овуляции. Независимо от вида применяемой диеты, снижение количества жировой ткани снижало риск развития метаболических и клинических нарушений.
Потеря веса, ограничение калорийности, клинические и эндокринные параметры
Снижение веса у женщин с ожирением и СПКЯ повышает уровень сексстероидсвязывающего глобулина (СССГ), снижает уровень тестостерона, восстанавливает регулярность менструального цикла, плодовитость и чувствительность к инсулину. Приблизительно 50% пациентов не отвечают на лечение улучшением регулярности цикла. При этом снижение веса (5%) и количества абдоминальной жировой ткани происходит одинаково у всех пациенток (11%), а чувствительность к инсулину улучшается только у тех кто отвечает. Clark et al выявили улучшение менструальной функции и плодовитости после снижения массы тела, Kiddy et al отмечали эти улучшения в течение 4-6 недель очень низкокалорийной диеты. Мы фиксировали эндокринные улучшения только во время ограничения калорийности, во время изменения чувствительности к инсулину. Хотя стратегия, направленная на максимальное ограничение калорийности, может быть оптимальной для восстановления репродуктивной функции, важен именно сам факт снижения веса. Возможно в реализацию эффекта снижения веса вовлечено семейство ИПФР и связывающих белков. В частности, уровень ИПФР-1 повышается в течение 4-недельного ограничения калорийности и потери веса, сопровождаясь снижением уровня инсулина, но не изменяется при длительном снижении массы тела. Повышение уровня протеина-1, связывающего ИПФР, снижает уровень свободного ИПФР-1, что подавляет синтез андрогенов через систему цитохрома р450с17.
Вид диеты и параметры метаболизма
Результаты исследований, сравнивавших обычную диету с низкобелковой, в которой белки замещены углеводами при сохранении общей калорийности, не выявили достоверных различий в потере веса, абдоминальной жировой ткани, параметрах метаболизма липидов и глюкозы, уровне инсулина натощак. Напротив, на фоне высокопротеиновой диеты по сравнению с низкопротеиновой отмечалось 12% повышение уровня холестерина ЛПВП и 10% снижение отношения ТГ/ЛПВП. Известно, что уровень ЛПВП снижается при ограничении калорийности и восстанавливается при восстановлении веса. Этого не происходит при высокобелковой диете, в которой ограничение калорийности приводит к улучшению атерогенного профиля (соотношение ТГ/ЛПВП). Хотя замещение углеводами жира в пище может снижать уровень ЛПВП, этому препятствуют физические упражнения. Механизм их влияния на метаболизм остается неизвестным. . Низкожировая высокоуглеводная диета снижает уровень ЛПВП за счет снижения продукции их центрального протеина – аполипопротеина А1.
Высокобелковая диета снижает выброс глюкозы после приема пищи по сравнеию с низкобелковой диетой, возможно за счет снижения количества углеводов. Это важно, поскольку гипергликемия является фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и смертности от них, а также гипергликемия при беременности ассоциирована с повышенным риском врожденных аномалий. Исследования показали, что прием белка или аминокислот стимулирует высвобождение инсулина. Обе диеты - и высоко, и низкобелковая, оказывают инсулинемическое действие. Значение имеет источник белка – разные источники оказывают различный инсулинемический ответ.
Состав диеты и клинические и эндокринные параметры
Некоторые нарушения эндокринного профиля наблюдались при низкобелковой диете. Наоборот, высокобелковая диета вызывала улучшения при ограничении калорийности рациона. Не было обнаружено достоверных различий во влиянии состава диеты на уровни тестостерона или СССГ. Longcope et al отметили положительную зависимость между количеством пищевых волокон и уровнем СССГ и отрицательную корреляцию между уровнями белка пищи и СССГ у мужчин. Низкобелковая диета (10% белка и 70% углеводов) была ассоциирована с повышением уровня тестостерона и концентрации СССГ по сравнению с высокобелковой (44% белка и 35% углеводов) диетой у мужчин. Эта зависимость не повторялась у женщин и пациенток с СПКЯ. Результаты нашего исследования следует интерпретировать с большой осторожностью, поскольку оно было проведено на очень небольшой группе пациентов.
Заключение
Настоящее исследование подтверждает эффект потери массы тела на улучшение метаболических, эндокринных и клинических параметров у женщин с ожирением и СПКЯ. Наилучшие изменения наступали при ограничении калорийности рациона. Замещение белками углеводов приводит к некоторому улучшению состояния сердечнососудистой и репродуктивной системы, не опосредуемому за счет массы тела, количества абдоминального жира и чувствительности к инсулину. Хотя улучшение репродуктивной функции может быть индуцировано ограничением калорийности и относительно небольшой потерей веса, поддержание сниженной массы тела может быть важно для уменьшения осложнений во время беременности и родов и для снижения заболеваемости и смертности от сердечнососудистых и диабетических осложнений. Важнейшей целью диеты и медикаментозного воздействия у женщин с ожирением и СПКЯ является снижение массы тела как залог снижения количества поздних осложнений.
Эндокринные нарушения в репродуктивной системе у женщин с асимптоматическим ожирением
R.Azziz
Fertility and Sterility, 89, N5, Vol 52, pp 703-720
Ожирение – самое частое обменное нарушение у жителей развитых стран, сочетается с нарушением многих эндокринных параметров. В гинекологической эндокринологии избыточная масса тела сочетается с овуляторной дисфункцией, гиперандрогенией и гормонозависимыми опухолями. Для оценки изолированного влияния ожирения, не зависимого от сочетанных расстройств, проводилась оценка уровней андрогенов, эстрогенов, инсулина, глюкозы, гонадотропинов и пролактина у женщин с асимптоматическим ожирением. Также оценивался эффект снижения массы тела.
Определение и оценка ожирения
Ожирение - это избыточное количество жира в организме. Это определение требует измерения количества жировой ткани. Избыточная масса тела и ожирение не всегда коррелируют между собой, потому что масса тела зависит от конституции и мышечной массы. Относительный вес можно определить как отклонение массы тела от принятых стандартов.
Прямое измерение общего количества жира в организме – очень сложная задача, обычно достигаемая с помощью аутопсии. Непрямое измерение включает в себя: 1) простые правила для оценки количества жира (индекс Брока, правило «магическое 36» и др), 2) антропометрические изменения (отношение роста к весу, измерение площади поверхности тела, толщины кожной складки, окружности тела и др), 3) измерение плотности тела и 4) техники разведения. Техники разведения включают в себя инъекцию известного количества изотопа или другого вещества, что после калибровки позволяет оценить общее количество жидкости в организме, массу сухого вещества или массу жировой ткани. Измерение плотности организма, позволяющее оценить среднюю плотность содержащих и не сожержаих жир тканей, может помочь определить общее количество жира в организме.
Антропометрические измерения, хотя и менее точны чем техники разведения или денситометрия, имеют бОльшую клиническую значимость. Рост, вес, толщина кожной складки и окружности тела и конечностей коррелируют с содержанием жира в организме. Большую ценность имеет индекс отношения массы тела к росту в квадрате (ИМТ). Толщина подкожной жировой клетчатки также имеет значение. К сожалению, техника определения этого параметра вызывает сложности, включая выбор подходящего инструмента, участка измерения. Формулы расчета количества жировой ткани у мужчин и женщин различаются, часто используются сочетания различных методик. Значение толщины кожной складки как прогностического фактора количества жировой ткани снижается с возрастом, когда отложение жира происходит в других участках тела. Определение окружностей тела и конечностей также коррелирует с количеством жира в организме. Steinkamp et al отмечают, что у белых женщин в возрасте 25-44 лет измерение окружности запястья, плеча и бедра имеет более 85% корреляции с количеством жира в организме, измеренного с помощью техники разведения К40 и Cs137 . Они также отметили, что сама по себе масса тела коррелирует с измеренным количеством жировой ткани в 87%.
Стандартизованные таблицы веса\роста обычно используются для скрининга и распределения пациентов в различные группы. Идеальная масса тела (при которой наблюдается наименьшее количество смертных случаев) сегодня значительно ниже средней массы тела среди американцев обоих половых и всех ростовых категорий.
Распространенность ожирения
Распространенность ожирения в популяции зависит от определения этого понятия. При принятии определения ожирения как превышения идеальной массы тела более чем на 20%, у 40% женщин в возрасте 40-49 лет, у 46% в возрасте 50-59 лет и у 45% женщин в возрасте 60-69 лет имеется ожирение. При использовании 95 перцентиля ИМТ, у 5% мужчин и у 3,8% женщин в США имеется ожирение. При определении ожирения как ИМТ более 30 кг\м2, у 12% женщин США имеется ожирение.
Ожирение можно подразделить по степеням: легкая, умеренная, тяжелая. Легкая степень – превышение массы тела над идеальной на 20-40%, она встречается у 90,5% людей с ожирением. Средняя степень – превышение идеальной массы тела на 41-100%, встречается в 9%. Тяжелая степень (превышение массы тела более 100% над идеальной) встречается крайне редко – реже, чем у 0,5% пациентов с ожирением.
Особенности накопления жировой ткани коррелируют с большим числом демографических параметров. У женщин наблюдается бОльший процент жира в организме даже при той же весовой категории, что у мужчин.
Это различие обнаруживается в раннем детстве и становится более заметным после полового созревания. Ожирение чаще встречается у белых мужчин, чем у темнокожих, у женщин – все наоборот.
Типы ожирения
Кроме абсолютного количества избытка жировой ткани, имеет значение клеточный тип и распределение жировой ткани в организме. Существует два типа ожирения. При первом происходит гипертрофия адипоцитов, приводящая к увеличению размера клеток. При втором – гиперплазия, т.е. увеличение количества жировых клеток. Ранее предполагалось, что жировые клетки пролиферируют только в раннем детстве, и их число не снижается. Т.о. предрасположенность к ожирению закладывается в раннем детстве. Позднее исследователи показали, что размеры отдельных жировых клеток увеличиваются до тех пор, пока общая масса жировой ткани в организме не достигнет 30 кг. После этого клетки почти не увеличиваются в размерах, но их количество продолжает расти в линейной прогрессии. Т.о. у всех пациентов с ожирением имеется гипертрофия адипоцитов, а при выраженном ожирении – еще и гиперплазия жировой ткани. Показано, что увеличенное количество жировых клеток не удается снизить за счет диеты. Имеется более реальная взаимосвязь между особенностями обмена веществ и размерами адипоцитов, чем между обменом веществ и гиперплазией жировой ткани. Однако это не всегда так, поскольку повышение активности периферической ароматазы коррелирует с повышением числа адипоцитов и стромальных клеток жировой ткани, но не с увеличением размеров клеток. Топографическое распределение жировых клеток в организме также коррелирует с особенностями метаболизма. У мужчин жировая ткань накапливается в основном в абдоминальной области, у женщин – в области бедер и ягодиц. Эти различия могут быть связаны с действием мужских половых гормонов и особенностями действия инсулина. При одинаковой степени ожирения у мужчин обнаруживаются более высокие уровни триглицеридов, инсулина и глюкозы натощак во время орального теста на толерантность к глюкозе, а также АД. Повышение степени риска до мужской наблюдается у женщин с абдоминальным ожирением, определяемым по отношению объема талии к объему бедер.
Иногда ожирение является результатом эндокринных расстройств. Со своей стороны, ожирение может вести к большому количеству нарушений гомеостаза андрогенов, эстрогенов, сексстероидсвязывающего глобулина, глюкозы и инсулина, гонадотропинов и пролактина. Возможно, некоторые или все эти физиологические отклонения играют роль в развитии олигоовуляции и гормонально-зависимых опухолей, связанных с ожирением. Было установлено, что повышение частоты олигоовуляции у женщин с избыточным весом является следствием нарушений метаболизма половых гормонов, в частности, андрогенов.
продолжение следует
|