Причини ожиріння

Причини ожиріння

Причина ожиріння проста: споживання енергії більше, ніж її витрачається. Кожні зайві 7-9 ккал, поглинені твариною відкладаються у вигляді 1 г жиру. Отже, якщо собака або кішка поглинає на 1% більше калорій ніж необхідно, то в середньому віці вона матиме 25% надлишкової ваги. Чинники, відповідальні за розвиток позитивного енергетичного балансу, досить складні. Говорячи про ожиріння, необхідно пам'ятати, що це не просто наслідок переїдання. Навпаки, це захворювання, що, як і інші захворювання, відбувається в наслідок пошкодження нормальних фізіологічних функцій. Через це для досягнення великих успіхів у лікуванні ожиріння, важливо лікувати саме захворювання, а не просто проблему викликану гарним апетитом.

Отже, наше завдання розглянути чинники, що впливають на поглинання їжі (тобто надходження енергії в організм) і чинники, які впливають на використання енергії організмом. Оскільки необхідно пам'ятати, що ожиріння це наслідок позитивного енергетичного балансу.

Чинники, що впливають на споживання їжі

Споживання їжі регулюється центральними й периферійними внутрішніми чинниками й чинниками навколишнього середовища. Внутрішні чинники включають:

1. Механічна стимуляція ШКТ.
2. Гормональна відповідь на вид, запах, поглинання їжі й зміни в концентрації деяких метаболічних субстанцій в крові.
3. Запаси в тілі глікогену й жиру.
4. Можливо гормони сім'яників і яєчників.

Всі ці чинники інтегруються в головному мозку. Жоден з цих чинників не впливає поодинці. Всі вони діють як ланки одного ланцюга.

Шлунок генерує 2 види сигналів насичення: шляхом розтягування і шляхом надходження поживних речовин. Інформація про ступінь розтягування шлунка передається через вагус до головного мозку. У відповідь із клітин головного мозку і деяких клітин шлунково-кишкового тракту виділяються пептиди, що регулюють споживання їжі. До пептидів, які стимулюють насичення, належать холецистокінін, бомбезин, підшлунковий глюкагон і соматостатин. До пептидів, які інгібують відчуття насичення, належать ендогенні опіоїди, енкефаліни й бета ендорфіни. Відповідно порушення в секреції або чутливості до цих субстанцій призводить до надмірного поглинання їжі та в результаті до ожиріння. Індуковане їжею збільшення концентрації інсуліну або відносини інсулін/глюкагон також стимулює в центральній нервовій системі (ЦНС) сигнали насичення, які пригнічують споживання їжі, що грає істотну роль у контролі ваги та вміст жиру в тілі. Цікавим є той факт, що розміри жирових відкладень регулюються концентрацією інсуліну в спинномозковій рідині (СМР). Ця концентрація постійна і не залежить від коливань концентрації інсуліну в крові. Вона збільшується зі збільшенням ступеня ожиріння і стає меншою при втраті ваги. Інсулін спинномозкової рідини має доступ до рецепторів головного мозку, до яких немає прямого доступу в інсуліну крові. Інсулінові рецептори, доступні крові, беруть участь в регулюванні глюкозної концентрації в крові і в забезпеченні «паливних» потреб тіла. Інсулінові рецептори, доступні для спинномозкової рідини, регулюють ступінь жирових відкладень. Це було підтверджено інфузією інсуліну в спинномозкову рідину протягом декількох тижнів. При цьому знизилося споживання їжі і зменшилася вага тіла. І навпаки, при введенні антитіл до інсуліну збільшилися споживання корму й вага. Ці ефекти відбувалися без зміни концентрації інсуліну в крові. Таким чином, концентрація інсуліну в спинномозковій рідині моделює відповідь головного мозку на сигнали насичення, що генеруються ШКТ, тому що має доступ до рецепторів головного мозку. В результаті, якщо жирові відкладення в організмі менше звичайного (через зменшення розміру жирових клітин) і відповідно менше концентрація інсуліну в спинномозковій рідині, то тварина починає споживати більше корму й скорочує енергетичні витрати для відновлення колишніх кондицій. І навпаки, коли жирові відкладення перевищують звичайні розміри, то збільшується концентрація інсуліну в спинномозковій рідині, і відповідно знижується споживання корму, а зайва енергія витрачається на виробництво тепла тіла. Такий процес відбувається при нормальному фізіологічному функціонуванні. Однак, порушення в доступі інсуліну СМР до рецепторів головного мозку або порушення в функціонуванні цих рецепторів неминуче призведе до розвитку ожиріння.

До додаткових дисфункцій внутрішнього контролю над сигналами насичення належать:

1. Емоційні травми.
2. Гіпофункція гіпофіза.
3. Пошкодження головного мозку, що зачіпають центр насичення, розташований у вентро-медіальній частині гіпоталамуса. Його білатеральна деструкція призводить до гіперфагії і ожиріння. На противагу, руйнування латеральної частини гіпоталамуса призводить до зниження споживання їжі і може стати причиною загальної афагії, в той час як його стимуляція збільшує споживання їжі.
4. Недостатність розвитку центру насичення (синдром Прада-Віллі)
5. Ендокринні порушення:

1. Інсулома
2. Дифузна гіперплазія острівців підшлункової залози, пов'язана з діабетом II типу
3. Хромофобна аденома гіпофіза
4. Гіперадренокортіцизм
5. Гіпотиреоїдизм

Всі ці чинники є причиною ожиріння у людей менше ніж у 5% випадків. Превалювання цих чинників у котів і собак сумнівно. Найчастіше причиною ожиріння у собак і котів є разом або окремо чинники, що вражають зовнішній контроль над сигналами насичення і витрати енергії. До зовнішніх чинників належать конкурентні відносини, доступність і смакові якості корму.

Кількість з'їденої їжі може збільшуватися через суперництво між тваринами під час їхнього одночасного годування або через бажання догодити господареві. Це відбувається через природний інстинкт тварин з'їсти якомога більше їжі за більш короткий проміжок часу, поки інші тварини не зробили цього. Не менш трагічні наслідки досягаються під час постійної дачі тваринам ласощів. Люди чомусь намагаються за допомогою смаколиків заповнити почуття провини перед улюбленцем (через тривалу відсутність вдома, наприклад, або, як їм здається, щоб показати велику любов).

Що стосується смакових якостей, то чим смачніше їжа, тим краще вона утилізується і більше її калорійність, отже, тим швидше розвинеться ожиріння. Одним з чинників, що поліпшують смакові властивості корму, є жир. Мало того, що він підвищує енергетичну цінність корму, він також легше перетравлюється і відкладається в жирових депо, порівняно з білками і вуглеводами. До того ж, менше енергії розсіюється у вигляді тепла після поглинання жиру, ніж після поглинання такої ж за енергетичною цінністю, але високовуглеводної їжі. Ця різниця відбувається внаслідок різного впливу нутрієнтів на теплопродукуючу функцію бурого жиру тіла. Існують дані, які свідчать про те, що при відкладенні жиру в жирових депо втрачається тільки 3% його енергетичної цінності, в той час як при перетворенні білків і вуглеводів у жири тіла втрачається 23% їх енергетичної цінності. Отже, навіть при однаковій енергетичній цінності дієта, що містить більше жиру, імовірніше сприятиме розвитку ожиріння.

Що стосується впливу стерилізації на розвиток ожиріння, то існують дані, що свідчать про те, що частота розвитку ожиріння збільшується вдвічі в обох статей. Найчастіше це відбувається через зниження енергетичних потреб без компенсаторного зниження в споживанні їжі. У гонадоектамірованних кішок знижується рівень метаболічної активності на 20-25%, ніж в інтактних тварин того ж віку (при вимірюванні методом непрямої калориметрії). У практичному застосуванні ці дослідження свідчать про те, що у кастрованих тварин енергетичні потреби становлять 75-80% від таких у некастрованих для підтримки оптимальної ваги. Таке зниження в метаболічному рівні відбувається з причини втрати естрогенів і андрогенів після гонадоектомії. Естрогени сприяють супресуванню апетиту у деяких видів тварин.

Тепер кілька слів про чинники, що впливають на використання енергії.

Ще раз згадаємо з курсу фізіології, на що витрачається добова енергетична потреба тварини з середньою активністю:

1. 60-75% - енергія спокою або підтримуюча енергія. Вона визначається кількістю енергії, що витрачається помірно активною дорослою особиною в термонейтральних умовах. Вона включає витрату енергії на споживання корму і травлення, необхідні для підтримки маси тіла, але без урахування витрат на додаткову фізичну активність.
2. 10% - динамічний ефект їжі. Після приймання їжі підвищується інтенсивність метаболізму. Цей ефект пов'язують з особливим впливом тих чи інших поживних речовин і називають його специфічною динамічною дією. У разі змішаної їжі швидкість обміну підвищується приблизно на 6%. При споживанні білків інтенсивність обміну зростає в набагато більшому ступені, ніж при споживанні жирів або вуглеводів. Це може бути обумовлено, зокрема, тим, що в процесі метаболізму для ресинтезу 1 моль АТФ білків потрібно більше, ніж жирів і вуглеводів (у перерахунку на калорійність). У людей динамічний ефект може тривати 12 годин, а в разі споживання великої кількості білка цей період може досягати 18 ч.
3. 30% - енергія фізичної активності.

Що стосується фізичної активності, то ефективність використання енергії м'язами фіксована. Отже, енергія, яка використовується для фізичної активності, залежить тільки від кількості виконуваної роботи. Чим більше вага тіла, тим більше енергії потрібно для його пересування. На противагу, підтримуюча енергія і динамічний ефект їжі можуть варіювати залежно від умов навколишнього середовища й поживного складу їжі.

Підтримуюча енергія залежить від м'язової маси тіла. Тварини можуть змінювати її на 10-15% залежно від навколишнього середовища. У стані сплячки у деяких тварин цей показник змінюється набагато сильніше. Ці зміни називаються адаптивним термогенезом. Протягом тривалої нестачі їжі сильно скорочується м'язова маса, що призводить до прогресуючого зниження підтримуючої енергії і, відповідно, зниження потрібної їжі. Таке зниження підтримуючої енергії сприяє виживанню в умовах сплячки, але помітно знижує втрати ваги при банальному, бездумному обмеженні калорій. Зі збільшенням м'язової маси збільшується і енергія спокою. Чим вище рівень харчування, тим більше рівень підтримуючої енергії. Це допомагає пригальмувати відкладення зайвої енергії у вигляді жирів тіла. Таким чином, зміна енергії спокою може впливати на підтримку ваги тіла тільки в певних межах.

Динамічний ефект їжі може змінюватися при споживанні кількості енергії, що перевищує потребу. В одному дослідженні 60% перевищення в споживанні калорій призвели до підвищення рівня тепла, що виділяється внаслідок споживання їжі (той самий динамічний ефект їжі), до 270%. В результаті 50% енергетичного надлишку загубилося у вигляді теплової енергії, а 50%, що залишилися, відклалися у вигляді жирів тіла. Це говорить про те, що для втрати певної кількості ваги (наприклад 100 г) потрібен дефіцит меншої кількості енергії ніж для відкладення цих же 100 г в тілі, адже частина енергії однаково витратиться на розсіювання у вигляді тепла.

Зміни рівня підтримуючої енергії, що відбуваються у відповідь на чинники навколишнього середовища, вмісту жиру в організмі або живильний статус відбуваються внаслідок зміни рівня тиреоїдного гормону, в той час як зміни в динамічному ефекті у відповідь на ці ж чинники відбувається в результаті діяльності симпатичної нервової системи і її впливу на буру жирову тканину.

Нагадаємо, що існує два типи жирової тканини: біла та бура. Взагалі в організмі представлена ​​біла жирова тканина, бура ж становить 1-3% від ваги. Біла жирова тканина є сховищем для надлишкової енергії. Тобто 90% доступних енергетичних запасів організму знаходяться в білій жировій тканині. Головна ж функція бурої жирової тканини - продукування тепла й контроль над вагою тіла.

Розташовується бура жирова тканина в області лопаток і грудної клітини. А назва її обумовлена кольором через велику кількість цитохромних пігментів і великий вміст мітохондрій. Вона має багату парасимпатичну іннервацію і рясну капілярну мережу. Метаболічна активність бурої жирової тканини регулюється взагалі секрецією норадреналіну (постгангліонарний адренергічний медіатор). Метаболізм нутрієнтів, що містять енергію в бурій жировій тканині, не призводить до утворення складових тіла або до відновлення макроергічних зв'язків в АТФ. Навпаки, поживні речовини, що містять енергію, утилізуються в ній з утворенням тепла за допомогою внутрішньо мітохондріальних процесів. Бура жирова тканина - це перше місце, де утворюється тепло після поглинання їжі особливо у новонароджених і під час адаптації до холоду. Поглинання їжі та холод два зовнішніх стимули, які запускають термогенез у бурій жировій тканині шляхом посилення нервово симпатичної активності в цій тканині. Тобто, бура жирова тканина пристосовується до поглинання зайвих калорій шляхом збільшення теплопродукції після їжі.

Обидві як біла, так і бура жирова тканина збільшуються в розмірах при надмірному споживанні калорій і зменшуються при недостатньому споживанні калорій. У разі білої жирової тканини це відбувається внаслідок накопичення зайвої енергії у вигляді жиру, а в разі бурої як адаптивний механізм. Збільшення загальної кількості бурої жирової тканини збільшує як підтримуючу енергію, так і динамічний ефект їжі з метою зменшення відкладення зайвої енергії у вигляді білої жирової тканини при надмірному споживанні калорій. І навпаки, скорочення загальної кількості бурої жирової тканини призводить до менших втрат енергії у вигляді тепла. Таким чином, будь-які порушення в стимулюванні або діяльності бурої жирової тканини порушать здатність до збільшення підтримуючої енергії і динамічного ефекту їжі при надмірному споживанні калорій, що неминуче призведе до розвитку ожиріння.

Показники рівня динамічного ефекту їжі у тварин з ожирінням складають 40-50% від таких у людей з нормальною вагою. Порушення в теплопродукції після поглинання їжі жодним чином не повернуться до нормальних при втраті ваги, а навіть навпаки погіршуються. В одному дослідження серед молодих жінок, які з дитинства страждали від ожиріння, теплопродукція була нижче норми на 20% до втрати ваги і на 35% нижче норми після втрати ваги. Це говорить про те, що порушення в теплопродукції після поглинання їжі є не наслідком, а причиною ожиріння. Зниження теплопродукції у людей і тварин, які страждають або схильних до ожиріння, відбувається через порушення метаболізму норадреналіну в головному мозку і бурої жирової тканини і через зниження секреції адреналіну. Можливий розвиток норепінефрінової резистентності подібно інсуліновій резистентності при діабеті, що проявляється відсутністю теплопродукції при експозиції на холоді в досвіді з щурами з генетично зумовленим ожирінням. Різні пошкодження гіпоталамуса також можуть призвести до зниження стимулювання бурої жирової тканини через симпатику. В одному випадку було встановлено таке порушення після перенесеної вірусної інфекції.

Порушення в концентрації тиреоїдного гормону також можуть служити причиною ожиріння. Якщо норадреналін сприяє швидкій відповіді бурої жирової тканини з негайною теплопродукцією, то тиреоїдний гормон відповідає за повільну адаптивну відповідь. Трийодтиронін (Т3) гормон потенційного термогенезу.

Т3 утворюється шляхом конверсії з тироксину (Т4) за межами щитовидної залози. У печінці ця конверсія стимулюється інсуліном. Перегодовування збільшує секрецію інсуліну і, отже, процес конверсії, а недокорм відповідно уповільнює цей процес. Тобто рівень вільного Т3 безпосередньо пов'язаний з кількістю споживаних калорій. Зміни в концентрації вільного Т3 допомагають тварині адаптуватися до змін в кількості споживаних калорій шляхом зміни потреб в підтримуючій енергії, що в результаті допомагає підтримувати вагу стабільною в умовах фізіологічних процесів, які нормально протікають. У тварин з ожирінням продукція Т3 і його концентрація в крові знижені. Також можуть бути пошкодження в здатності тканин зв'язувати Т3 і, відповідно, в його утилізації та індукуванні термогенезу. При перегодовуванні в нормі збільшується аффінитивна здатність тканин до зв'язування вільного Т3, що збільшує термогенез. Зворотний процес відбувається при недокормі. Зменшення концентрації Т3 або його зв'язування тканинами знижує підтримуючу енергію і продукцію тепла після поглинання їжі, тим самим привертаючи до розвитку початкової стадії ожиріння. Якщо ожиріння все ж таки розвивається, то відповідно збільшується як м'язова маса, так і жирові відкладення, що призводить в свою чергу до підвищення потреб в підтримуючій енергії. Ці ефекти призводять до двох стадій ожиріння: початкової і статичної. Під час початкової стадії ожиріння розвивається позитивний енергетичний баланс зі збільшенням в рівні підтримуючої енергії і збільшенням в м'язовій масі та жирових відкладеннях. Збільшення рівня підтримуючої енергії, що супроводжує збільшення м'язової маси, прискорює рівень, з яким витрачається енергія. Це збільшення компенсує споживання зайвої енергії або зниження енергетичних витрат, що супроводжують початкову стадію ожиріння, призводячи до нульового енергетичного балансу. Тобто вага тіла починає підтримуватися на рівні ваги при ожирінні. Початкова стадія переходить в статичну стадію ожиріння. В одному дослідженні у жінок, які страждають на ожиріння, в статичній стадії потреба в підтримуючій енергії була на 35% більше, ніж у нормальних жінок. Однак це збільшення компенсується зниженням динамічного ефекту їжі на 41%. Втрата ваги призвела до нормалізації рівня підтримуючої енергії, але не вплинула на теплопродукцію.