Ожирение и окислительный стресс

Системный окислительный стресс

       Многочисленные работы убедительно доказывают, что системный окислительный стресс (ОС) является непременным элементом развития ожирения, в первую очередь висцерального (отложение жировой массы в области внутренних органов). ОС не только отягощает заболевание, но и способствует развитию сопутствующих патологий – болезням сердечно-сосудистой системы, сахарному диабету и злокачественным опухолям.

   В работе, проведенной в Школе Физического Образования Университета г.Бедфорд, Великобритания    выявляли связь между индексом массы тела  (ИМТ), содержанием гидроперекисей и активностью ферментов антиоксидантной (АО) защиты организма.   Под наблюдением находились 90   мужчин и женщин, из которых у 29 был нормальный вес (ИМТ 22,74), у 36 – избыточная масса (ИМТ 27,18)  и  у 25 - ожирение  (ИМТ 33,78).    Показано, что у лиц с избыточной массой тела и с ожирением (по сравнению с обследуемыми с нормальным ИМТ) на 23% было  повышено содержание гидроперекисей жиров (Obesity, 2009).

  В совместной работе исследователей США и Китая     в ходе масштабного контролируемого клинического исследования   Shanghai Women's Health Study наблюдались 74942 жительницы Китая в     возрасте 40-70 лет.  У участниц в моче  определяли концентрацию продуктов перекисного окисления,  а также фиксировали частоту  рака молочной железы. Показано, что    у участниц с избыточной массой тела  содержание этих соединений  было положительно ассоциировано  с частотой опухоли.     Среди женщин с ИМТ более 29, имеющих наибольшую концентрацию в моче этих соединений,   частота развития опухоли была в 10,27 раз выше по сравнению с теми, кто имел минимальные концентрации.     Авторы полагают, что у женщин с ожирением   ОС играет важную роль в патогенезе рака молочной железы [JCO,    2009.].  

  Сходные закономерности выявлены и у лиц с ожирением и признаками метаболического синдрома в ходе исследования, проведенного в клинике “A. Murri” Отдела Внутренней Медицины и Здравоохранения Университета Бари, Италия.   По сравнению с практически здоровыми субъектами, у больных  в сыворотке крови был ниже уровень антиоксидантов витамина С и  α-токоферола, а содержание продуктов перекисного окисления,  напротив, выше. Причем, чем толще был слой висцерального жира, тем выраженность изменений была больше  [J. Nutr. December 2006  ].

   В Отделе Химической Патологии Университета   Ambrose Alli, Нигерия было проведено исследование, в ходе которого участники  были распределены на     пять  групп: лица с ожирением (группа 1), с ожирением и артериальной гипертензией (группа 2),   с ожирением и диабетом (группа 3),  а также с ожирением, сочетавшемся с гипертензией и диабетом (группа 4). Группой сравнения (группа 5) служили жители страны с нормальной массой тела без сопутствующих заболеваний.  У участников определяли в крови концентрации продуктов перекисного окисления, витаминов-антиоксидантов  А и Е.     Во всех группах по сравнению с контролем концентрация продуктов перекисного окисления была повышена.   Содержание витамина А оказалась наиболее низким в группах 1 и 5, а   витамина Е – в группах 1, 3, 5.  Авторы исследования полагают, что ожирение создает условия для развития окислительного стресса, причем, его выраженность    усугубляется диабетом и гипертензией (Asian J Med Res. 2013). 

  В Отделе Биохимии Медицинского Колледжа Энатур, Индия провели клиническое исследование с привлечениям мужчин как с  нормальной массой тела, так  и с ожирением.  У второй группы уровни продуктов перекисного окисления в крови были достоверно выше, а активность системы антиоксидантной защиты, наоборот, ниже  (Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 2012). 

       Зависимость между ожирением, ОС и уровнем в крови витаминов-антиоксидантов выявляли в ходе исследования ATTICA, проведенного  сотрудниками Университета Афин Греция  с привлечением  3042 взрослых людей. Авторами была  выявлена отрицательная корреляция между содержанием висцерального жира и антиоксидантной активностью, вне зависимости от таких параметров, как пол, возраст, фактор курения, физическая активность, пищевые пристрастия. Эта корреляция была более выражена по отношению к объему талии, чем к ИМТ.   У мужчин с центральным ожирением уровень антиоксидантной активности был ниже на 6%, чем у тощих субъектов, а у женщин – на 10%  (Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. 2007)

    В Отделе Питания И наук о Питании Университета Наварры, Испания такую же закономерность выявили и у детей и подростков. У всех участников с  помощью опросника оценивали потребление антиоксидантов и энергии.  Показатель  ОАО положительно коррелировал с потреблением клетчатки, фолиевой кислоты, магния, витаминов С,  А и Е. Показатели массы тела, ИМТ и содержания жира отрицательно коррелировали  с общей антиоксидантной активностью только у лиц с ожирением. Авторы работы полагают, что уровень общей антиоксидантной активности - потенциальный индикатор риска развития ожирения     (International Journal of Food Sciences and Nutrition. 2010).  

   Исследования у детей и подростков было организовано  Отделом Здравоохранения и Безопасности Питания Национального Института Здоровья, Рим, Италия. У субъектов с ожирением оказались выше показатели продуктов перекисного окисления и ниже – витаминов-антиоксидантов   бета-каротина и витамина А  [Eur. J. Clin. Invest. 2012].  

   В обзоре N. Karaouzene  и соавторов из Отдела Молекулярной и Клеточной Биологии Университета   Abou-Bekr Belkaïd, Алжир также обсуждаются закономерности, выявленные как  у молодых, так и у пожилых субъектов с ожирением: у всех уровень антиоксидантной активности   и витаминов   С и Е были ниже, а содержание продуктов перекисного окисления, наоборот, выше.   У пожилых эта закономерность  оказалась  выражена  в большей степени  [Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis.  2011].

   В недавно вышедшем обширном обзоре сотрудников Отдела Экспериментальной Медицины и  Хирургии Университета Рима, Италия  подробно анализируются многочисленные биохимические механизмы развития ОС при ожирении - накопление жировой массы  повышает  активность ферментов и целого ряда факторов-регуляторов, способствующих повышению образования агрессивных активных форм кислорода и перекисных радикалов. Эти механизмы также ответственны за развитие у лиц с ожирением    атеросклероза и других заболеваний сердечно-сосудистой системы,  сахарного диабета и злокачественных опухолей. В то же время, у   таких субъектов, особенно у лиц с висцеральным ожирением,  значительно ниже  эффективность антиоксидантной защиты – они получают   значительно меньше антиоксидантов и пищи, богатой фитохимическими соединениями – фруктов, овощей, клетчатки, зерновых,  чем люди с нормальной массой тела, а потребность  в них организма, наоборот повышена. В то же время,  у людей с ожирением повышено потребление насыщенных и транс-жирных кислот – источников перекисных радикалов, и снижена физическая активность. У женщин (но не у мужчин)  с ожирением уровень ферментов антиоксидантной защиты в крови  значительно возрастал после  нормализации массы тела.    У   жителей Италии с ожирением  (ИМТ 40 ) в возрасте  в среднем 44 года было обнаружено, что по сравнению с субъектами c нормальной массой тела у них были ниже показатели общей антиоксидантной активности  и содержания витамина С.    Наиболее серьезная недостаточность  витамина    выявлено у лиц с ожирением, которые увлекались программами быстрого снижения веса с последующим столь же быстрым его набором  (о таких чрезвычайно вредных для организма методиках «йо-йо» мы уже писали )    (Int. J. Mol. Sci. 2013).    

    Не так давно в  Биомедицинском Исследовательском Центре  Pennington, США был выявлен еще один механизм – оказалось, что у животных  с ожирением перекисные радикалы повреждают структуры головного мозга, ответственные за пищевое поведение, что ведет к развитию на фоне окислительного стресса неумеренному потреблению пищи и нарастанию    жировой массы (Free Radic. Biol. Med. 2013).     

       Окислительный стресс может быть не только следствием,  но также и  одной из причин развития ожирения. В Отделе Биохимии и Молекулярной Биологии Центра Хронических Метаболических Расстройств, Корея  показано, что стресс  способствует ускоренному созреванию адипоцитов (клеток жировой ткани) из их предшественников - преадипоцитов  (The Journal of Biological Chemistry, 2009 ).   

   В Центре Исследований Глаз, Мельбурн, Австралия показано, что окислительный стресс  может играть причинную роль в  развитии ожирения   в результате повышения отложения белой жировой ткани и изменения метаболизма адипоцитов, не только стимулируя их рост, но и способствуя увеличению размеров   (Stem. Cells Dev. 2013).      

    В отделе Питания и Здоровья Федерального Университета  Viçosa, Бразилия, показано, что показатели активности перекисного окисления в крови тесно  связаны с    индикатором висцерального ожирения (объем талии и отношение объема талии к бедрам) в большей степени  у женщин, чем  у мужчин   [Eur. J. Prev. Cardiol.  2012].

   У населения США, Европы и в других странах выявлены низкие уровни потребления витамина С и Е и каротирноидов, что коррелирует с высоким уровнем выраженного  ожирения.  В ходе исследования The Coronary Artery Risk Development in Young Adults (CARDIA) у подростков   выявлена выраженная обратная корреляция между ИМТ и суммой каротиноидов в пище (α- и  β-каротипны,  β-криптоксантин, зеаксантин/лютеин) (Br. J. Nutr. – 2006 ).   

    В ходе Национального Исследования Здоровья и питания (The National Health and Examination Survey (III), проведенного в США, у  детей с ожирением по сравнению с их сверстниками с нормальной массой  обнаружены, помимо недостаточного  потребления овощей и фруктов,   также более низкие концентрации  в сыворотке крови витаминов  β-каротина и  α-токоферола, чем (J. Pediatr. 1999 ).    

   Автор диссертации Aasheim E.T. (Университет Осло, Норвегия) выявил, что у пациентов с максимальной степенью ожирения в сыворотке   наиболее низкое содержание витаминов   C,  D,  B6, A и E (University of Oslo, 2009).     

    В ходе   Европейского проспективного   исследования по диете и раку  (European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition, EPIC) было показано, что у  его  участников  концентрация в плазме витамина С обратно коррелирует с распределением висцерального жира (Clin. Nutr,  2005).       

   Такие же данные существуют и по Японии. В Отделе Здравоохранения Университета Здоровья  Fujita выявлено, что у     субъектов с ожирением, в первую очередь  с висцеральным, выявляются низкие уровни каротиноидов, в первую очередь α- и β-каротина и β-криптоксантина (Clin. Nutr, 2006).      

          Дефицит минералов также вносит свой вклад в нарушение АО защиты. В обзоре сотрудников Отдела Эндокринологии и Метаболизма Колледжа Альберта Эйнштейна, США приводятся данные, что у   детей и подростков с ожирением отмечено снижение потребления селена и цинка, особенно у детей с центральным ожирением,  а у взрослых с выраженным ожирением выявлены дефициты цинка, магния, селена, железа (ISRN Endocrinol. 2012).        

   Такими образом, окислительный стресс является неотъемлемым элементом ожирения, способствуя отягощению заболевания и развитию сопутствующих патологий. Основная причина этого явления – неэффективность системы антиоксидантной защиты организма, связанной с дефицитом в пище антиоксидантов. Какие антиоксиданты  целесообразно применять в первую очередь? Об этом мы расскажем в следующих статьях.