Пандемия ожирения и её последствия
Количество людей с ожирением стремительно увеличивается — этому способствует лёгкая доступность калорийной пищи и неспособность распознавать истинные сигналы своего организма. Когда эмоции и внутренние потребности остаются неосознанными, еда становится универсальным способом их заглушить.
Мы не раз слышали о тяжёлых последствиях этой эпидемии: ухудшение качества и сокращение продолжительности жизни, нагрузка на сердце, суставы, повышенные риски диабета 2-го типа, бесплодия, нейродегенеративных заболеваний и множества других проблем.
Сегодня предлагаю взглянуть на ситуацию глубже — не на уровне организма в целом, а через призму клеточных процессов. Давайте разберёмся, что происходит внутри жировой ткани при ожирении. Возможно, этот взгляд окажется даже нагляднее, чем сухая статистика смертей от инфаркта.
Функции жировой ткани — больше, чем просто запас энергии
Для начала важно представить себе жировую ткань не как простое хранилище запасов, а как сложную и динамичную систему, заслуживающую уважения. Давно пора забыть представление о жире как о пассивных «мешках с салом» — это полноценный орган со своей внутренней жизнью.
Помимо адипоцитов, составляющих основу жировой ткани, здесь присутствуют и другие важные клетки:
Стволовые клетки — они обеспечивают обновление жировой ткани, формируя новые адипоциты в течение всей жизни.
Иммунные клетки — контролируют воспалительные процессы, уничтожают повреждённые клетки и следят за онкологической безопасностью.
Фибробласты — создают и поддерживают коллагеновый каркас, обеспечивая структурную целостность ткани.
Жировая ткань — это не просто место хранения энергии, а сложная экосистема, где каждая клетка выполняет свою важную функцию.
Разумеется, жировая ткань также густо пронизана кровеносными сосудами и нервами, обеспечивающими её полноценное функционирование.
Но если само по себе клеточное разнообразие ещё не вызывает уважения, то стоит обратить внимание на функции жира. Это не просто защита от ударов и холода или стратегический запас питательных веществ. Жировая ткань — полноценный эндокринный орган, который синтезирует более 50 гормонов, известных как адипокины.
Адипокины регулируют широкий спектр процессов: от иммунного ответа [1] и скорости метаболизма [2] до репродуктивной функции [3] и множества других аспектов физиологии. Один из самых известных адипокинов — лептин. Его можно считать сенсором энергетического баланса организма: он помогает определить, находится ли человек в состоянии профицита («много кушать») или дефицита («мало кушать»).
Количество лептина в крови прямо пропорционально объёму жировой ткани — чем больше жира, тем больше лептина. Этот гормон действует на мозг, связываясь со своими рецепторами на нейронах, подавляя аппетит и тормозя дальнейшее разрастание жировых запасов.
Как это работает? Лептин активирует симпатическую нервную систему, которая через нервные окончания передаёт сигналы в жировую ткань. В ответ локально высвобождаются адреналин и норадреналин, запуская процесс липолиза. То есть, между мозгом и жиром идёт постоянный «диалог». Звучит впечатляюще, правда?
Но функции лептина на этом не заканчиваются. Он также играет важную роль в регуляции репродуктивной системы: стимулирует выработку гонадотропных гормонов в гипофизе и гонадолиберина в гипоталамусе [3], что непосредственно влияет на фертильность. Именно поэтому критически низкий уровень жира в организме может стать причиной бесплодия.
Но почему тогда люди с избыточным весом, имея высокие уровни лептина, тоже нередко сталкиваются с проблемами зачатия? Ответ кроется в явлении гормональной резистентности, и здесь дело не только в инсулине.
Существует и лептинорезистентность [4], при которой организм теряет чувствительность к лептину. Причины до конца не ясны: одни исследователи предполагают, что у людей с ожирением нарушен транспорт лептина через гематоэнцефалический барьер, другие считают, что уменьшается количество рецепторов к нему. Как бы то ни было, факт остаётся фактом — при ожирении мозг перестаёт адекватно воспринимать сигналы лептина, а это значит, что ни аппетит не удаётся подавить, ни детей сделать.
Как организм адаптируется к избыточному весу
Важно понимать, что гормональная резистентность изначально задумывалась природой как адаптационный механизм. Например, инсулинорезистентность позволяет адипоцитам регулировать накопление жира, а лептинорезистентность помогает мозгу обеспечивать постоянное поступление пищи — ведь с эволюционной точки зрения накопление жировых запасов всегда было выгодным.
Когда человек набирает небольшое количество веса, эти адаптации работают в пределах нормы и могут довольно легко обратиться вспять. Более того, кратковременное снижение чувствительности к инсулину может случиться даже после одной обильной трапезы [5]. Но если "пиршество" затягивается на годы, ситуация выходит из-под контроля.
Именно здесь становится очевидно, что вся сложная и сбалансированная система, включающая адипокины, иммунный гомеостаз и коммуникацию между жировой тканью и мозгом, начинает давать сбои. Причём это происходит не одномоментно, а постепенно, примерно так:
Человек стабильно потребляет больше энергии, чем тратит. Адипоциты оказываются в состоянии постоянного анаболизма: избыточное питание → повышенный уровень инсулина → активное поглощение глюкозы и накопление жирных кислот. Всё идёт по плану, пока клетки способны увеличиваться. Но адипоциты не бесконечно растяжимы — у них есть предел. Когда он достигается, начинаются серьёзные проблемы [6].
Проблемы начинаются раньше, чем наступит ожирение
На самом деле проблемы начинаются ещё до того, как адипоциты достигнут своего предела. По мере увеличения жировых запасов они постепенно утрачивают чувствительность к инсулину. А ведь инсулин отвечает не только за транспорт глюкозы, но и за доставку жирных кислот. Этот механизм позволяет клеткам не перегружаться липидами сверх допустимых пределов. Однако при постоянном избытке энергии процесс выходит из-под контроля: адипоциты продолжают раздуваться, а уровень лептина растёт вместе с ними.
Но лептин — это не просто регулятор аппетита. Он также играет ключевую роль в запуске воспалительных реакций. Таким образом, адипоциты фактически отправляют тревожный сигнал окружающим иммунным клеткам — макрофагам и Т-лимфоцитам: «Готовьтесь, возможны потери» [7]. И действительно, потери неизбежны. Адипоциты не просто страдают — они массово гибнут. Ирония в том, что их убивает… голод.
В крови полно глюкозы, адипоциты в теории могут её окислять и даже запасать небольшое количество гликогена. Но какой в этом смысл, если чувствительность к инсулину снижена? Глюкоза просто не попадает в клетки. Остаётся единственный вариант — использовать жирные кислоты. Однако их эффективное окисление возможно только в митохондриях при достаточном количестве кислорода. А вот с этим как раз большие проблемы.
Кислорода в окружающей среде катастрофически мало (почему — в абзаце ниже). Между тем, митохондрии — это главный источник активных форм кислорода (АФК), а процесс расщепления жирных кислот сопровождается ещё более высокой выработкой АФК, чем окисление глюкозы. Избыточная нагрузка на митохондрии приводит к оксидативному стрессу, который постепенно разрушает их изнутри: АФК атакуют мембраны и ДНК. В результате жирные кислоты сгорают неэффективно, а их недоокисленные остатки накапливаются в клетке, становясь токсичными.
Адипоциты массово гибнут (по сути, это локальный некроз), а выжившие раздуваются до предела, сдавливая всё вокруг, словно тесная оболочка, не выдерживающая внутреннего натиска. Итог этой скученности — нехватка кислорода и механическое перенапряжение:
Жировая прослойка утолщается, увеличивается расстояние между сосудами.
Доставка кислорода затрудняется.
Разросшийся жир оказывает давление на коллагеновый каркас, и фибробласты принимают решение укрепить его.
Коллагеновые перегородки между дольками жировой ткани утолщаются, начинается её фиброз.
Доступ кислорода ухудшается ещё сильнее, а его дефицит запускает воспалительные процессы.
Иммунные клетки, обосновавшиеся в жировой ткани, приходят в боевую готовность, а из кровотока подтягивается подкрепление. В результате в жировой прослойке образуются скопления иммунных клеток — так называемые инфильтраты. Они активно размножаются и начинают продуцировать воспалительные молекулы.
А теперь вопрос: что, помимо чрезмерного накопления жира, запускает инсулинорезистентность? Верно — хроническое воспаление. А его тут хоть отбавляй, и исчезать оно явно не собирается. Гибель адипоцитов продолжается, нехватка кислорода усиливается, а воспаление, которое в норме должно бороться с инфекцией, теперь лишь старается сдерживать этот затяжной хаос. Именно поэтому оно не острое, а вялотекущее и хроническое.
Системные последствия ожирения для здоровья
Конечно, воспалительные молекулы из жировой ткани не просто могут, а неизбежно поступают в общий кровоток. Так локальное воспаление перерастает в системное. А что оно означает? Во-первых, ослабленный иммунитет: организм вынужден постоянно «разрываться» между борьбой с внутренним воспалением и внешними угрозами. Иммунная система становится рассеянной и менее эффективной. Во-вторых, снижается противоопухолевая защита [7].
Наш организм ежедневно производит раковые клетки, но здоровая иммунная система без труда уничтожает их. Однако у человека с ожирением, чья иммунная система перегружена хроническим воспалением, этот процесс уже не такой безупречный. Более того, воспаление и оксидативный стресс вносят свой вклад в ухудшение памяти, снижение когнитивных способностей и развитие нейродегенеративных заболеваний [8].
И напоследок, гипотеза, которая пока частично спекулятивна, но заслуживает внимания: митохондриальная дисфункция, потенциально передающаяся по наследству. Митохондрии – это особые клеточные органеллы с собственным геномом, который почти не зависит от ядра. Они передаются исключительно от матери через цитоплазму яйцеклетки. Если у женщины с ожирением митохондрии уже функционируют с нарушениями, её ребёнок может унаследовать этот дефект [9].
Резюме
Это далеко не полный перечень последствий ожирения — его можно продолжать бесконечно. Главная цель этой статьи – показать, какой хаос разыгрывается внутри жировой ткани человека с избыточной массой тела. Картина напоминает «Последний день Помпеи» Брюллова, только этот день никогда не заканчивается. Из сложной и тонко настроенной системы формируется клубок хаотичных процессов, запускающих бесчисленные петли положительных обратных связей. А разрушительные последствия этого хаоса затрагивают весь организм.
Список источников:
1. Interactions between adipose tissue and the immune system in health and malnutrition (Wensveen, 2015)
2. The role of leptin and ghrelin in the regulation of food intake and body weight in humans: a review (Klok, 2007)
3. Interaction between energy homeostasis and reproduction: central effects of leptin and ghrelin on the reproductive axis (Tena-Sempere, 2013)
4. The cellular and molecular bases of leptin and ghrelin resistance in obesity (Cui, 2017)
5. A 5-day high-fat, high-calorie diet impairs insulin sensitivity in healthy, young South Asian men but not in Caucasian men (Bakker, 2014)
6. Adapting to obesity with adipose tissue inflammation (Reilly, 2017)
7. Obesity as a major risk factor for cancer (De Pergola, 2013)
8. The impact of obesity on neurodegenerative diseases (Mazon, 2017)
9. Impaired mitochondrial activity in the insulin-resistant offspring of patients with type 2 diabetes (Petersen, 2004)
