Ожирение как болезнь адаптации

Концепция гомеостаза в настоящее время играет важную роль при анализе жизненных процессов на разных уровнях биологических систем. Гомеостатические свойства целостного организма являются результатом одновременного действия многих сложно организованных регуляторных механизмов, среди которых одно из важных мест занимает вегетативная регуляция, обеспечивающая постоянство уровней обмена веществ и энергии в организме, отдельных органах и тканях. С точки зрения кибернетики, гомеостаз обеспечивается за счет управления внутренними параметрами системы на основе переработки поступающей на ее вход информации о состоянии внешней среды. 

Способность к уравновешиванию со средой или адаптационные возможности организма являются одной из важнейших особенностей живой системы. Если представить организм как кибернетическую систему, состоящую из управляющих (ЦНС, подкорковые и вегетативные центры) и управляемых (внутренние органы) элементов, то согласующим звеном, между ними является аппарат кровообращения, обеспечивающий адекватное кровоснабжение, а вместе с ним и жизнедеятельность отдельных органов и систем. Сердце, как компонент мультипараметрического взаимодействия, реагирует на любые изменения гомеостаза, а его физиологические показатели могут объективно отражать состояние организма. Процесс адаптации организма к условиям, среды может быть описан исходя из. взаимодействия между управляющим и исполнительным контурами. Степень напряжения регуляторных систем, в том числе, тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы, влияет на уровень функционирования системы кровообращения путем мобилизации той или иной части функционального резерва. Неблагоприятное воздействие факторов окружающей среды при достаточном функциональном резерве нередко в течение долгого времени не вызывает нарушения миокардиальногемодинамического гомеостаза, а лишь ведет к некоторому смещению, физиологических показателей в пределах принятого диапазона норм. Это сопровождается соответствующим напряжением регуляторных систем. Напротив, когда функциональный резерв невелик, то уже небольшое увеличение степени напряжения регуляторных систем в ответ на стрессовое воздействие может привести к нарушению гомеостаза.

Все вышесказанное применимо по отношению к развитию любой патологии, в том числе ожирения. Использование принципов кибернетики в анализе сложных биологических систем нашло свое отражение и в теории липостата, дающей объяснение большинства известных на сегодняшний день патогенетических механизмов ожирения. Для адекватного управления жировыми запасами и поддержания постоянства массы тела жировая ткань и гипоталамус обмениваются сложными нейрогуморальными сигналами, от которых зависят аппетит, усвоение пищи, расход энергии и масса тела. В жировой ткани, являющейся метаболически активным образованием, постоянно протекают уравновешиваемые процессы липогенеза и липолиза, контролируемые нейроэндокринной системой. Правильное взаимодействие жировой ткани и гипоталамуса обеспечивает эффект массостата (липостата), то есть гомеостаз массы тела.

Ожирение представляет собой болезнь, зависящую от нарушения адипоцитарно-гипоталамических информационных взаимосвязей, при котором установочная точка липостата смещается вверх. Превышение потребления энергии над тратами — условие развития первичного ожирения, но его ключевой механизм состоит в нарушениях сигнальной связи между жировой тканью и гипоталамусом. Развивающаяся при ожирении инсулинорезистентность, а также изменение функциональной активности нейроэндокринной системы с активацией гипоталамо-гилофизарно-надпочечниковой оси, в начальных стадиях развития ожирения носят адаптационный характер, а в процессе постоянной весовой прибавки на фоне положительного энергетического баланса они становятся дезадаптивными, патологическими, приводя к развитию осложнений.

С резервом компенсации тех или иных последствий инсулинорезистентности (ИР) может быть связан и спектр состояний, входящих в метаболический синдром (МС). Манифестация заболеваний в рамках МС у лиц с наследственно обусловленными низкими адаптационными возможностями может наблюдаться и при слабо выраженной ИР в более молодом возрасте, и при небольшом избытке массы тела, так как особенности секреции инсулина обусловлены разнообразными независимыми от сниженной инсулиновой чувствительности причинами, в том числе – вегетативными нарушениями.

Детское ожирение может рассматриваться как начальная – адаптационная стадия формирования ожирения взрослых, однако, уже на этом этапе могут произойти поломки адаптационных механизмов с дальнейшим прогрессированием ожирения и развитием осложнений.

Независимо от причин возникновения ожирения, в конечном счете, в его основе лежат нарушения деятельности функциональных систем, регулирующих массу тела, которые могут проявляться на разных уровнях регуляции липостата. Дисфункция гипоталамо-гипофизарной системы нейроэндокринной регуляции энергетического баланса приводит, прежде всего, к нарушениям вегетативного обеспечения деятельности организма с последующим нарушением метаболизма энергетических субстратов. В результате дисрегуляции разрушаются физиологические взаимосвязи между метаболическим и вегетативным статусом.

Развитие инсулинорезистентности при избыточном поступлении пищи первоначально направлено на стабилизацию массы тела, с одной стороны, ограничивая отложение жира и, с другой стороны, увеличивая активность симпатической нервной системы, что ведет к усилению термогенеза. То есть, инсулинорезистентность может быть одним из механизмов, направленных на ограничение прибавки массы тела. В условиях инсулинорезистентности нарастающая гиперинсулинемия и гиперсимпатикотония также являются компенсаторным механизмом энергетического гомеостаза. Согласно данной точки зрения, артериальная гипертензия, ассоциированная с ожирением, представляет собой нежелательное следствие активации механизмов восстановления нормального энергетического гомеостаза при декомпенсации соответствующих регуляторных механизмов.

Наличие взаимосвязи между ожирением, ИР и симпатической активностью бесспорно, однако вопрос о том, предшествует ли ИР и гиперинсулинемия активизации симпатического отдела ВНС или же гиперсимпатикотония является первичным дефектом, способствующим развитию ИР и ее осложнений, продолжает дискутироваться. В ряде исследований показана непосредственная роль инсулина в регуляции симпатической активности. Однако, существует и точка зрения, что симпатическая нервная система также являете я существенным звеном патогенеза инсулинорезистентности. Некоторые исследователи в качестве причин гиперинсулинемии указывают активизацию гипоталамо-гипофизарно-надиочечниковой оси и гиперсимпатикотонию.

Также следует учитывать, что для формирования ожирения и ИР в детском возрасте большое значение имеет стресс, который всегда приводит к активизации центральных и периферических звеньев нейровегетативной (симпатический отдел ВНС) и нейрогуморальной (гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось) регуляции.

Оценка функционального состояния организма возможна по результатам изучения внутренней структуры ритма, так как вегетативная и гуморальная регуляция кровообращения изменяются раньше, чем выявляются энергетические, метаболические и гемодинамические нарушения. Регистрация этих изменений и их правильная интерпретация позволяют диагностировать заболевание в доклинической стадии, что важно для предупреждения развития болезни и ее осложнений.

Еще до исследований вариабельности сердечного ритма (ВСР) у лиц с ожирением было известно, что ее снижение является чувствительным маркером автономной кардиальной нейропатии у больных сахарным диабетом. В нескольких исследованиях также была отмечена связь уменьшения синусовой аритмии с повышенным уровнем гликемии натощак у лиц без сахарного диабета. Закономерно предположить, что если нарушения вегетативной регуляции сердечного ритма уже имеют место на ранних этапах формирования патологии обмена глюкозы, то метаболический синдром также должен быть связан с вегетативной кардиальной дисфункцией. В подтверждение этой гипотезы недавно опубликованы данные о наличии обратной связи между количеством компонентов МС и барорефлекторной чувствительностью, также относящейся к маркерам автономной кардиальной нейропатии. Также в нескольких исследованиях у взрослых было показано, что ВСР уменьшается по мере появления новых компонентов МС, независимо от уровня гликемии. Предполагается, что повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний (ИБС, инфаркт миокарда и др.) у пациентов с нарушенной толерантностью к глюкозе и МС отчасти обусловливается вегетативной диерегуляцией работы сердца.

Тем не менее, исследования ВСР у больных с ожирением дают противоречивые результаты. С одной стороны, у лиц с ожирением и МС суммарная мощность всех волновых составляющих ритма сердца уменьшается с увеличением степени ожирения, и наблюдается обратная взаимосвязь инсулинемии с показателями вариабельности сердечного ритма. В то же время, гиперинсулинемия у больных с ожирением и ИР на фоне инфузии инсулина приводила к увеличению ВСР и общей мощности спектра, в основном за счет низкочастотного компонента (LF). По-видимому, нарушения вегетативной регуляции и симпатическая активация при ожирении патогенетически в большей степени связаны с инсулинорезистентностыо, чем с уровнем инсулина и гликемией.

В исследованиях ВСР у детей с ожирением в основном используются методы статистического анализа и вариационной пульсометрии без оценки спектральных составляющих. Отмечается преобладание симпатического тонуса в покое (более, чем у 60% детей), коррелирующего со степенью ожирения, и гиперсимпатикотонической вегетативной реактивности (примерно у половины детей). Однако помимо констатации данных изменений нет предложений по практическому использованию различных методик ВСР в оценке функционального состояния и адаптационных возможностей организма у детей с ожирением на этапах диагностики и лечения.