Ожиріння та старіння у людей та нелюдських приматів Міні-огляд - FullText - Геронтологія 2016, том
Келлі Л. Воган
16701 Elmer School Road, корпус 103, кімната 1B04
Дікерсон, MD 20842 (США)
Статті, пов’язані з "
- Електронна пошта
Анотація
Поширеність ожиріння в США зростає в геометричній прогресії серед статі, віку та етнічних груп. Ожиріння та довготривала гіперкалорійна дієта призводять до, як видається, прискореного старіння, що часто призводить до багатосистемного погіршення, відомого як метаболічний синдром. Завдяки своїй фізіологічній схожості з людьми, а також порівнянним показникам спонтанного ожиріння та цукрового діабету, нелюдяні примати забезпечують корисну поступальну модель для стану людини. Вони дозволяють проводити дослідження in vivo щодо прогресування захворювання, взаємодії супутніх захворювань та нових втручань. Однак визначити ожиріння у людей похилого віку та приматів, що не є людьми, важко, оскільки фізіологічні зміни, що відбуваються зі старінням, не враховуються за допомогою наших сучасних систем (ІМТ - індекс маси тіла та BCS - показник стану тіла). Тим не менше, нелюдські дослідження приматів значною мірою сприяли нашому розумінню ожиріння та метаболічної дисфункції і повинні продовжувати відігравати важливу роль у трансляційних дослідженнях. Тут описані методи визначення ожиріння та метаболічного синдрому у людей та приматів нелюдів, а також поширеність та наслідки цих станів.
Вступ
Ожиріння швидко замінює куріння як головну причину смерті дорослих у розвинених країнах, сприяючи майже 20% усіх смертей у США [1]. Більше того, ожиріння пов'язане з багатьма супутніми захворюваннями, включаючи серцево-судинні захворювання (ССЗ), цукровий діабет II типу (T2DM) та рак, що представляє більш високий ризик смертності від усіх причин [2,3]. Таким чином, економічне навантаження на ожиріння величезне та зростає в геометричній прогресії.
Намагаючись описати масштаби проблеми ожиріння в нашій країні, Ladabaum et al. [4] провела кілька опитувань у поперечному перерізі. Своєю роботою вони визначили, що з 1990 р. Поширеність абдомінального ожиріння зросла у вікових групах, причому щорічне збільшення стає більш вираженим у наймолодшій групі, а абдомінальне ожиріння зростає з віком [4]. Подібні результати були виявлені щодо середнього збільшення окружності талії [4]. З 1990 р. Середній індекс маси тіла (ІМТ) та окружність талії зростали на 0,37% на рік серед чоловіків та жінок різного віку та етнічних груп по всій країні [4]. Як у людей, що страждають ожирінням, так і у осіб із нормальною вагою, обхват талії є незалежним предиктором захворюваності та смертності [5,6].
Хоча це досить просто у молодих та здорових людей та НПЗ, вікові зміни у складі тіла роблять визначення ожиріння серед людей похилого віку досить складним [26]. Наприклад, старіння пов’язане зі зменшенням маси без жиру (що називається саркопенією), збільшенням маси жиру, кіфозом та стисненням хребців, що призводить до втрати висоти [26]. Ці відхилення, разом із гендерними відмінностями, не враховуються при використанні ІМТ та маси тіла для визначення ожиріння. Подібним чином, зі схожими труднощами стикаються при встановленні оцінок стану тіла [27] (суб’єктивний показник жиру в організмі) у колонії вікових мавп-резусів.
Ще одним фактором, що ускладнює історію ожиріння та старіння, є парадокс ожиріння. Тут вважається, що ожиріння може слугувати своєрідним захисним засобом після певного віку, оскільки люди похилого віку, що страждають ожирінням, здається, живуть довше і мають менше та коротший термін перебування в лікарні порівняно з віковими людьми нормальної ваги [26,28]. Однак останні дослідження показали набагато сильніший зв'язок між ожирінням та захворюваністю у людей похилого віку, коли контролюються різні незрозумілі фактори (наприклад, когортні фактори та тривалість життя, ожиріного ожирінням) [1,29]. Існування парадоксу ожиріння є суперечливою темою на сьогоднішній день із неоднозначними даними [30]. Подальші дослідження людини та NHP у цій галузі є необхідними.
Метаболічний синдром
MetS виникає як наслідок складних генетичних та екологічних факторів [7]. Макнейл та ін. [31] виявив, що серед людей похилого віку особи з MetS мали підвищену частоту ішемічної хвороби серця та серцево-судинних захворювань, причому високий кров'яний тиск був найбільш сильно пов'язаним фактором. Результати вказують на те, що MetS був пов’язаний із 2-кратним збільшенням ризику розвитку ССЗ, смертності від ССЗ та інсульту [32]. Однак, після віку 75 років, взаємозв'язок між компонентами MetS та ССЗ втрачається, подібно до парадоксу ожиріння. Вважається, що це зниження передбачуваності з віком може бути зумовлене збільшенням існування конкуруючих факторів ризику (наприклад, нездорова дієта, відсутність фізичних вправ, резистентність до інсуліну, діабет тощо) після досягнення людиною 75-річного віку [ 31]. Це вказівки на відносну складність опису ожиріння та МетС у осіб старшого віку.
Чжан та ін. [33] використовували підхід до скринінгу популяції для виявлення моделі спонтанного MetS у резус-мавп з метою дослідження раннього патогенезу та зв'язку синдрому із судинними труднощами. Параметри скринінгу для MetS базувались на тих, що використовуються в людській медицині [8], і включали окружність талії та стегон, масу тіла, кров’яний тиск, глюкозу в плазмі натще, інсулін, тригліцериди, холестерин ліпопротеїдів високої та низької щільності та загальний холестерин. Тварин, які отримали найбільший бал за цими показниками, вважали схильними до MetS і спостерігали протягом 18 місяців. Подібно до людей, схильні NHP у цьому дослідженні мали відверте ожиріння та мали вищу масу тіла та окружність талії порівняно з аналогічними віковими контрольними тваринами та мали значно вищий рівень інсуліну, що свідчить про резистентність до інсуліну [33].
Цукровий діабет II типу
Як це часто буває в людській медицині, цукровий діабет оцінюють у мавп за допомогою показників рівня глюкози та інсуліну натще, рівня глікованого гемоглобіну (HbA1c), тесту на стимуляцію аргініну, внутрішньовенного тесту на толерантність до глюкози (IVGTT) та перорального тесту на толерантність до глюкози (OGTT). Концентрації глюкози натощак, як правило, нижчі у мавп макак порівняно з людьми (50-80 та 70,2-100,0 мг/дл відповідно) [34,35]. Концентрація глюкози> 106 мг/дл свідчить про явний діабет у НГП, тоді як люди потребують> 126 мг/дл для явної діагностики діабету (таблиця 1) [34,35].
Таблиця 1
Значення глюкози та інсуліну в крові натще, а також значення HbA1c у нормальних та діабетичних резус-макак та людей
Вплив ожиріння
Метаболічні та ендокринні фактори
Діабет та ожиріння є визнаними причинами прискореного старіння [36,37]. Наприклад, ожиріння (високий ІМТ) пов’язане з прискореною швидкістю епігенетичних змін, пов’язаних із віком печінки людини, що може відігравати певну роль в резистентності до інсуліну або раку печінки [38]. Ожиріння впливає на жирову тканину і впливає на гормони, запалення та гомеостаз глюкози, що може призвести до розвитку діабету та подальших характеристик прискореного старіння. У ожиріних станах макрофаги інфільтрують жирову тканину, підвищуючи рівень цитокінів (наприклад, TNF-α та IL-6) і можуть призвести до інсулінорезистентності та T2DM [39].