Системні та легеневі ускладнення ожиріння, біохімічні відхилення та порушення роботи легенів

Тіаго Томаз Мафорт

Лабораторія фізіології дихання, відділення легеневої медицини, Університетська лікарня Педро Ернесто, Державний університет Ріо-де-Жанейро, бульвар 28 де Сетембро, 77, Віла Ізабель, 20551-030 Ріо-де-Жанейро, Бразилія

Роджеріо Руфіно

Аспірантура з медичних наук, Державний університет Ріо-де-Жанейро, Av. Професор Маноель де Абреу, 444, Віла Ізабель, 20550-170 Ріо-де-Жанейро, Бразилія

Клаудія Енріке Коста

Агнальдо Хосе Лопес

Анотація

Передумови

За останні десятиліття поширеність ожиріння різко зросла, і воно стало найпоширенішим метаболічним захворюванням у всьому світі, що призвело до глобальної епідемії [1]. Етіологія ожиріння є складною та багатофакторною і зумовлена взаємодією генів із середовищем, способом життя та емоційними факторами. Сучасний спосіб життя є потужним фактором ризику ожиріння. Зниження рівня фізичної активності та збільшення споживання калорій є важливими факторами навколишнього середовища, що сприяють ожирінню [2, 3].

Збільшення кількості людей із надмірною вагою та ожирінням є серйозною проблемою охорони здоров'я, що має наслідки для суспільства та систем охорони здоров'я у глобальному масштабі. Економічні наслідки ожиріння та супутніх захворювань не обмежуються високими медичними витратами, а також включають непрямі або соціальні витрати, такі як зниження якості життя, проблеми соціальної адаптації, втрата продуктивності праці, втрата працездатності, пов'язана з достроковою пенсією та смертю [4].

Кілька системних ускладнень пов'язані з ожирінням, деякі з яких призводять до серйозних порушень органів і тканин. Ці ускладнення включають механічні зміни, спричинені накопиченням жирової тканини та численними цитокінами, що виробляються адипоцитами [5]. Вплив ожиріння на дихальну систему все частіше вивчався. Накопичення жиру в організмі спричиняє зміни у фізіології дихання, внаслідок чого порушуються різні параметри функції легенів. Різні закономірності розподілу жиру в організмі диференційовано та негативно впливають на функцію дихальної системи [6].

Огляд

Системні ускладнення, пов’язані з ожирінням

Хоча взаємозв'язок між ожирінням та легеневою дисфункцією стає все більш ясним, все ще існує багато суперечок щодо того, чи виникає це в інших популяціях. Складні захворювання, такі як астма, обструктивне апное сну (OSA) та хронічна обструктивна хвороба легень (ХОЗЛ), є багатофакторними захворюваннями, які передбачають взаємодію між екологічними, генетичними та поведінковими факторами [7]. Ожиріння пов'язане з різними захворюваннями та є важливим фактором серцево-судинного ризику. Статус зайвої ваги сприяє метаболічним та структурним змінам, що підвищують сприйнятливість до різних захворювань, включаючи серцево-судинні, метаболічні порушення, ниркові та жовчні захворювання та деякі типи раку [7].

Люди з ожирінням виявляють стійкий прозапальний стан, що призводить до резистентності до інсуліну, дисфункції ендотелію, системної артеріальної гіпертензії (САГ) та дисліпідемії. Ці фактори завершуються цукровим діабетом 2 типу (T2DM) і сприяють атерогенезу, що, в свою чергу, збільшує ризик ішемічної хвороби серця, інсульту та серцевої недостатності [8, 9].

Кілька досліджень показали пряму кореляцію між ожирінням та OSA. Однак точна патофізіологія OSA у пацієнтів із ожирінням залишається недостатньо вивченою [10]. Залучені механізми включають збільшення окружності шиї, а також безпосередню дію жирової тканини на дихальні шляхи за рахунок зменшення просвіту дихальних шляхів і збільшення ймовірності колапсу дихальних шляхів [11, 12].

Астма також корелює з ожирінням. Люди з ожирінням, що страждають на астму, частіше мають важко контрольовані ускладнення та захворювання, а особи з вищим індексом маси тіла (ІМТ) мають більший ризик розвитку астми. Механізми, що беруть участь у цій асоціації, включають підвищену гіперреактивність бронхів (BHR), функціональне зниження дихання із зменшенням дихального об’єму та потоку, хронічне системне запалення, спричинене підвищеним рівнем запальних цитокінів та хемокінів, та фактори, що походять від адипоцитів, включаючи лептин, адипонектин та плазміноген інгібітор активатора [13, 14]. Деякі інші фактори також сприяють збільшенню ризику астми у людей із ожирінням, включаючи зміни в дихальній функції, низьку толерантність до фізичних навантажень та схильність до гастроезофагеального рефлюксу [15, 16].

Порушення легеневої функції внаслідок ожиріння

Об'єм легенів

Оцінка статичного об’єму легенів в першу чергу вказує на зменшення резервного об’єму видиху (ERV), функціональної залишкової ємності (FRC) та загальної ємності легенів (TLC). Зниження FRC та ERV можна помітити навіть при незначному збільшенні ваги. Це відбувається внаслідок зміни балансу інфляційного та дефляційного тиску на легені через масове навантаження жирової тканини навколо грудної клітки та живота [49]. Підвищений внутрішньочеревний тиск може передаватися в грудну клітку. Це різко зменшує FRC та ERV і вимагає від пацієнтів вдихувати менш ефективну частину кривої тиск-об'єм, що, в свою чергу, збільшує роботу дихання [46].

Джонс та Нзекву [52] повідомили, що зниження ВСВ, FRC та TLC, мабуть, демонструє експоненціальну кореляцію зі збільшенням ІМТ і безпосередньо корелює з механічними ефектами, спричиненими відкладенням жиру в грудях та животі. Згідно з цим дослідженням, ожиріння зменшує відповідність дихальної системи та створює механічні обмеження для м’язів, відповідальних за дихання. Крім того, Mafort et al. [53] використовував спірометрію та плетизмографію всього тіла, щоб оцінити 30 пацієнтів із надмірною вагою або ожирінням, і показав, що первинна зміна об’єму легенів у цих пацієнтів була зменшеною ERV. На думку цих авторів, відкладення жиру в грудно-черевній області є однією з основних причин спостережуваного зменшення ВСЕ. Примітно, що помітне зменшення ВСЕ може призвести до відхилень у розподілі вентиляції, до закриття дихальних шляхів у залежних зонах легені та нерівності у співвідношенні вентиляція-перфузія [49].