Статеві відмінності в метаболізмі енергії необхідно враховувати при зміні способу життя людей
1 Клінічна школа Святого Георгія, медичний факультет, Університет Нового Південного Уельсу, Сідней, штат Новий Південний Уельс 2052, Австралія
2 Медичне відділення лікарні Святого Георгія, Когара, штат Нью-Йорк 2217, Австралія
Анотація
Жінки мають більшу частку жиру в порівнянні з чоловіками. Однак жінки споживають менше кілоджоулів на кілограм нежирної маси і спалюють жир переважно під час фізичних вправ у порівнянні з чоловіками. Під час гестації жінки накопичують ще більшу кількість жиру, що не можна пов’язати виключно зі збільшенням споживання енергії. Ці спостереження дозволяють припустити, що взаємозв'язок між споживаними кілоджоулями та використаними кілоджоулями різний у чоловіків та жінок. Причина цих статевих відмінностей в енергетичному обміні невідома; однак, це може стосуватися статевих стероїдів, відмінностей в інсулінорезистентності або метаболічних ефектів інших гормонів, таких як лептин. Розглядаючи модифікації способу життя, слід враховувати статеві відмінності в енергетичному обміні. Більше того, з’ясування регуляторної ролі гормонів в енергетичному гомеостазі є важливим для розуміння патогенезу ожиріння, і, можливо, в майбутньому це може призвести до способів зменшення жиру в організмі з меншим обмеженням енергії.
1. Вступ
Перша половина цієї статті присвячена розбіжностям між чоловіками та жінками: викладено гендерні відмінності ФМ, обговорено аспекти енергетичного метаболізму, які можуть враховувати ці відмінності, та обговорено ключові метаболічні ролі гормонів яєчників. На цьому тлі друга половина цієї статті присвячена структурі тіла та енергетичному балансу під час вагітності.
2. Гендерні відмінності у складі тіла протягом усього життя
Як і багато ссавців, люди демонструють суттєві відмінності у нежирній масі (ШЖМ) та ФМ між статями. Національне обстеження здоров’я та харчування III (NHANES III) з 15 912 суб'єктів показав, що неіспаномовні білі жінки у віці від 12 до 80 років мають більш високий відсоток ФМ, ніж чоловіки, починаючи з пубертату і варіюючи від 6% до 11% вище за кожне вивчене десятиліття (див. Таблицю 1 та рисунок 1) [10]. Інші дослідження також підтверджують думку, що значні статеві розбіжності у складі тіла починаються із статевим дозріванням [3]. Ця різниця між статями зберігається в усіх етнічних групах і спостерігається у всіх популяціях, хоча на її величину впливають етнічні, генетичні та екологічні фактори [11]. Мало того, що різниця у відсотках ЧМ між статями, є також добре відома різниця у розподілі жиру в організмі.
3. Гендерна різниця в енергетичному обміні
Можна припустити, що жінки накопичують більше жиру, оскільки вони споживають більше енергії, ніж витрачають, або що вони споживають жир ефективніше. Однак, якщо порівнювати добове споживання енергії в когорті суб'єктів NHANES III, чоловіки споживали більше енергії, навіть після того, як налаштувались на знежирену масу (187 кДж кг -1 проти 170 кДж кг -1) [1, 10]. Одне з можливих пояснень полягає в тому, що жінки ефективніше зберігають енергію та зберігають її як жир. Підтвердженням цього поняття є визнання того, що жінки повинні зменшити споживання їжі на більшу частку, щоб досягти такого ж ступеня втрати ваги, як і чоловіки [12]. Іншим спостереженням є те, що в першій половині вагітності жінки збільшують рівень ФМ без очевидного збільшення споживання енергії або зменшення витрат. Ця здатність збільшувати FM без суттєвого збільшення споживання енергії вказує на існування метаболічних адаптацій, які можуть сприяти різниці статей у FM.
3.1. Вправа Метаболізм
Різниця у швидкості окислення глюкози та жиру під час фізичних вправ, схоже, не пояснює гендерну різницю у ЧМ. Жінки переважно спалюють паливну суміш із підвищеним вмістом жиру та глюкози під час фізичних вправ [13]. Незважаючи на це, жінки втрачають менше жиру, ніж чоловіки, стикаючись із подібним дефіцитом енергії [14–17]. Це може бути пов’язано з більш ефективним накопиченням жиру в періоди поза фізичними вправами [18, 19], враховуючи, що у більшості здорових людей менше 5% дня витрачається на фізичні вправи. Більш висока маса жиру у жінок може дозволити їм переважно використовувати це джерело енергії як паливо під час тренувань, тоді як у неспортивні періоди жінки накопичують жир ефективніше порівняно з чоловіками.
3.2. Метаболізм після їжі
Оскільки жінки не споживають більше енергії в порівнянні з чоловіками, проте переважно окислюють жир під час фізичних вправ, цілком логічним є припущення, що їх більший рівень ФМ обумовлений збільшенням накопичення жиру в періоди нетренування. Дійсно, було виявлено, що жінки відразу після фізичних навантажень повертаються до стану зниженого окислення жирних кислот, яке зберігається годинами [21]. Крім того, повідомляється, що випуск вільних жирних кислот після їжі з жирової тканини нижчий у жінок, ніж у чоловіків [22, 23]. Кілька поперечних досліджень, що порівнювали чоловіків і жінок, продемонстрували, що чоловіки окислюють більший відсоток вживаного жиру [24, 25]. Використовуючи радіодинаміки, ці автори також показали, що поглинання жирних кислот після їжі підшкірними та жировими тканинами нижньої частини тіла було вищим у жінок, ніж у чоловіків. Оскільки кількість енергії, витраченої в станах після абсорбції та після прийому їжі, більша, ніж під час фізичних вправ, це буде мати велике значення для загального накопичення жиру та FM.
Вважається, що естроген частково відповідає за це зменшення окислення жирних кислот після їжі. Проспективні дослідження з використанням пероральної естрогенної терапії повідомили про зменшення окислення жирних кислот після їжі. Одне дослідження виявило значне зменшення окислення жирних кислот після їжі, пов’язане з незначним збільшенням FM [27]. Подібні зміни були виявлені у жінок з дефіцитом гормону росту при пероральній терапії естрогенами [28]. В іншому дослідженні повідомлялося про більш значне зменшення окислення жирних кислот після їжі пероральним естрогеном порівняно з трансдермальною терапією, пов’язаною зі значним збільшенням рівня ФМ [29]. Це спостереження, яке залежить від шляху, підвищує ймовірність того, що пероральна естрогенна терапія впливає на печінку під час метаболізму першого проходження. Отже, дослідження з використанням екзогенних естрогенів продемонстрували, що ефективне накопичення жиру у жінок опосередковується зменшенням окислення жирних кислот після їжі, швидше за все, через естрогенний вплив на печінкову переробку харчових жирів.
Однак метаболічний ефект лікування екзогенним естрогеном може відрізнятися від ендогенних естрогенів з кількох причин. Екзогенні синтетичні естрогени, як правило, є більш потужними [30], і вони мають різні фармакокінетичні властивості [31]. Існує кілька типів ендогенних естрогенів, і кожен може мати дещо різні або синергетичні дії [30]. Перспективні дослідження під час гіпероестрогенного стану вагітності ідеально підходять для вивчення впливу ендогенних естрогенів на окислення жирних кислот після їжі. Однак логістичні труднощі вивчення вагітності перед вагітністю означають, що на сьогоднішній день існує обмежена кількість перспективних досліджень, що мають достатній обсяг вибірки, щодо енергетичного обміну під час вагітності. Spaaij та ін. [32] досліджував 27 жінок від вагітності до пологів. Вони виявили, що окислення жиру після їжі не відрізнялося від значень препрегнантів протягом перших 13 тижнів і фактично зростало після цього. У поперечних дослідженнях Nagy та King [33] не виявили різниці в окисленні жирних кислот після їжі між 6 невагітними та 10 вагітними, тоді як більш масштабне дослідження (