Ожиріння та афроамериканці: фізіологічні та поведінкові шляхи

1 Департамент військової та екстреної медицини (MEM), Університет медичних наук (USUHS), кімната 26, будинок 53, 4301 Jones Bridge Road, Бетесда, MD 20814, США

Анотація

Хоча було досягнуто прогресу у розумінні зв'язку між фізіологічною поведінкою та поведінкою способу життя щодо ожиріння, етнічні відмінності в ознаках ожиріння та шляхи до ожиріння залишаються дещо нез'ясованими. Однак ожиріння залишається серйозним дедалі більшим занепокоєнням. У цій роботі висвітлено етнічні відмінності у афроамериканців та кавказців, які можуть сприяти підвищенню поширеності ожиріння серед афроамериканців. Розуміння етнічних відмінностей у критеріях метаболічного синдрому, функціонування осі надниркових залоз гіпоталамусу гіпофіза, коливань чутливості до глюкокортикоїдів та резистентності до інсуліну, а також фізичної активності та рівня серцево-судинної форми може допомогти інформувати про практичні клінічні та медичні заходи та зменшити диспропорції ожиріння.

1. Вступ

Надмірна вага та ожиріння - це хронічні захворювання здоров’я, якими страждають багато дітей та дорослих у США [1, 2]. Наслідки надмірної ваги та ожиріння для здоров'я величезні, особливо ризик розвитку хронічних захворювань, таких як гіпертонія, цукровий діабет 2 типу (Т2ДМ) та серцево-судинні захворювання (ССЗ). Ожиріння непропорційно вражає етнічні меншини, жінок та представників нижчих соціально-економічних груп [3, 4]. Зокрема, афроамериканці (АА) непропорційно страждають від ожиріння, діабету, гіпертонії та серцево-судинних захворювань, і цілком ймовірно, що цілий ряд факторів взаємодіє складними, але незрозумілими способами сприяти цим розладам у здоров’ї. Поширеність надмірної ваги або ожиріння серед африканських жінок (66%) у 1,4 рази більше, ніж у кавказьких (Каліфорнія) (47%) [5] та афро-американських (АА) жінок, які можуть зазнати найбільшого ризику для наслідків ожиріння для здоров'я та мають майже вдвічі більший ризик розвитку діабету та гіпертонії в більш ранніх віках; вони також мають значно більший жир на животі [6], ніж жінки з ЦА.

Метою даної роботи є висвітлити вибрані етнічні відмінності, пов'язані з ожирінням, зосередившись на факторах, що сприяють ожирінню: показники метаболічного синдрому (МС), регуляція осі гіпоталамусу гіпофіза наднирників (ГПА), чутливість до глюкокортикоїдів (ГС), резистентність до інсуліну (IR) та фізична активність серед азіатських та кавказьких країн (CA).

2. Метаболічний синдром

Метаболічний синдром (МС) - це сукупність факторів, що використовуються у всьому світі для виявлення осіб, які мають найбільший ризик розвитку ССЗ та СД2 [7]. Ця група взаємопов’язаних факторів ризику ССЗ та T2DM [8, 9] включає непереносимість глюкози (T2DM, порушення толерантності до глюкози, порушення глікемії натще або інсулінорезистентність/ІР), підвищений артеріальний тиск, високий рівень тригліцеридів (TG) та низьку щільність рівні холестерину ліпопротеїнів (HDL-C) та надмірна окружність талії (центральне ожиріння) [8, 10]. Для використання як глобального інструменту різні організації сформулювали прості критерії діагностики РС, як описано Грунді та співавт. [11]. Визначення РС у Національній освітній програмі з холестерину - Група лікування дорослих (NCEP-ATP III) найчастіше використовується у США (США) [12]. У таблиці 1 показано, як підтвердити РС двома окремими визначеннями: NCEP-ATP-III та Міжнародною федерацією діабету (IDF) на основі недіабетичної популяції [13]. Однак, незважаючи на широке використання, ефективність критеріїв РС при ранньому виявленні або прогнозуванні ризику захворювань серед етнічних груп дуже суперечить [14–17].

РС зростає в США і є більш поширеним серед мексиканських американців порівняно з неіспаномовними білими та чорношкірими та серед неіспаномовних білих чоловіків, ніж неіспаномовних чорношкірих [19]. Наявна література чітко вказує на те, що критерії для РС слід модифікувати відповідно до расових/етнічних відмінностей [14, 20]. Наприклад, незважаючи на більшу поширеність та смертність від ССЗ, гіпертонії та інших супутніх хронічних захворювань, жінки з АА зазвичай мають порівняні, якщо не нижчі показники РС, ніж ЦС [14] - але це лише через поточні критерії скринінгу.

Критерій артеріального тиску підходить для АА та СА, оскільки АА має високі показники артеріальної гіпертензії та, як правило, вище, ніж СА [21–23]. Незважаючи на те, що цей критерій може бути упередженим для AA, зміни в обмеженнях для критеріїв не потрібні. Крім того, рівні глюкози натще здаються порівнянними між АА та СА [24], що вказує на те, що глюкоза не є упередженим критерієм. Однак одна вражаюча та клінічно важлива расова різниця між критеріями РС стосується дисліпідемії. Велика кількість досліджень вказує на те, що АА, як із РС, так і без них, мають значно нижчі показники дисліпідемії, ніж СА; тобто АА зазвичай мають значно нижчий рівень тригліцеридів (ТГ) і вищий рівень ліпопротеїнів високої щільності (ЛПВЩ-С), ніж СА [14–17]. У таблиці 2 представлена антропометрична та метаболічна інформація учасників АА та СА в одному дослідженні, тоді як вранці глюкоза в крові натще, HOMA-IR (Оцінка моделі гомеостазу: глюкоза натще (ммоль/л)

інсулін натще (мО/л)/22,5), а кров'яний тиск не змінювався залежно від етнічної приналежності; HDL-C був значно вищим, а TG був значно нижчим в АА порівняно з СА [15]. Таким чином, два з лише п’яти/шести критеріїв для РС є упередженими, так що РС може не бути діагностовано при АА.

Ю та ін. [25] повідомляв, що активність ліпопротеїн-ліпази (LPL), ферменту, який очищає багаті TG-частки ліпідів від крові, була значно вищою в АК, ніж у СА. Вони постулювали, що ця вища активність LPL може мінімізувати вивільнення вільних жирних кислот (FFA) з периферичної жирової тканини в кровообіг, що призводить до нормального TG у присутності ІЧ [25]. В даний час проводяться дослідження геномних асоціацій (GWAS) з метою з’ясування взаємодії генів та білків з білками та того, як такі взаємодії можуть впливати на рівні TG, HDL, LDL та інших класів ліпідів [26]. До цього часу це не змінює необхідності розробляти етнічні критерії.

Іншим критерієм РС є окружність талії (WC), яка служить сурогатним маркером для ожиріння живота [27]. Абдомінальне ожиріння, швидше за все, є сильнішим фактором ризику серцево-судинних захворювань, ніж найбільш часто використовуваний показник ІМТ [28]. Однак дослідження, що використовують передові методи кількісної оцінки жиру в животі, дозволяють припустити, що розмір талії не є належним маркером ожиріння живота для АА [29, 30]. Загальний склад тіла, як видається, відрізняється між AA та CA [31], на додаток до WC. Дискусія щодо того, чи слід відсікання туалетів базуватись на взаємозв'язку між WC та ІМТ або WC та вісцеральною жировою тканиною (WC-VAT), представляє ще одну проблему [32]. Зокрема, АА мають порівнянний або дещо вищий рівень WC, ніж СА [33, 34]. Однак WC, як видається, є найкращим предиктором ризику смертності, незалежно від етнічної приналежності [35]. Кілька досліджень [24, 36–38] показали, що WC сильно корелює з іншими компонентами МС (інсулін у сироватці крові, ІР, ТГ, ЛПВЩ, а також систолічний та діастолічний артеріальний тиск), хоча різниці між расовими/етнічними групами не відзначалося . Загалом, етнічні/расові обмеження для туалету можуть бути необхідними для адекватної оцінки ризику для здоров'я в різних етнічних/расових групах.

В даний час С реактивний білок (СРБ), маркер системного запалення, не включений в жодне сучасне визначення РС. Однак СРБ незалежно пов'язаний з ризиком інфаркту міокарда та серцево-судинної смерті [39, 40]. Неіспаномовні африканські підлітки з РС мають вищий рівень високочутливої СРБ, ніж підлітки із СА [41]. Також були відзначені етнічні відмінності в СРБ, серед яких АА мав вищий середній рівень СРБ, ніж СА [42]. Через своє прогнозне значення для ССЗ та T2DM, CRP слід розглядати як критерій РС. Загалом, якщо РС буде функціонувати як дійсний ранній скринінг серцево-судинних захворювань, необхідні чітко визначені етнічні критерії.

3. Гіпоталамічна гіпофізарна надниркова вісь

Вісь гіпофіза гіпофіза надниркових залоз (HPA) та система локусу ceruleus norepinephrine (LC-NE) представляють основні компоненти нейроендокринних систем, що реагують на стрес, і вони разом управляють фізіологічними адаптаціями до стресу для підтримки гомеостазу [43–45]. Ожиріння та, зокрема, абдомінальне ожиріння, було пов'язано з декількома цікавими порушеннями осі ГПА: (1) гіперсекреція кортизолу та/або АКТГ у відповідь на різні подразники; (2) підвищена чутливість до глюкокортикоїдів; та (3) підвищена стійкість до глюкокортикоїдів до негативних відгуків. Ці конкретні шляхи впливають на багато системних процесів, що мають значення для здоров'я, включаючи метаболічні, серцево-судинні та артеріальні тиски, а також імунну та запальну функції.

Дослідження щодо осі HPA та ожиріння складні та суперечливі. Деякі дослідження повідомляють про порівнянні рівні базального кортизолу у людей із ожирінням щодо осіб із нормальною вагою [46], в той час як інші повідомляють про підвищений рівень базального кортизолу у людей із ожирінням [47]. Крім того, дані свідчать про те, що добові ритми кортизолу є ненормальними у людей із ожирінням, з вищими рівнями вдень/ввечері та нижчими за норму після пробудження, що призводить до більш рівного нахилу [48]. Цікаво, що, як повідомляється, АА із надмірною вагою мають значно нижчий рівень кортизолу, що пробуджується, ніж КА із надмірною вагою, незважаючи на подібний ІМТ [49], і порушені добові ритми кортизолу були виявлені серед АА, але не серед чоловіків та жінок із ЦА, як вказує і менший рівень пробудження і вищий рівень кортизолу перед сном [50]. Хоча точні причини зниження рівня кортизолу, що прокидається, та рівних денних схилів незрозумілі, були запропоновані хронічні стійкі стресові фактори та екологічні недоліки [51, 52].

Багато досліджень пов'язують як гострі, так і хронічні стреси з порушенням регуляції осі HPA: повторні епізоди стресу можуть викликати реакції гострої фази (APR) та хронічні запальні процеси, на що вказує підвищення рівня СРБ: кінцевим результатом є ССЗ, T2DM, MS та/або ожиріння [45, 47, 53–59]. Спочатку високий рівень або надлишок кортизолу пов’язаний із підвищеним ожирінням, особливо у вісцеральному жирі [47], але з часом хронічний стрес може призвести до низького рівня кортизолу через виснаження надниркових залоз та/або підвищену чутливість до глюкокортикоїдів (ГХ). Це область, де потрібні подальші дослідження.

4. Інсулінорезистентність та чутливість до глюкокортикоїдів

) та кавказьких американців (

Слід зазначити, що співвідношення TG/HDL-C, яке, як повідомляється, тісно пов’язане з ІР у осіб із ЦА, не є діагностичним щодо ІР у осіб, які живуть з АА та у африканців [15, 38]. Кім Дорнер та співавт. [15] та інші [12] показали, що, хоча більша кількість АА, швидше за все, є ІЧ, значно менший відсоток АА відповідав запропонованим граничним показникам для ТГ/ЛПВЩ. Таким чином, прогнозування ІР в АА від TG/HDL-C є недоречним, якщо не встановлені різні критерії відсічення. Крім того, хоча WC є видатним предиктором ІР у ЦА, він не настільки гарний предиктор, як у АА [15]. Тому традиційні заходи ІР для ідентифікації ризику АА не мають чутливості та специфічності; однак введення ГК може бути більш ефективним при АА для виявлення схильності до розвитку СД2 та, можливо, ССЗ, ніж поточні заходи. Чітко сприяти ранньому виявленню ризику та припиненню поширеності T2DM серед АА є критичними, тому необхідний консенсус щодо уточнення критеріїв та інструментів оцінки.

Нарешті, роль психосоціальних, соціально-економічних та екологічних факторів у розвитку ІР та ожиріння ще має бути визначена. Попередня робота продемонструвала взаємозв'язок між позитивною оцінкою та нижчим показником HOMA-IR та використанням негативної оцінки як стилю боротьби зі збільшенням AUC інсуліну після прийому їжі [24]. Вплив цих факторів є важливим, але не буде далі обговорюватися тут.

5. Фізична активність та серцево-судинна форма

Фізична бездіяльність виконує головну роль у зростанні поширеності ожиріння, хоча інші фактори, такі як надмірне споживання енергії, також сприяють [74]. Насправді брак фізичної активності є провідним фактором швидкого зростання ожиріння серед АА та латиноамериканського населення, особливо серед жінок [75], і є четвертою причиною смерті у всьому світі [76]. Зрозуміло, що малорухливий спосіб життя сприяє розвитку ССЗ, гіпертонії, T2DM, ожиріння, РС, ІР та гіперліпідемії. Хоча корисні наслідки фізичної активності для здоров'я є загальновідомими і загальновизнаними, більшість людей не досягають рекомендованих рівнів, і багато хто повідомляє про відсутність фізичної активності у вільний час [77].

На жаль, АА мають меншу ймовірність бути фізично активними, ніж СА, а жінки АА відзначають менше активності у дозвілля, менше годин, що стоять, і менше сходів, що піднімаються на день, ніж жінки з ЦА [78]. Також було доведено, що витрата енергії у спокої та окислення жиру в спокої пригнічуються ожирінням і можуть бути нижчими для АА, ніж у жінок із ЦА, що може призвести до більшого збільшення ваги серед АА, ніж СА [46]. Цікаво, що дослідження, проведене Лі та Арсланіаном, продемонструвало значну різницю в рівнях окиснення жиру між африканськими дівчатами та дівчатами з Каліфорнії, але не між африканськими хлопцями та хлопцями з Каліфорнії у відповідь на багатоступеневе завдання з бігової доріжки [79]. Таким чином, жінки АА можуть зазнати найбільшого ризику з причин, що перевищують рівень їхньої активності.

Аеробна придатність важлива для розвитку ожиріння, причому більша аеробна придатність пов’язана з меншим ризиком ожиріння, РС, ССЗ, гіпертонії та Т2ДМ [13, 15, 20, 24, 80, 81]. АА мають нижчу середню максимальну аеробну фізичну навантаження порівняно з європейськими американцями [82], а чоловіки АА мають на 7% нижчу фізичну навантаження, ніж чоловіки з ЦА [75]. Інші дослідження поперечного перерізу показали, що АА має нижчий рівень

Категорія серцево-судинної форми за національністю. Абревіатури: афроамериканець (AA); Кавказька (Каліфорнія). Примітка: Відсоток афроамериканців та кавказців, класифікованих як низький до справедливого, середній та хороший до високого серцево-судинного стану, визначений Американським коледжем спортивної медицини за віком та статтю (від [20]).

Загалом, навчання сидячих пацієнтів для підвищення рівня фізичної форми шляхом сприяння регулярним, помірним, аеробним або високоінтенсивним заняттям буде критично важливим для поліпшення здоров'я всіх чоловіків та жінок, але особливо жінок з АА. Хоча багато досліджень є позитивними, дослідницька група Програми профілактики діабету продемонструвала, що помірні аеробні вправи (швидка ходьба 30 хв, 5 разів на тиждень) знижують ризик розвитку СД2 на 58% [87]. Постачальники медичних послуг повинні інформувати та консультувати пацієнтів щодо регулярних фізичних навантажень з метою підвищення аеробної форми та зниження ожиріння. Завжди слід оцінювати аеробну підготовленість та фізичну активність, оскільки бездіяльність може бути основним критерієм для раннього виявлення осіб, які перебувають під загрозою розвитку СД2 та ССЗ у недіабетичних, надлишкової ваги та ожиріння - як у популяціях АА, так і в ЦА.

6. Підсумок

Зростаюча поширеність ожиріння стала кризою в галузі охорони здоров’я в США. Однак ожиріння непропорційно впливає на АА. Приблизно 30% дорослих із СА страждають ожирінням порівняно з 45% дорослих з АА [88]. Незважаючи на цю тенденцію, найбільш широко застосовувані методи лікування надмірної ваги та ожиріння в США значною мірою неефективні [2]. Цей документ зосереджувався на етнічних варіаціях, пов’язаних з показниками РС, регулюванням осі HPA, ІЧ, ГР та фізичною активністю - і все це пов’язано з ожирінням та хронічними захворюваннями. Слід встановити етнічні критерії, якщо РС слід використовувати як ранній показник, але такі фактори, як аеробна придатність та СРБ, можуть бути набагато значнішими за звичайні показники, коли метою є раннє втручання. Література чітко видно, що нерегульована вісь HPA може призвести до ожиріння і є фактором ризику розвитку ССЗ. Нарешті, регулярні фізичні навантаження є критично важливими для подолання ожиріння. АА мають нижчу аеробну здатність і переживають більший психосоціальний стрес, ніж СА. Медичні працівники повинні оцінювати рівень фізичної активності та аеробної підготовленості; вони повинні заохочувати сидячих пацієнтів до збільшення фізичної активності незалежно від ваги тіла та стану діабету.

Конфлікт інтересів

Автори не мають повідомляти про конфлікт інтересів.

Подяка

Ця робота стала можливою завдяки Командуванню медичними дослідженнями та матеріалами армії США, Форт Детрік, штат Меріленд, Рецензована премія за програмою медичних досліджень № DAMD17-03-2-0024. Висловлені тут думки та твердження належать авторам, і їх не слід тлумачити як такі, що відображають думки Університету медичних наук (USUHS) або Міністерства оборони.