Go to the page content

Patofyziologie obezity – vše o vědecké podstatě obezity

Komplikovaný charakter patofyziologie obezity

Obezita je chronické onemocnění způsobené etiologií skládající se z více faktorů, včetně genetických, metabolických, behaviorálních, psychických a environmentálních. 1 Všechny tyto faktory spolu s potešením, které nám jídlo přináší (hédonické faktory), mohou ovlivnit energetickou rovnováhu a to může mít za následek nárůst hmotnosti.2 Jakmile k tomu dojde, silné neurohormonální faktory účinně chrání tělo proti zhubnutí, takže obezita je často celoživotní problém. Opětovné nabytí hmotnosti (neboli relaps) bývá pravidlem spíše než výjimkou.2

627573775

Pochopení energetické nerovnováhy a změny hmotnosti

Chceme-li porozumět vědecké podstatě obezity, musíme porozumět energetické rovnováze.3 Narušená energetická rovnováha přispívá k patofyziologii obezity.3 U jedinců bez problémů s malabsorpcí se energie uložená v těle navyšuje pouze tehdy, pokud celkový příjem energie (z konzumace jídla/konzumace nápojů) překročí celkový výdej energie.3

K výdeji tělesné energie může docházet formou tělesné aktivity, prostřednictvím bazálního metabolismu a adaptivní termogeneze.3  Tělo disponuje komplexním homeostatickým mechanismem, který se pokouší bránit jak před úbytkem tělesné hmotnosti, tak před jejím nárůstem.3 Podle příliš zjednodušených názorů byla původně obezita následkem dostatku potravin a nedostatečné vůle.3Existuje však řada molekulárních mechanismů, které se podílejí na energetické nerovnosti přispívající k obezitě. Patří sem účinky centrálního nervového systému na chování, jako je příjem potravy a fyzická aktivita , a také činnost neuroendokrinního systému, který řídí sekreci hormonů, jako je leptin, inzulín, estrogen, růstové hormony a hormony štítné žlázy.3

Metabolická adaptace spojená s redukcí hmotnosti

Naše tělo je naprogramováno tak, aby reagovalo na úbytek tělesné hmotnosti opětovným nárůstem hmotnosti.2, 4-7 Úbytek hmotnosti mění homeostatický systém těla,8 který řídí chuť k jídlu, příjem a výdej energie, což způsobuje, že se v těle zvyšuje hlad a snižuje se rychlost metabolismu – tento proces se nazývá metabolická adaptace.8, 9

Účinky obezity na mozek

Centrální nervový systém hraje ve spojitosti s obezitou a energetickou rovnováhou zásadní roli. K neurobiologickému charakteru obezity přispívají tři hlavní oblasti mozku. Jedná se o hypotalamus, mezolimbickou oblast a oblast ovlivňující  výkonné funkce.

Hypotalamus a homeostáza

Hypotalamus reguluje příjem potravin prostřednictvím homeostatických mechanismů. K obezitě dochází, když nastane nerovnováha mezi příjmem a výdejem energie a hypotalamus v tom hraje hlavní roli. Za normálních okolností je dlouhodobá energetická rovnováha centrálně regulována periferními signály hypotalamu.2, 10, 11 Nerovnováha příjmu a výdaje energie může být důsledkem změn v těchto periferních signálech a stejně tak i dalších faktorů, jako je genetická predispozice a vliv léků.2, 10, 11

Mezolimbická oblast a hédonická adaptace

Mezolimbický systém je klíčem příjmu potravy nehomeostatického charakteru, tj. příjmu potravy, ke kterému nedochází kvůli zachování homeostatické rovnováhy, ale z jiných důvodů, včetně učení, paměti a kognitivních procesů.12, 13 Proto ovlivňuje příjem potravy na základě hédonické adaptace a zkušeností z minulosti. Tato mezolimbická oblast může potlačovat fyziologický hlad a pocit sytosti a ovlivňovat tak chování pacienta při jídle.13 Konkrétně: chutná potrava zvyšuje hladinu dopaminu v mesolimbickém systému.13 Velmi chutné potraviny mohou obsahovat stejný počet kalorií jako méně chutné potraviny, ale mohou být do větší míry průmyslově zpracované a obsahovat méně nutričních prvků, jako jeu vláknina, a vyšší hladiny cukru a/nebo soli a/nebo tuku na porci.14 Dopamin je také spojen s podmíněnými podněty (předchozí získané zkušenosti) spojenými s jídlem jako odměnou a opioidní signalizace v mezolimbické oblasti k tomu také přispívá.13Tyto mechanismy umožňují, aby se konzumace jídla (zejména chutných potravin) používala jako motivační odměna navzdory signálům sytosti.13

Prefrontální kortex a výkonné funkce

Prefrontální kortex se podílí na vyšších kognitivních a výkonných kontrolních funkcích, jako je regulace emocí, impulzů, touhy a chutí, a to včetně těch, které souvisejí s jídlem.15 Tato oblast může typicky bojovat s mezolimbickým systémem při příjmu potravy spojeném s emocemi a odměnou. Nicméně ve stresových situacích dochází k oslabení prefrontálního kortexu ve prospěch mezolimbického systému,  a tím se zlepšují automatické mechanismy přežití, jako je např. hypervigilance s ohledem na příjem potravy.15 Akutní i chronické stresory zvyšují větvení v amygdale a zároveň snižují synaptické spoje s prefrontální oblastí.15 Tímto způsobem se při chronickém stresu  v mozku rozvíjí síť, která podporuje mezolimbické reakce.15 Výsledkem je silná potřeba jíst, která v kombinaci s oslabenou schopností potlačit příjem potravin může vést k obezitě.15

Hormony spojené s obezitou

Mezi hormony, které jsou s obezitou spojené, patří leptin, inzulín, estrogeny, růstový hormon a hormony štítné žlázy.3, 16–18 Změny hladin těchto hormonů mohou přispívat k obezitě a u obézních osob zabránit úbytku hmotnosti tím, že ovlivňují chuť k jídlu, metabolismus a distribuci tělesného tuku.

Leptin

Leptin je produkován tukovou tkání a působí v hypotalamu –  snižuje příjem potravy a motivaci ke konzumaci chutného jídla, čímž brání nárůstu hmotnosti.19,20 Ačkoliv hladiny cirkulujícího leptinu jsou u obézních osob vyšší, není tím nijak potlačen příjem potravy.3 Omezení příjmu potravy, tj. dieta, je  běžná metoda k prevenci nadváhy.21 Avšak po úbytku hmotnosti často následuje kompenzační růst, když restrikce příjmu potravy skončí. To může mít za následek nadváhu. 21 Klíčovým faktorem, který určuje, zda k rozvoji nadváhy dojde, může být účinnost signálu zasílaného leptinem.21

Inzulin

Hladiny inzulínu korelují s energetickou rovnováhou a hladinami snižujícími se v následku hladovění a zvyšujícími se v případě obezity.3 Inzulín je hlavní hormon, který se podílí na homeostáze glukózy působením na kosterní svalstvo, játra a tukovou tkáň.22V mozku inzulín potlačuje neuropeptid Y, který podporuje nárůst tělesné hmotnosti prostřednictvím zvýšeného příjmu potravy a sníženého výdeje energie.3 Z tohoto důvodu může inzulín působit v neprospěch nárůstu hmotnosti.3 Pokud jsou k dosažení glukózové homeostázy nutné vyšší hladiny inzulínu v krevním oběhu, pacient je považován za rezistentní na inzulín.22 Rozsáhlé studie molekulární etiologie cukrovky 2. typu odhalily, že mírný chronický zánět u obézních osob zprostředkovává inzulínovou rezistenci, která může vést k cukrovce 2. typu. 23

Estrogeny

U žen v menopauze hrozí třikrát větší pravděpodobnost vzniku obezity než u žen před menopauzou.16 U žen v menopauze hraje důležitou roli v rozvoji obezity snížená hladina estrogenu.16Absence estrogenu způsobuje změnu lipidového profilu u žen v menopauze a také způsobuje výrazné hromadění tuku v břiše.16 Metaanalýza více než 100 randomizovaných studií u žen v menopauze analyzovala účinek hormonální substituční terapie (HRT) obsahující estrogen na složky metabolického syndromu a skutečně zjistila, že HRT obsahující estrogeny zvyšuje podíl netukové tělesné hmoty, redukuje břišní tuk a zlepšuje inzulínovou rezistenci.16

Růstové hormony a hormony štítné žlázy

Růstový hormon stimuluje růst u dětí a dospělých. Jeho hlavní úlohou je regulovat metabolismus.24 Sekrece růstového hormonu, jak spontánní, tak evokovaná stimuly, je v případě obezity omezená.17 Patofyziologická role růstového hormonu u obezity ještě není plně známa, ale podávání růstového hormonu bylo spojeno s redukcí tělesné hmotnosti a metabolickou účinností netukové tělesné hmoty u obézních osob.17.

Podobně v případě obezity dochází k neustálým poruchám regulace hormonů štítné žlázy. Subklinická hypotyreóza se zvýšenou hladinou TSH a normální koncentrací periferního hormonu štítné žlázy byla u obézních pacientů konzistentním jevem.18

Dlouhodobé udržování hmotnosti po zhubnutí je náročné

Při přezkoumání 14 dlouhodobých studií bylo zjištěno, že jedna až dvě třetiny obézních osob nabylo po redukci hmotnosti prostřednictvím diety více hmotnosti.25 Studie *ACTION IO navíc zjistila, že 81 % obézních osob se pokusilo jednou či víckrát o výraznější úbytek hmotnosti, nicméně pouze 11 % z nich se podařilo udržet 5% úbytek hmotnosti po dobu jednoho nebo více roků.26

*Mezinárodní pozorovací studie ACTION IO – The Awareness, Care and Treatment in Obesity MaNagement je první mezinárodní studie, která zkoumá překážky v léčbě obezity, kterým čelí obézní pacienti a zdravotníci v 11 zemích světa (Austrálie, Chile, Izrael, Itálie, Japonsko, Mexiko, Saúdská Arábie, Jižní Korea, Španělsko, Spojené arabské emiráty a Velká Británie). Průzkumu se zúčastnilo celkem 14 502 obézních osob a 2 785 zdravotníků.26

Obrázek převzatý z: Mann T, Tomiyama AJ, Westling E, Lew AM, Samuels B, Chatman J. Medicare's search for effective obesity treatments: diets are not the answer.  Am Psychol. 2007;622(3):220–233.

Podívejte se na níže uvedené video a zjistěte, proč je tak obtížné udržovat hmotnost, které jsme po zhubnutí dosáhli.

Více informací najdete na naší stránce Proč diety nefungují? p

Efektivní a trvalá léčba obezity

Udržování hmotnosti po zhubnutí je pro obézní osoby náročné a zjištění jako například ze studie  ACTION IO* ukazují, že obezita není nutně o vůli.26

Abychom pochopili efektivní strategie léčby obezity, musíme zvážit fyziologické, psychologické a biologické faktory obezity. Ačkoliv změna stravy a cvičení jsou v léčbě obezity i nadále klíčovými faktory, stále více pacientů vyžaduje k dosažení nebo udržení hmotnosti po zhubnutí farmakologickou doplňkovou léčbu.20 Aby pacienti dosáhli dlouhotrvající redukce hmotnosti, je také důležité porozumět systémům, které se podílejí na patofyziologii obezity, a intervencím, které je pomohou zvládat.

Níže si stáhněte náš soubor PDF „Hubnutí je náročné“, který vám pomůže vzdělávat pacienty o potenciálních výzvách efektivní regulace tělesné hmotnosti. Materiál také můžete sdílet s kolegy z řad lékařů, aby mohli doporučení použít ve své každodenní praxi.

Odkazy

  1. Sanyaolu A, Okorie C, Qi X, Locke J, Rehman S. Childhood and Adolescent Obesity in the United States: A Public Health Concern. Glob Pediatr Health. 2019;6:2333794X19891305.
  2. Gadde KM, Martin CK, Berthoud HR, Heymsfield SB. Obezita: Pathophysiology and Management. J Am Coll Cardiol. 2018;71(1):69-84.
  3. Spiegelman BM, Flier JS. Obesity and the regulation of energy balance. Cell. 2001;104(4):531-43.
  4. Schwartz A, Doucet E. Relative changes in resting energy expenditure during weight loss: a systematic review. Obes Rev. 2010;11(7):531-47.
  5. Sumithran P, Proietto J. The defence of body weight: a physiological basis for weight regain after weight loss. Clin Sci (Lond). 2013;124(4):231-41.
  6. Rosenbaum M, Leibel RL. Adaptive thermogenesis in humans. Int J Obes (Lond). 2010;34 Suppl 1:S47-55.
  7. Rosenbaum M, Kissileff HR, Mayer LE, Hirsch J, Leibel RL. Energy intake in weight-reduced humans. Brain Res. 2010;1350:95-102.
  8. Greenway FL. Physiological adaptations to weight loss and factors favouring weight regain. Int J Obes (Lond) . 2015;39(8):1188-96.
  9. Lenard NR, Berthoud HR. Central and peripheral regulation of food intake and physical activity: pathways and genes. Obesity (Silver Spring). 2008;16 Suppl 3:S11-22.
  10. Sumithran P, Prendergast LA, Delbridge E, Purcell K, Shulkes A, Kriketos A, et al. Long-term persistence of hormonal adaptations to weight loss. N Engl J Med. 2011;365(17):1597-604.
  11. Heymsfield SB, Wadden TA. Mechanisms, Pathophysiology, and Management of Obesity. N Engl J Med. 2017;376(15):1492.
  12. Naef L, Pitman KA, Borgland SL. Mesolimbic dopamine and its neuromodulators in obesity and binge eating. CNS Spectr. 2015;20(6):574-83.
  13. Liu CM, Kanoski SE. Homeostatic and non-homeostatic controls of feeding behavior: Distinct vs. common neural systems. Physiol Behav. 2018;193(Pt B):223-31.
  14. Massicotte E, Deschenes SM, Jackson PL. Food craving predicts the consumption of highly palatable food but not bland food. Eat Weight Disord. 2019;24(4):693-704.
  15. Yau YH, Potenza MN. Stress and eating behaviors. Minerva Endocrinol. 2013;38(3):255-67.
  16. Lizcano F, Guzman G. Estrogen Deficiency and the Origin of Obesity during Menopause. Biomed Res Int. 2014;2014:757461.
  17. Scacchi M, Pincelli AI, Cavagnini F. Growth hormone in obesity. Int J Obes Relat Metab Disord. 1999;23(3):260-71.
  18. Bandurska-Stankiewicz E. Thyroid hormones – obesity and metabolic syndrome. Thyroid Research. 2013;6.
  19. Kanoski SE, Hayes MR, Skibicka KP. GLP-1 and weight loss: unraveling the diverse neural circuitry. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2016;310(10):R885-95.
  20. Gonzalez Jimenez E. Obesity: etiologic and pathophysiological analysis. Endocrinol Nutr. 2013;60(1):17-24.
  21. Zhao Y, Chen LB, Mao SS, Min HX, Cao J. Leptin resistance was involved in susceptibility to overweight in the striped hamster re-fed with high fat diet. Sci Rep. 2018;8(1):920.
  22. Petersen MC, Shulman GI. Mechanisms of Insulin Action and Insulin Resistance. Physiol Rev. 2018;98(4):2133-223.
  23. Kim J, Lee J. Role of obesity-induced inflammation in the development of insulin resistance and type 2 diabetes: history of the research and remaining questions. Ann Pediatr Endocrinol Metab. 2021;26(1):1-13.
  24. Olarescu NC, Gunawardane K, Hansen TK, Moller N, Jorgensen JOL. Normal Physiology of Growth Hormone in Adults. In: Feingold KR, Anawalt B, Boyce A, Chrousos G, de Herder WW, Dhatariya K, et al., editors. Endotext. South Dartmouth (MA). 2000.
  25. Mann T, Tomiyama AJ, Westling E, Lew AM, Samuels B, Chatman J. Medicare's search for effective obesity treatments: diets are not the answer. Am Psychol. 2007;62(3):220-33.
  26. Caterson ID, Alfadda AA, Auerbach P, Coutinho W, Cuevas A, Dicker D, et al. Gaps to bridge: Misalignment between perception, reality and actions in obesity. Diabetes Obes Metab. 2019;21(8):1914-24.

HQ21OB00154, datum schválení: září 2021

Bylo to pro vás přínosné?
 

Související články