Παχυσαρκία Μαρίνα Μιχαλάκη Ενδοκρινολόγος Επιμ. Α, Ενδοκρινολογικό Τμήμα Πανεπιστημιακής Παθολογικής Κλινικής, ΠΓΝΠατρών

Ορισμός και ταξινόμηση Ρύθμιση της πρόσληψης ενέργειας-τροφής Κατανάλωσης ενέργειας Αίτια της παχυσαρκίας Επιπλοκές της παχυσαρκίας Θεραπεία της παχυσαρκίας

1. Ορισμός Παχυσαρκία είναι η κλινική εκδήλωση της συσσώρευσης λίπους στον οργανισμό σε τέτοιο βαθμό ώστε να παραβλάπτεται η υγεία ενήλικες άνδρες: 15-20% ενήλικες γυναίκες: 25-30% Φυσιολογικό ποσοστό λίπους

ΛΙΠΟΣ Λευκό λίπος: αποθηκεύει ενέργεια με τη μορφή σταγονιδίων από τριγλυκερίδια μέσα στα λιποκύταρα Φαιό λίπος ή καστανός λιπώδης ιστός: αποθηκεύει μικρές ποσότητες λίπους τις οποίες «καίει» για παραγωγή θερμότητας και ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος

When fat is good. Adult humans seem to contain brown adipose tissue (BAT) primarily behind the muscles of the lower neck and collarbone, as well as along the spine of the chest and abdomen2–4. After food consumption, the absorbed fats and sugars are used to provide energy for daily functions, with excess calories being stored as fat in the white adipose tissue, which is mainly located under the skin of the buttocks and legs in women and around the internal organs in men. BAT can be activated in response to various stimuli, including exposure to cold, to burn fat and sugars. This process seems to be more prominent in the young and lean than in the old and obese, and in women rather than in men.

Ταξινόμηση της παχυσαρκίας σύμφωνα με το Δείκτη Μάζας Σώματος (ΔΜΣ) και την περίμετρο μέσης ΔΜΣ (BMI) = Βάρος σώματος (kg) / [Ύψος (m)]2 WHO, Geneva June 1997

Ορισμός μεταβολικού συνδρόμου κατά ATP3 & IDF 2006 To measure waist circumference, locate top of right iliaccrest. Place a measuring tape in a horizontal plane around abdomen at level of iliaccrest. Before reading tape measure ,ensure that tape is snug but does not compress The skin and is parallel to floor. Measurement is made at the end of anormal expiration. †Some US adult sofnon-Asianorigin(eg,white,black,Hispanic)with marginallyincreasedwaistcircumference(eg,94–101cm[37–39inches]in menand80–87cm[31–34inches]inwomen)mayhavestronggenetic contributiontoinsulinresistanceandshouldbenefitfromchangesinlifestyle habits,similartomenwithcategoricalincreasesinwaistcircumference.Lower waistcircumferencecutpoint(eg,
90cm[35inches]inmenand
80cm[31 inches]inwomen)appearstobeappropriateforAsianAmericans. ‡Fibratesandnicotinicacidarethemostcommonlyuseddrugsforelevated TGandreducedHDL-C.PatientstakingoneofthesearepresumedtohavehighTGandlowHDL.

Το ενδοκοιλιακό λίπος συσχετίζεται με την περίμετρο μέσης IAA (cm2) Intra-abdominal adiposity 102cm άνδρες 88cm γυναίκες Després JP et al, 2001; Pouliot MC et al, 2004

Τρώμε κατά ώσεις (γεύματα) Όρεξη: Η επιθυμία για τροφή, έναρξη γεύματος Κορεσμός: Επιθυμία τερματισμού γεύματος Ενεργειακή ομοιόσταση: Διατήρηση σταθερού βάρους σώματος επί μακρόν Satiety The state of feeling full to the point of satisfaction after the consumption of food Energy homeostasis The biological process by which the body maintains body fat stores by balancing energy intake with energy expenditure over time

Θετικό ισοζύγιο ενέργειας οδηγεί σε παχυσαρκία Πρόσληψη ενέργειας Κατανάλωση ενέργειας Αποθήκευση ενέργειας = Λίπος = Παχυσαρκία

2. Ρύθμιση της πρόσληψης ενέργειας-τροφής Η εναρξη και τερματισμός ενός γευματος περιλαμβάνει μια σειρα βιολογικών γεγονότων. Το ΚΝΣ είναι ο κυριος ρυμθιστης, και συγκεκριμένα ο τοξοειδής πυρήνας του υποθαλάμου (arcuate nucleus) και ο πυρήνας της μονήρους δεσμίδος (nucleus of solitary tract, NTS) στον προμήκη μυελο. Ο τοξοειδής πυρήνας του υποθαλάμου ενέχεται στην εναρξη του γευματος ενώ ο NTS στον τερματισμο. Ο εγκέφαλος λοιπον δεχεται σηματα από την περιφερεια και ενημερωνεται αφενός για το τι γινεται αμεσα (π.χ. εάν είναι νηστικός, και αυτό επιτυγχανεται μεσω των συγκεντρωσεων στον ορο θρεπτικών συστατικών, π.χ. επίπεδα γλυκόζης αλλα και μεσω της εκκρισης εντερικων πεπτιδίων) αλλα και για τα ενεργειακα αποθεματα του οργανισμου, δηλαδη την ποσοτητα λευκου λιπους. Την εκτίμηση της αποθηκης λίπους την δινει η ορμόνη λεπτίνη. Εντερικα πεπτιδια είναι: CCK, cholecystokinin; GLP1, glucagon-like peptide 1. Adiposity negative feedback signals Hormones that circulate in direct proportion to body fat and convey the state of total energy stores to the CNS Επιπροσθετα, η αμυγδαλή (μια ομάδα νευρώνων, σε σχήμα αμυγδάλου που βρίσκεται κοντά στο εγκεφαλικό στέλεχος, θεωρείται μέρος του «πρωτόγονου»[1] εγκεφάλου και αναλαμβάνει τις ενστικτώδεις λειτουργίες) αποτελει έναν μη ομοιοστατικο μηχανισμο ρυθμισης της ορεξης και οδηγει σε προσληψη τροφής, ακομα και όταν κανείς είναι χορτάτος.

Υποθάλαμος και πυρήνες νευρώνων με διαφορετικές λειτουργίες Στον τοξοειδη πυρηνα του υποθαλάμου υπάρχουν μεταξυ των αλλων 2 ειδη νευρώνων. Αυτοι που εκφράζουν το νευροπεπτιδιο Υ (NPY) και το agouti related protein (AGRP) και επάγουν την ορεξη. Η γκρελίνη διεγείρει αυτους τους νευρωνες ενώ αντίθετα η λεπτινη και η ινσουλίνη τους αναστέλλει. Το άλλο ειδος νευρώνων εκφράζουν την pro-opiomelanocortin (POMC) η οποια μετα από πρωτεολυση δίνει την a-MSH η οποια δρα μεσω των υποδοχέων μελανοκορτίνης 4(MC 4, receptors) και αναστέλλει την προσληψη τροφής, εχουν δηλαδη ανορεξιογονο δράση και διεγειρονται από την λεπτίνη Τοξοειδής πυρήνας

ARC: Τοξοειδεής πυρήνας Στον τοξοειδη πυρηνα του υποθαλάμου υπάρχουν μεταξυ των αλλων 2 ειδη νευρώνων. Αυτοι που εκφράζουν το νευροπεπτιδιο Υ (NPY) και το agouti related protein (AGRP) και προκαλουν ανορεξια όταν διεγερθούν. Η γκρελίνη διεγείρει αυτους τους νευρωνες ενώ αντίθετα η λεπτινη και η ινσουλίνη τους αναστέλλει. Το άλλο ειδος νευρώνων εκφράζουν την pro-opiomelanocortin (POMC) η οποια μετα από πρωτεολυση δίνει την a-MSH η οποια δρα μεσω των υποδοχέων μελανοκορτίνης 4(MC 4, receptors) και αναστέλλει την προσληψη τροφής, εχουν δηλαδη ανορεξιογονο δράση και διεγειρονται από την λεπτίνη ARC: Τοξοειδεής πυρήνας

Λεπτίνη: Οι παχύσαρκοι έχουν υψηλά επίπεδα λεπτίνης, ανάλογα του λίπους τους αλλά και αντίσταση στη λεπτίνη αδύνατοι παχύσαρκοι Μέση τιμή λεπτίνης 7.5+9.3ng/mL 31.3+24.1ng/mL Considine, R et al, NEJM 1996

The brain integrates long-term energy balance The brain integrates long-term energy balance. Peripheral signals relating to long-term energy stores are produced by adipose tissue (leptin) and the pancreas (insulin). Feedback relating to recent nutritional state takes the form of absorbed nutrients, neuronal signals, and gut peptides. Neuronal pathways, primarily by way of the vagus nerve, relate information about stomach distention and chemical and hormonal milieu in the upper small bowel to the NTS within the dorsal vagal complex (DVC). Hormones released by the gut have incretin-, hunger-, and satietystimulating actions. The incretin hormones GLP-1, GIP, and potentially OXM improve the response of the endocrine pancreas to absorbed nutrients. GLP-1 and OXM also reduce food intake. Ghrelin is released by the stomach and stimulates appetite. Gut hormones stimulating satiety include CCK released from the gut to feedback by way of vagus nerves. OXM and PYY are released from the lower gastrointestinal tract and PP is released from the islets of Langerhans.

In addition, most of them are also synthesized within the brain, including CCK, APO AIV, GLP1, oxyntomodulin, PYY, enterostatin, ghrelin, gastrin-releasing peptide (GRP), neuromedin B (NMB), and possibly PP.

Simplified representation of potential action of gut peptides on the hypothalamus. Access circulating agents into the arcuate nucleus of the hypothalamus is facilitated by a relaxed bloodbrain barrier. Primary neurons in the arcuate nucleus contain multiple peptide neuromodulators. Appetite-inhibiting neurons (red) contain pro-opiomelanocortin (POMC) peptides such as a melanocyte-stimulating hormone (aMSH), which acts on melanocortin receptors (MC3 and MC4) and cocaine- and amphetamine-stimulated transcript peptide (CART), whose receptor is unknown. Appetite-stimulating neurons in the arcuate nucleus (green) contain neuropeptide Y (NPY), which acts on Y receptors (Y1 and Y5), and agouti-related peptide (AgRP), which is an antagonist of MC3/4 receptor activity. Integration of peripheral signals within the brain involves interplay between the hypothalamus and hindbrain structures including the NTS, which receives vagal afferent inputs. Inputs from the cortex, amygdala, and brainstem nuclei are integrated as well, with resultant effects on meal size and frequency, gut handling of ingested food, and energy expenditure. ** , direct stimulatory; ***k, direct inhibitory; ---- , indirect pathways. Badman,et al; Science 2005

3. Κατανάλωση ενέργειας

Βασικός Μεταβολικός ρυθμός (Basal Metabolic Rate - BMR) Η ενέργεια που καταναλώνεται σε όταν ένα άτομο μόλις έχει ξυπνήσει, είναι σε ηρεμία, ύπτια θέση, νηστικό, και σε ουδέτερη θερμοκρασία. Είναι η ενέργεια που απαιτείται για τη διατήρηση των λειτουργιών των οργάνων και των κυττάρων. O BMR είναι υψηλότερος στα παχύσαρκα άτομα Levine et al, Best Practice & Research 2002

At rest, basal metabolic rate (BMR) is determined by the energy demands of basic maintenance processes in the tissues, such as protein synthesis by ribosomes (left) and ion transport by membrane pumps (centre). When an animal exercises, muscle work through the actomyosin complex (right) places a much larger demand on the energy-supply cascade from lung to capillaries and mitochondria, and the ease with which oxygen can be transported through the cascade limits the maximal metabolic rate (MMR).

Basal Energy Expenditure: Harris-Benedict Equation Υπολογισμός του Βασικού μεταβολισμού με βάση το ύψος, το βάρος, την ηλικία και το φύλο και χωρίς κάποιο άμεσο προσδιορισμό For men, the B.E.E. = 66.5 + (13.75 x kg) + (5.003 x cm) - (6.775 x age) For women, the B.E.E. = 655.1 + (9.563 x kg) + (1.850 x cm) - (4.676 x age)

Σωματική δραστηριότητα Οι παχύσαρκοι καταναλώνουν μεγαλύτερη ενέργεια κατά τη σωματική δραστηριότητα Οι παχύσαρκοι όμως έχουν μειωμένη σωματική δραστηρίοτητα

Συντελείται στο φαιό λίπος Η απώλεια θερμότητας κατά το BMR Θερμογένεση: η απώλεια ενέργειας με τη μορφή θερμότητας κατά την παραγωγή έργου. Υποχρεωτική θερμογένεση (obligatory thermogenesis) Προσαρμοστική θερμογένεση (adaptive thermogenesis) Η επιπρόσθετη παραγωγή θερμότητας όταν ο οργανισμός εκτεθεί στο ψύχος η προσλάβει τροφή Συντελείται στο φαιό λίπος Η απώλεια θερμότητας κατά το BMR

Silva E Hot Thyroidology 2010 Η θερμογένεση είναι απαραίτητη για τη διατήρηση σταθερής της θερμοκρασίας του σώματος στα ομοιόθερμα ζώα Όταν η θ περιβάλλοντος μειωθεί πέραν της «Θερμοουδέτερης» θερμοκρασίας που για τον άνθρωπο είναι 23οC, τότε: αγγειόσπασμος/ ανόρθωση των τριχών/ κουλουριαστή θέση σώματος τρόμος μυών (shivering thermogenesis) προσαρμοστική θερμογένεση (facultative or adaptive thermogenesis) Silva E Hot Thyroidology 2010

Κατά τη θερμογένεση μειώνεται η θερμοδυναμικής αποτελεσματικότητας της σύνθεσης ATP. Η σύνθεση του ATP παγιδεύει ένα μέρος της ενέργειας που είναι αποθηκευμένη στις τροφές/καύσιμα. Η υπόλοιπη απελευθερώνεται ως θερμότητα

Οξειδωτική Φωσφορυλίωση – Αποσύζευξη ενέργειας Mitochondrial energy metabolism. Free fatty acids (FFAs) and glucose are oxidized to generate NADH and FADH2 which donate electrons to the electron transport chain. Ubiquinone (Q) shuttles electrons from both complexes I and II to complex III, whereas cytochrome c (C) shuttles electrons from complex III to complex IV. Molecular oxygen (O2) is the terminal electron acceptor. Protons are pumped out by complexes I, III and IV of the electron transport chain, which creates a proton electrochemical potential gradient (H +). Protons may re-enter the mitochondrial matrix through the F0/F1-ATPase, with energy being used to generate ATP from ADP and Pi. Protons may also re-enter through an uncoupling protein (UCP), with energy being released in the form of heat. Proton re-entry by means of ATP synthase depends upon the availability of ADP, which is generated in the cytosol from reactions using ATP. Abbreviations: ANC, adenine nucleotide carrier; CC, carnitine carrier; complex I, NADH–ubiquinone oxidoreductase; complex II, succinate–ubiquinone oxidoreductase; complex III, ubiquinone–cytochrome-c oxidoreductase; complex IV, cytochrome-c oxidase; PiC, phosphate carrier; PyC, pyruvate carrier. Brandford B, et al Nature 2000

4. ΑΙΤΙΑ ΠΑΧΥΣΑΡΚΙΑΣ Η κοινή παχυσαρκία οφειλεται σε κληρονομική προδιάθεση και στην επίδραση του περιβάλλοντος

Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΣΗΜΕΡΑ

Σπάνια αίτια παχυσαρκίας - Μονογονιδιακές βλάβες: απαντούν στο 7% των παιδιών με σοβαρή παχυσαρκία πρωιμης έναρξης, όμως αυτή η μορφή της παχυσαρκίας εφφανίζεται σε <0.01% του γενικού πληθυσμού. Αφορά τα εξης γονίδια Μετάλλαξη του γονιδίου της λεπτίνης→ έλλειψη λεπτίνης Μετάλλαξη του υποδοχέα της λεπτίνης→ αντίσταση στη λεπτίνη Μετάλαξη του Υ της μελανοκορτίνης τύπου 4 (MC4R) - Σύνδρομα (Prader-Willi, Laurence-Moon-Biedl κ.α)

Σπάνια αίτια παχυσαρκίας - Ενδοκρινικά αίτια (σπάνια) Σύνδρομο Cushing Ψευδουποπαραθυρεοειδισμός Ανεπάρκεια της αυξητικής ορμόνης Ινσουλίνωμα - Υποθαλαμικές βλάβες (όγκος, τραύμα, φλεγμονή, εγχείρηση στην περιοχή του υποθαλάμου)

σ. Cushing Απλή παχυσαρκία

5. Επιπλοκές της παχυσαρκίας Αναπνευστικό Αποφρακτική υπνική άπνοια Σύνδρομο υποαερισμού Άσθμα Πνευμονική εμβολή ΚΝΣ ΑΕΕ Ιδιοπαθής ενδοκράνια υπέρταση Γαστρεντερικό Λιπώδη διήθηση Χολολιθίαση ΓΟΠ Καρκίνος π. εντέρου Καρδιαγγειακό Στεφανιαία νόσος Καρδιακή αν. Αρρυθμίες/αιφνίδιος θάνατος Υπέρταση Δέρμα Παράτριμμα Ενδοκρινικό-Μεταβολισμός Μεταβολικό σύνδρομο Σακχαρώδης Διαβήτης 2 PCOs Υπογοναδισμός άρρεν δυσλιπιδαιμία Ουροποιητικό ακράτεια Μυοσκελετικό Δισκοκήλη οστεοαρθρίτιδα Φλεβική στάση Οίδημα Ελκη Εν τω βάθει φλεβικές θρομβώσεις Πν. εμβολές Ψυχολογικά προβλήματα Κατάθλιψη Χαμηλή αυτοεκτίμηση

Η συσσώρευση ενδοκοιλιακού λίπους αποτελεί την κύρια παθογενετική αλλοίωση της παχυσαρκίας Το λίπος παράγει διάφορες ουσίες οι οποίες ενέχονται στο μεταβολισμό των λιπων και υδατανθράκων Το λίπος φλεγμαίνει Αυξάνει την ενδοκοιλιακή πίεση Αυξάνει συνολικά το βάρος σώματος

Ο λιπώδης ιστός ως ενδοκρινής αδένας

Παχυσαρκία και ΣΔ2- diabesity Men Women Relative Risk -10 -5 5 10 15 20 Weight Change (kg)

A

B

Γ

6. Θεραπεία Δίαιτα (↓ 500-1000kcal/day) ↑ φυσικής δραστηριότητας (κατά προτίμηση 1 ωρα σχεδόν όλες τις μέρες της εβδομάδος) Φαρμακευτική αγωγή Βαριατρική επέμβαση στη σοβαρή παχυσαρκία

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η παχυσαρκία αποτελεί νόσο συνοδευόμενη από αξιοσημείωτη θνητότητα Οφείλεται στη συσώρευση λίπους στον οργανισμό Αποκτά επιδημικές διαστάσεις Η ρύθμιση της όρεξης και κατανάλωσης ενέργειας είναι εξαιρετικά πολύπλοκη Η δίαιτα, η αύξηση της καθημερινής δραστηριότητας, η αλλαγή της διατροφικής συμπεριφοράς και οι σωστές διατροφικές συνήθειες κατά την παιδική ηλικία αποτελούν την κύρια θεραπεία της παχυσαρκίας

Obesity guidelines NIH 2000 Συνιστώμενη Δίαιτα Obesity guidelines NIH 2000

Λίπη και έλαια Κορεσμένα Ακόρεστα Ακόρεστα Μονοακόρεστα Πολυακόρεστα Ελαιόλαδο Πολυακόρεστα Φυτικά έλαια Ξηροί καρποί

ΑΣΚΗΣΗ Με την άσκηση η κατανάλωση θερμίδων δεν είναι τόσο μεγάλη αλλά φαίνεται ότι η άσκηση βελτιώνει όλους τους παράγοντες κινδύνου για καρδιαγγειακό νόσημα και βοηθά στη διατήρηση της μυϊκής μάζας κατά την απώλεια βάρους 20 φορές ημερησίως x 20 m = 400 m Τα κινητά τηλέφωνα και το τηλεκοντρόλ μας περιορίζουν το περπάτημα ! Απώλεια απόστασης βάδισης / έτος 400x365 = 146,000 m 146 km = 25 ώρες βάδισης 1 ώρα βάδισης = 113-226 kcal Ενέργεια που εξοικονομείται =2800-6000 kcal  0.4-0.8 kg λιπώδους ιστού

European Clinical Practice Guidelines 2008