A metabolikus szindróma globális járványa

Mohammad G. Saklayen

V.A. Orvosi Központ, Wright Állami Egyetem, Boonshoft Orvostudományi Kar, 4100 West Third St, Dayton, OH 45428, USA

Absztrakt

Bevezetés

A világ számos régi fertőző betegségének sikeres meghódításával a nem fertőző betegségek (NCD) a morbiditás és a halálozás fő okaivá váltak nemcsak a fejlett világban, hanem az elmaradott országokban is. Ezen NCD-k közül a metabolikus szindróma jelentette az igazi csapást globálisan.

A metabolikus szindróma (MetS), más néven X szindróma, inzulinrezisztencia stb. Az irodalomban, valójában nem egyetlen betegség, hanem a szív- és érrendszeri betegségek kockázati tényezőinek konstellációja, és a különböző szervezetek kissé eltérően határozták meg őket. A felmérésekhez és az egészségügyi ellátási tervekhez használt három legnépszerűbb meghatározás [1]:

WHO 1999:

Inzulinrezisztencia vagy> 6,1 mmol/l (110 mg/dl), 2 óra glükóz> 7,8 mmol (140 mg/dl) glükóz (szükséges), az alábbiak bármelyikének kettőjével vagy többel együtt:

HDL-koleszterin 1,7 mmol/l (150 mg/dl)

Derék/csípő arány> 0,9 (férfiak) vagy> 0,85 (nők) vagy BMI> 30 kg/m 2

Vérnyomás> 140/90 Hgmm

NCEP (Nemzeti Koleszterin Oktatási Program) ATP3 2005:

Az alábbiak közül három vagy több jelenléte:

A vércukorszint meghaladja az 5,6 mmol/l (100 mg/dl) szintet, vagy az emelkedett vércukorszint kezelésére szolgáló gyógyszeres kezelés

HDL-koleszterin 1,7 mmol/l (150 mg/dl), vagy gyógyszeres kezelés az emelkedett trigliceridszintek kezelésére

Derék> 102 cm (férfiak) vagy> 88 cm (nők)

Vérnyomás> 130/85 Hgmm vagy magas vérnyomás elleni gyógyszeres kezelés

IDF (Nemzetközi Diabetes Szövetség) 2006:

Derék> 94 cm (férfiak) vagy> 80 cm (nők), az alábbiak közül kettő vagy több jelenlétével együtt:

A vércukorszint meghaladja az 5,6 mmol/l (100 mg/dl) értéket, vagy diagnosztizált cukorbetegség

HDL-koleszterin 1,7 mmol/l (150 mg/dl) vagy gyógyszeres kezelés a megemelkedett trigliceridszintek kezelésére

Vérnyomás> 130/85 Hgmm vagy magas vérnyomás elleni gyógyszeres kezelés

Megjegyzés: Az NCEP és az IDF meghatározása nagyon hasonló, kivéve a derékparamétert, a férfiaknál a 102 vs. 94 cm, a nőknél a 88 és a 80 cm.

Más szervezetek, például az Amerikai Klinikai Endokrinológusok Egyesülete (AACE) 2003 és az Európai Csoport az inzulinrezisztencia vizsgálatára (EGIR), kissé eltérő definíciókat használtak, de nem olyan gyakran használják őket.

A metabolikus szindróma előfordulása és elterjedtsége

A metabolikus szindróma előfordulása gyakran párhuzamos az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség előfordulási gyakoriságával (a MetS egyik eredménye). Az NHNES adatai szerint 1988–2010 során az átlagos BMI az Egyesült Államokban évente 0,37% -kal nőtt a férfiaknál és a nőknél egyaránt, a derék kerülete (WC) pedig a nőknél évi 0,37, illetve 0,27% -kal nőtt. A CDC 2017-ben közzétett adatai szerint körülbelül 30,2 millió 18 éves vagy idősebb felnőtt, vagy az USA-ban élő felnőttek 12,2% -a volt 2-es típusú cukorbetegségben (T2DM). Ezeknek az embereknek egynegyede (23,8%) nem tudott cukorbetegségről. A T2DM előfordulása az életkor előrehaladtával növekedett, és az USA (65 éves vagy idősebb) idősek körében elérte a 25,2% -ot. A prediabetes vagy a MetS előfordulása körülbelül háromszor nagyobb volt. Tehát az amerikai felnőttek körülbelül egyharmadának metabolikus szindróma van [2].

A T2DM előfordulása bizonyos etnikai csoportok között még magasabb volt - az amerikai indiánoknál 15%, míg a kínai amerikaiaknál alacsonyabb - 4,3%. A dél-ázsiai amerikaiaknál nagyon magas volt a metabolikus szindróma előfordulása, valamint a hasi elhízás gyakoribb volt [3].

Kínában 1992 és 2002 között a túlsúly és az elhízás prevalenciája 14,6-ról 21,8% -ra nőtt - a WHO kritériuma alapján. A kínai elhízás definíciót alkalmazva, alacsonyabb BMI-határérték mellett, a növekedés 20-ról 29% -ra nőtt. A MetS előfordulása városi területeken 8-ról 10,6% -ra, vidéken 4,9-ről 5,3% -ra nőtt. Ugyanezen növekedési ütemet feltételezve a MetS elterjedtsége Kínában 2017-ben körülbelül 15,5% lenne [4].

Az elhízás 195 országban végzett, 2015-ben végzett globális felmérése szerint 604 millió felnőtt és 108 millió gyermek volt elhízott. 1980 óta az elhízás gyakorisága megduplázódott 73 országban, és a legtöbb országban növekedett. Még nagyobb aggodalomra adott okot, hogy a gyermekkori elhízásban még nagyobb volt a növekedés üteme [5].

E felmérés szerint az elhízás már nem a jólét betegsége. Az elhízás prevalenciája a fiatal férfiaknál (25–29 év) a legnagyobb mértékben alacsony társadalmi-gazdasági indexű országokban következett be. Az elmúlt három évtizedben a prevalencia az 1980-as 1,1% -ról 2015-re 3,85-re ment. 1990 és 2015 között a magas BMI-vel kapcsolatos halálozási arány 28,3% -kal nőtt. Az elhízás a fogyatékossághoz igazított 120 millió életévhez is hozzájárult. Az életkorral standardizált BMI-vel összefüggő halálozások és a fogyatékossággal kiigazított életévek legnagyobb százalékos változása Bangladesben történt - az egyik legszegényebb országban és abban az országban, ahonnan a jelen szerző származik. Másrészt az életkorral standardizált BMI-vel kapcsolatos morbiditás és halálozás Törökországban 37,2, illetve 43,7% -kal csökkent.

Az elhízás azonban nem mindig szinonimája a MetS-nek. Vannak úgynevezett metabolikusan egészséges elhízott (MHO) egyének, akiknek magas az inzulinérzékenységük, nincs magas vérnyomásuk és hiperlipidémiájuk, valamint a MetS egyéb jellemzői. Az epidemiológiai felmérés azt sugallja, hogy az MHO az elhízott népesség jelentős százalékát teheti ki [6]. A CoLaus-tanulmány szerint - egyetlen központú keresztmetszeti vizsgálat, amely véletlenszerű mintát tartalmazott 6188 extenzíven fenotípusos, 35–70 éves kaukázusi alanyból, akik Svájcban, Lausanne-ban éltek - a túlsúly, az elhízás, a magas vérnyomás, a hiperlipidémia, a cukorbetegség és a mikroalbuminuria előfordulása 36,6, 15,7, 36,7, 34,2, 6,6 és 6,3%, és ebben a populációban (a Közel-Kelettől eltérően) minden kategóriában a férfiaknál nagyobb volt a prevalencia, mint a nőknél. A prevalencia az életkor előrehaladtával nőtt, ami minden más populációs vizsgálatra igaz [7].

Az IDF diabétesz atlasza szerint [8] a cukorbetegség globális prevalenciája 2015-től 8,8% (415 m), és várhatóan 2040-re 10,4% -ra (642 m) nő. A cukorbetegség legnagyobb előfordulása Észak-Amerika és a Karib-térség régiójában (11,5%). A cukorbetegek több mint fele Délkelet-Ázsiában és a Csendes-óceán nyugati régiójában élt. Az elterjedtség továbbra is viszonylag alacsony az afrikai régióban. De a következő 25 évben a cukorbetegség legnagyobb növekedési üteme várhatóan Szubszaharai Afrikában, illetve Közel-Kelet/Észak-Afrikában lesz (141, illetve 104%).

Nincs hasonló globális adatunk a metabolikus szindrómáról - ezt nehezebb mérni, de mivel a MetS körülbelül háromszor gyakoribb, mint a cukorbetegség, a globális prevalencia a világ népességének körülbelül egynegyedére becsülhető. Más szóval, a világon több mint egymilliárd embert érint metabolikus szindróma.

A prevalencia-becslések a MetS meghatározásához használt kritériumok alapján változnak. Például egy 2007-es iráni országos felmérés azt mutatta, hogy a MetS prevalenciája az ATP III kritériumok alapján körülbelül 34,7%, az IDF meghatározása alapján 37,4%, az ATP III/AHA/NHLBI kritériumok alapján pedig 41,6%. Egy másik közel-keleti országban, Tunéziában a prevalencia 45,5% volt az IDF kritériumai alapján, de 24,3% az ATP III kritériumai alapján. De az összes közel-keleti országban a nők körében sokkal magasabb volt a prevalencia, mint a férfiaknál [9].

A metabolikus szindróma biológiája

Az elmúlt három évtized során, míg a MetS előfordulása növekedett, megértettük a betegség biológiáját is. Az összes zsír már nem tekinthető egyformának. Az adipocitákat ma fehér, barna és bézs színű adipocitákként osztályozzák. A barna és a bézs zsírsejtek morfológiailag és funkcionálisan különböznek a fehér zsírsejtektől. Ezeknek a sejteknek több mitokondriumuk van a citoplazmában, amely több szétkapcsolódó fehérjével (UCP1) dúsul, és több termogenezist képesek előállítani [10].

Inert energiatároló raktár helyett az adipociták metabolikusan aktívak, és több mint egy tucat hormont választanak ki, amelyek befolyásolják a test étvágyát, jóllakottságát és energia-anyagcseréjét. Míg az első ismert adipocita hormon leptin elnyomja az étvágyat, és amelynek genetikai hiánya hatalmas elhízást okoz, addig más hormonok, mint például az adiponektin, éppen ellenkezőleg hatnak [11]. Az adiponektin növeli az inzulinérzékenységet, valamint a hasnyálmirigy béta sejtjeinek túlélését és funkcionalitását. Az adiponektin túlzott expressziójának mélységesen pozitív hatása volt a zsírszövetre, például a mitokondriális sűrűség növekedése, az adipociták méretének csökkenése és a szabad zsírsavak hatékony észterezésével kapcsolatos tényezők transzkripciós felülszabályozása. A közelmúltban kiderült, hogy az adiponektin védelmet nyújt a metabolikus szindróma ellen egy policisztás petefészek-szindróma egérmodellben [12].

A zsírszövetben található makrofágok az energia-anyagcsere fő szereplői. A gyulladásgátló (M1) makrofágok elősegítik a máj steatosisát és az adipogenezist, míg a gyulladáscsökkentő makrofágok (M2) ennek ellenkezőjét teszik. A transzkripciós szabályozó metil-CpG-kötő fehérje 2 (MECP2) makrofág-korlátozott hiánya szintén májsteatózist és elhízási fenotípust okozott egérmodellben [13].

Egy nemrégiben készült tanulmányban Chug és mtsai. számolt be arról, hogy az M1 makrofág retencióját a zsírszövetben az alphabeta1 integrin közvetíti. A folyamat a vaszkuláris sejtadhéziós molekulákat kódoló VCAM1 expressziójától is függ - az alfa-béta1 integrin ellenreceptorától. Az M1 makrofágok retenciója és aktiválása a zsírszövetben gátolja az adipocita UCP1 expresszióját és a bézs színű adipocitákat. Az alphabeta1 integrin szerepe az elhízásban különösen fontos, mivel a sclerosis multiplex kezelésében már létezik egy FDA által jóváhagyott Natalizumab gyógyszer, amely ezt az integrint blokkoló monoklonális antitest.

Az endoplazmatikus retikulum (ER) stressz egy másik fontos tényező a metabolikus szindróma patogenezisében. Egérkísérletben Shan és mtsai. kimutatta, hogy a magas zsírtartalmú étrend (HFD) által kiváltott ER stressz az inozitot igénylő 1-es enzim alfa (IRE1alpha) aktivitásától függ. Az IRE1alpha hiánya megakadályozta a HFD által kiváltott elhízást, inzulinrezisztenciát és máj steatózist. Az IRE1alpha elnyomja a zsírszövetben lévő M2 makrofágokat is [14].

Az MHO egyik fenotípusos jellemzője az erős csontváz. Ennek alapfiziológiája ma már jobban érthető. Az oszteoblasztból származó Lipocalin2 hormon (LCN2) fenntartja a glükóz homeosztázist az inzulin szekréció és az inzulinérzékenység kiváltásával. Az LCN2 gátolja a táplálékfelvételt azáltal is, hogy elnyomja a melanocortin 4 -receptort (MC4R) a hipotalamusz paraventrikuláris és ventromediális neuronjaiban, és aktiválja az MC4R-függő anorexigén utat [15].

A pajzsmirigyhormonok és a béta-adrenerg hormonok jól ismert tényezők, amelyek szabályozzák az energia-anyagcserét. Miao és mtsai. nemrégiben leírta a pajzsmirigyhormonok és a máj x receptor (LXR) kölcsönhatását, amely az UCP1 represszoraként szolgál a klasszikus barna adipocitákban. Az LXR kimerülése egerekben aktiválta a pajzsmirigy-stimuláló hormon (TSH) felszabadító hormon (TRH) -pozitív neuronjait a hipotalamuszban, és stimulálta a TSH-t az agyalapi mirigyből, ami a pajzsmirigyhormon fokozott szekréciójához vezetett. A perinatális dejodináz 2 csökkent expressziója a hepatocytákban nagymértékben csökkenti az étrend által kiváltott steatosisra és elhízásra való hajlamot [16].

A bél mikrobiómája mára az emberi biológia fontos részévé vált az egészség és a betegségek területén. Az egészséges mikrobiom megelőzi számos szív- és érrendszeri betegséget, valamint a MeTS/cukorbetegséget. Everard és mtsai. izolált egy specifikus bélmikrobát, az Akkermansia muciniphila-t, egy mucinbontó baktériumot, amely a bélhám nyálka rétegében található. Az egerek etetése perbiotikummal (oligofruktóz) normalizálta az A. muciniphila mennyiségét (100-szorosára nőtt) és korrigálta a metabolikus szindrómát az elhízott egerekben. Az A. muciniphila adagolása növelte az endokannabinoidok bélszintjét, amelyek szabályozzák a gyulladást, a bélgátat és a bélpeptid szekrécióját. Ez a csoport most arról számolt be, hogy az A. muciniphila membránfehérje használata javítja a metabolikus szindrómát egerekben [17, 18].

Ezek mellett a MetS nemrégiben felfedezett más biológiai mechanizmusainak potenciális terápiás vonzata lehet. Kopec és mtsai. kimutatta, hogy a trombin elősegíti a diéta által kiváltott elhízást a fibrin-vezérelt gyulladás révén, és hogy a trombininhibitor gyógyszer dabigatránnal - amelyet már a DVT kezelésére használnak - korlátozott a HFD által kiváltott elhízás és MetS [19]. Az anyák D-vitamin-pótlása egerekben csökkentette a MetS-t az utódokban [20]. A közelmúltban Cox és munkatársai egy speciálisan tervezett PPARdelta agonistáról számoltak be, amely egerekben alkalmazva csökkentette a metabolikus szindrómát [21 •].

Minden epidemiológiai vizsgálatban a MetS prevalenciája az életkor előrehaladtával növekszik. Ez nem meglepő, mivel az öregedési folyamat és a metabolikus szindróma/cukorbetegség biokémiai változásaiban sok közös vonás van [22].

Az elhízás genetikája és epigenetikája/MetS

Míg az elhízáshoz és a MetS-hez társul néhány ismert gén, a betegség rövid időn belüli járványos növekedése a genetikai hajlamot kisebb elemnek tekinti. Egy genomra kiterjedő asszociációs vizsgálat és a BMI Metabochip metaanalízise 339 224 egyénnél 97 BMI-hez kapcsolódó lókuszt azonosított, amelyek közül 56 újszerű volt. A 97 lókusz elszámolt

A BMI-variáció és a gyakori variáció 2,7% -a a BMI-változás> 20% -át tette ki [23].

Úgy tűnik azonban, hogy az epigenetikának nagyobb szerepe van a MetS népszerűsítésében. A parenterális elhízás elhízást okozhat az utódokban a spermiumok vagy petesejtek epigenetikai változásai révén, vagy gyakrabban a méh környezetében. Azok az elhízott anyától vagy apától született gyermekek, akiket a gyermek fogantatása előtt bariatrikus műtéten estek át, kevésbé hajlamosak az elhízásra/MetS-re, mint a bariatrikus műtét előtt született gyermekek [24].

Az epidemiológiai vizsgálatok szoros összefüggést mutattak a méhen belüli táplálkozás, a posztnatális táplálkozási minták, valamint a növekedés és a metabolikus szindróma között felnőtteknél. A terhesség első két trimeszterében az 1944/45-ös holland éhínségnek kitett anyáknak alacsony volt a születési súlyuk (LBW), de ezeknél a csecsemőknél nagyobb volt az elhízás gyakorisága a felnőtt életben. Az LBW csecsemőknél, akiknél csecsemőként gyors volt a felzárkózás, az elhízás és a MetS kialakulásának kockázata volt a legnagyobb a felnőtt életben. Hasonló jelenséget figyeltek meg Kínában az 1959–1961-es ottani éhínség után. Mechanikusan úgy tűnik, hogy ez a jelenség két, az elhízással kapcsolatos gén - a leptin és a TNF - utódaiban és hipermetilezésében jelentkezik az IGF2 gén lecsökkent DNS-metilációjában. Az anyák alultápláltságának vagy túlzott táplálkozásának, valamint az újszülött-specifikus táplálkozási módosításoknak a rágcsáló-modelljeiben olyan epigenetikai változásokat tapasztaltak, amelyek hatással voltak a növekedési faktorokra, az adipogenezisre, az étvágyszabályozásra és a glükóz homeosztázisra az utódokban [25]. Ez a jelenség különösen aggasztó és Az újonnan fejlődő országokban az elhízás és a MetS magas előfordulása ezzel a mechanizmussal magyarázható.

Megelőzés

Gyakorlat

A fizikai aktivitás (PA) és a testmozgás az energiafelhasználás és az energiaegyensúly kulcsfontosságú eleme. De a testmozgás előnye a metabolikus szindróma megelőzésében meghaladja a kalóriakiadások közvetlen előnyét [26]. Krónikus testmozgás vagy megnövekedett PA esetén szerkezeti változások vannak az izmokban, megnő a mitokondriumok száma a rostban, metabolikusan hasznos hormon, például Irisin szekréciója az izom inzulinrezisztenciájának megfordulásával, és csökken az étkezés utáni máj lipogenezis [27].

Az NHANES adatai szerint azonban 1988 és 2010 között, amikor az átlagos BMI és WC megemelkedett az amerikai felnőtteknél, a felnőttek aránya, akik nem jelentettek szabadidős mész fizikai aktivitást (LTPA), a nőknél 19,1-ről 51,7% -ra, a nőknél pedig 11,4-re nőtt. férfiaknál 43,5% -ra. E tanulmány szerint az átlagos kalóriabevitel ebben az időben nem változott, és a BMI és a WC trendjei az LTPA szintjéhez kapcsolódtak, nem pedig a kalóriabevitelhez [28].

A legújabb CDC-adatok szerint az USA-ban a felnőttek 40,8% -a volt fizikailag inaktív (meghatározása Alberti KG, Eckel RH, Grundy SM, Zimmet PZ, Cleeman JI, Donato KA, Fruchart JC, James WP, Loria CM, Smith SC, Jr, Nemzetközi Diabetes Szövetség Epidemiológiai és Megelőzési Munkacsoportja, Nemzeti Szív-, Tüdő- és Vérintézet, Amerikai Szívszövetség, Szív Világszövetség, Nemzetközi Ateroszklerózis Társaság, A metabolikus szindrómát harmonizáló elhízás vizsgálatának nemzetközi szövetsége: az International Diabetes Szövetség Epidemiológiai és Megelőzési Munkacsoportja; Nemzeti Szív-, Tüdő- és Vérintézet; Amerikai Szívszövetség; Szív Világszövetség; Nemzetközi Atherosclerosis Társaság; és az elhízás vizsgálatának nemzetközi szövetsége. Circulation. 2009; 120 (16): 1640– 1645. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.192644.9. [PubMed] [CrossRef] [Google Tudós]