Влияние факторов окружающей среды и генетических факторов на ожирение у детей раннего возраста и у подростков от родителей с повышенным индексом массы тела или ожирением в анамнезе

• Пекарева Евгения Олеговна
• Пекарева Наталья Аркадиевна

Резюме

Распространенность детского ожирения увеличилась во всем мире. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, избыточная масса тела или ожирение в 2020 г. были диагностированы у 39 млн детей в возрасте до 5 лет, а в 2016 г. избыточную массу или ожирение имели 340 млн детей от 5 до 19 лет. Если тенденция сохранится и скорость роста данных показателей останется на уровне наблюдаемой после 2000 г., можно ожидать, что в 2025 г. детей с ожирением будет больше, чем с умеренным или тяжелым недоеданием. Выявление частоты возникновения ожирения, связанного с антропометрическими данными родителей, наличием у них инсулинорезистентности, избыточной массы тела, ожирения и других метаболических нарушений, а также с особенностями течения внутриутробного периода, принципиально важно для понимания того, как повлиять и предотвратить рассматриваемый вид патологии у детей раннего и старшего возраста.

Ключевые слова: метаболические нарушения у детей; инсулинорезистентность; ожирение у детей; индекс массы тела

Особенности анте-, интра- и перинатального периода, а также внутриутробные условия развития плода влияют на рост и метаболические нарушения у новорожденных и детей раннего возраста. Этой темой заинтересовалась группа ученых из Университетского колледжа в Дублине.

Цель исследования ирландских коллег - определить влияние антропометрических данных родителей, а особенно обмена веществ у матери, на ожирение у детей в возрасте до 2 лет [1].

В рамках когортного исследования новорожденных с метаболическими нарушениями был проведен анализ антропометрических данных их матерей (n=337) и отцов (n=219), а также анализ маркеров нарушений углеводного обмена у матерей и плодов (n=337), включая глюкозу, индекс инсулинорезистентости (HOMA), фетальный C-пептид, а также лептин у беременных участниц исследования (ROLO) и их партнеров, чтобы определить взаимосвязь с антропометрическими данными у детей в возрасте до 2 лет.

При анализе этих данных была выявлена взаимосвязь между антропометрическими и лабораторными показателями у родителей с массой тела и ростом их потомства в возрасте до 2 лет вне зависимости от пола. Метаболические нарушения у матери, такие как инсулинорезистентность, повышение уровня глюкозы и фетального С-пептида, а также ожирение в анамнезе у обоих родителей, могут играть значительную роль в развитии ожирения у детей в раннем детском возрасте.

В настоящее время все больше внимания уделяется течению внутриутробного периода у плода с перспективой оценки его долгосрочного влияния на здоровье детей раннего возраста. Известно, что одним из факторов риска избыточной массы тела и ожирения в детском возрасте является макросомия у плода. Ожирение связано и с наследственностью. Однако в последнее время роль генетических факторов все чаще оспаривается, в то время как большая роль отводится эпигенетике. На риск развития ожирения у детей влияют не только внутриутробные факторы риска, но и особенности кормления в раннем неонатальном периоде.

Авторы статьи отмечают, что на развитие ожирения в неонатальном и раннем детском возрасте у детей влияет как низкая, так и высокая масса тела при рождении, которая, в свою очередь, связана с массой и ростом обоих родителей ребенка (при рождении, в раннем детском и во взрослом периоде). В то же время этой темой занимались Линабери и др., которые обнаружили, что материнский индекс массы (ИМТ) оказывает большее влияние на ИМТ потомства, чем отцовский. В литературе есть и совершенно противоречивое заключение C. Fleten и соавт., которые не выявили значимой взаимосвязи между ИМТ родителей с ИМТ их потомства в возрасте до 3 лет (p>0,6) [5].

Коллеги из Дублина провели продольное когортное исследование данных 337 матерей и новорожденных, принявших участие в рандомизированном контрольном исследовании по соблюдению диеты с низким гликемическим индексом для предотвращения рецидива макросомии у плода (ROLO).

В исследовании ROLO приняли участие 800 женщин без сахарного диабета, у которых во время первой беременности родился плод с массой тела >4 кг. Основная группа соблюдала низкоуглеводную диету во время второй беременности с целью снижения массы тела плода при рождении. Однако соблюдение низкоуглеводной диеты не повлияло на массу тела плодов при рождении, зато достоверно снизило прибавку массы тела во время беременности у женщин и повысило у них чувствительность к глюкозе по сравнению с пациентками контрольной группы без соблюдения диеты. Исследование проводилось в соответствии с этическими стандартами, изложенными в Хельсинкской декларации 1964 г. и в более поздних поправках к ней. Заключение этического комитета и письменное информированное добровольное согласие матери были получены как для исследования во время беременности, так и для последующего наблюдения через 2 года [1].

У всех беременных (n=337) на сроке беременности 13,0±2,3 нед регистрировали массу тела и рост и рассчитывали ИМТ. Эти же антропометрические данные регистрировали у отцов (n=219). Антропометрические измерения новорожденного включали массу тела, рост, окружность головы, лобно-затылочный размер (OFC), окружность груди, живота, длину бедра и плеча. Массу тела при рождении измеряли на калиброванных весах Seca. Для всех окружностей использовали лассо-ленту Seca, а длину записывали на измерительной доске Seca. В подгруппе (среди общей популяции ROLO) также были проведены измерения кожных складок, полученные с использованием штангенциркуля Холтена: толщина кожных складок в проекции бицепса, трицепса, подлопаточной области и бедра. В качестве маркеров абдоминального ожирения использованы соотношение толщины кожных складок в области подлопаточной мышцы и трицепса (SS/TR) и соотношение талии к росту, тогда как сумма всех кожных складок и кожных складок в проекции подлопаточной мышцы и трицепса (SSTR) использовалась в качестве маркера общего ожирения.

На сроке 13 и 28 нед у беременных брали кровь натощак для определения уровней лептина и С-пептида. В родах собирали пуповинную кровь для определения уровня С-пептида у плода. Образцы крови центрифугировали и замораживали при температуре -80 °C.

Антропометрические измерения матери и отца, а также метаболические параметры, включая уровни лептина, глюкозы, С-пептида и индекс HOMA, оценивали для определения корреляции с теми же показателями через 2 года.

Ожирение и повышенная масса тела у детей в возрасте 2 лет являются критическим моментом в потенциальном развитии ожирения в более позднем возрасте. Финское исследование, проведенное H. Lagström и cоавт., показало, что тенденция к избыточной массе у подростков 13 лет начала проявляться уже с раннего детского возраста от 2 до 3 лет. Другое исследование определило период от 2 до 6 лет как наиболее критический в развитии избыточной массы у подростков и взрослых.

Последующее когортное исследование, проведенное в Нидерландах, посвященное влиянию грудного вскармливания на последующую массу тела и состояние здоровья детей, уже продемонстрировало взаимосвязь высокого ИМТ в возрасте от 2 лет с повышенным риском кардиометаболического синдрома в молодом возрасте. В этом когортном исследовании предположили, что стабилизация ИМТ у детей в возрасте от 2 до 6 лет может не только предотвратить накопление избыточной массы у взрослых, но и снизить риск кардиометаболических осложнений. Поэтому крайне важно понимать, какие факторы риска, влияющие на развитие ожирения в возрасте 2 лет, можно скорректировать.

В этой связи стоит принимать во внимание антропометрические данные и метаболический статус не только матери, но и отца. Об этом свидетельствует и недавнее исследование I. Donkin и соавт., которое показало, что масса тела отца влияет на набор генов сперматозоидов. В исследовании, посвященном тому, как факторы окружающей среды могут влиять на соматические ткани, они изучили, как потеря массы тела может эпигенетически изменить состав сперматозоидов при ожирении у человека.

Анализ строения сперматозоидов в группе худощавых мужчин и в группе мужчин, страдающих ожирением, выявил небольшие различия в экспрессии РНК и метилировании ДНК между двумя группами. В отдельной группе исследователи также изучали мужчин с патологическим ожирением, перенесших бариатрическую операцию с целью похудения. У этих мужчин наблюдалось резкое ремоделирование метилирования ДНК сперматозоидов, причем ремоделирование было наиболее заметно в генах, отвечающих за контроль аппетита центрального генеза.

Полученные данные свидетельствуют о том, что эпигеном человеческих сперматозоидов меняется с изменением массы тела, и демонстрируют, насколько важно, чтобы отцы более активно участвовали в поддержании своего здоровья до зачатия. Исследование ирландских коллег и исследование I. Donkin и соавт. показывают, что изменение представлений о роли будущих отцов на формирование плода может помочь снизить риск детского ожирения впоследствии.

Корреляцию между ростом и приростом массы тела с последующим подростковым ожирением искали и исследователи из экспертного центра Гронингена для детей с ожирением. Они выполнили поэтапную оценку прироста массы тела детей с учетом стадии полового созревания, массы тела при рождении, наличия грудного вскармливания до 3-месячного возраста, курения во время беременности и ИМТ матери. Только последние два фактора существенно коррелировали с ростом массы тела подростков. Ученые обнаружили, что более высокий относительный прирост массы тела в первый год жизни был связан с более высокими значениями массы тела в подростковом периоде. Однако эта связь между ростом ребенка и избыточной массой тела в более позднем возрасте оспаривается другими исследованиями, которые не обнаружили связи между увеличением массы тела в младенчестве с более поздним ожирением.

Данные, полученные авторами статьи "ИМТ матери, паритет и прибавка массы тела во время беременности: влияние на ожирение потомства в молодом возрасте" из отделения эндокринологии и Центра сердечно-сосудистых наук Эдинбургского университета, также свидетельствуют о том, что материнские факторы во время беременности (высокий ИМТ, больший прирост массы тела во время беременности и 1-я беременность) оказывают серьезное влияние на здоровье детей не только внутриутробно, но и на протяжении всей жизни, в том числе на развитие ожирения в раннем и взрослом возрасте [2]. Гипотеза чрезмерного питания в процессе развития утверждает, что высокие концентрации глюкозы, свободных жирных кислот и аминокислот в анализах матери приводят к необратимым изменениям в контроле аппетита, нейроэндокринным нарушениям и/или энергетического обмена у развивающегося плода, увеличивая риск ожирения в дальнейшей жизни. Авторы статьи призывают к поиску новой стратегии по повышению осведомленности общественности о вреде материнского ожирения и набора массы тела во время беременности для будущего здоровья потомства.

Сотрудники Гарвардского фонда здравоохранения и Гарвардской медицинской школы опубликовали статью "Уровни кортикотропин-рилизинг-гормона у матери во время беременности и ожирение у потомства" после проведенного ими проспективного когортного исследования беременных одним плодом и их новорожденных для изучения пре- и перинатальных детерминант [3]. Предметом изучения был уровень кортикотропин-рилизинг-гормона, который определяли в сыворотке крови у беременной в сроке 26-28 нед.

В эксперименте на животных было показано, что воздействие глюкокортикоидов на плод может программировать ожирение, особенно абдоминальный тип, в более позднем возрасте. Авторы исследовали связь уровня кортикотропин-рилизинг-гормона у матери в конце II триместра беременности как предиктора последующего ожирения у детей в возрасте до 3 лет и нашли взаимосвязь между повышением уровня кортикотропин-рилизинг-гормона со снижением ИМТ.

Новозеландские ученые П. Глюкман и М. Хансон в середине ХХ в. предложили "гипотезу несоответствия", согласно которой у плода может происходить прогностическая адаптация к факторам внешней среды, которые его ожидают после рождения. Если женщина во время беременности недостаточно питается, к тому же находится в состоянии стресса, курит, сталкивается с инфекциями или беременность протекает на фоне сахарного диабета (СД), может развиться плацентарная недостаточность, что приведет к рождению маловесного плода. Вначале ребенок адекватно прибавляет массу тела, а затем перебирает до избыточной к году после рождения в рамках гипотезы ускоренного роста, что и определяет риск развития избыточной массы тела и сердечно-сосудистых заболеваний в последующей жизни [4]. Таким образом, малая масса тела при рождении (независимо от причины) - один из предрасполагающих факторов к развитию метаболических нарушений.

Поиск связи между ИМТ родителей и их детей был предметом изучения и норвежского когортного исследования "Семейный подход к изучению роли внутриутробной среды на детское ожирение". Результаты настоящего крупного популяционного исследования показали схожие показатели ИМТ родителей и детей в возрасте 3 лет [средняя разница в ИМТ составила 0,15 (95% доверительный интервал от 0,13 до 0,16)], что можно объяснить схожими экологическими и генетическими факторами риска [5].

Тем не менее большинство авторов склоняется к тому, что на ИМТ новорожденных и детей раннего возраста в большей степени влияет ожирение матери, нежели отца. Так, ученые из Университета в Миннесоте сравнили связь между ИМТ матери и отца и ростом потомства на протяжении всего периода младенчества и раннего детства [6]. В текущий анализ были включены 912 детей, родившихся в 1928-2008 гг. в возрасте от 0 до 3,5 года. Чтобы изучить влияние ИМТ матери и отца на кривые роста ИМТ младенцев, использовался двухэтапный подход к моделированию.

Согласно их данным, материнское ожирение являлось более важным фактором, определяющим ИМТ у потомства, чем отцовское ожирение при рождении и в возрасте от 2 до 3 лет, что позволяет предположить: профилактические меры, направленные на коррекцию образа жизни матери и снижение у нее ИМТ, могут иметь важное значение для снижения избыточного ИМТ у новорожденных.

Влияние генетических факторов и факторов окружающей среды на детское ожирение изучали коллеги из Хельсинки в рамках систематического обзора [7]. В нем они собрали и проанализировали предыдущие исследования детского и подросткового ожирения в возрасте до 18 лет среди близнецов и усыновленных детей. При метаанализе исследований ожирения у близнецов было обнаружено значительное влияние генетических факторов на изменение ИМТ у детей во всех возрастных группах. Общие факторы окружающей среды также оказывали существенное влияние на массу телу детей в средней возрастной группе, но это влияние исчезало в подростковом возрасте.

На развитие ожирения у усыновленных детей оказало влияние не только семейное окружение, но и друзья, а также образ жизни, пищевое поведение и наличие физической нагрузки, поскольку была обнаружена корреляция по массе тела между усыновленными детьми и приемными родителями, однако корреляция по массе тела между родителями и их биологическим потомством была значительно сильнее, что еще раз подтверждает важность генетических факторов.

Этот вывод был подтвержден и финским продольным исследованием близнецов, которое показало, что влияние факторов окружающей среды на изменение ИМТ исчезает в возрасте от 14 до 17 лет, в то время как генетические факторы продолжают оказывать сильное влияние на ИМТ с раннего детства и до зрелого возраста. Отмечается, что ранее не проводилось ни одного семейного исследования, в котором бы измеряли ИМТ родителей, когда они были детьми, чтобы впоследствии соотнести этот показатель с ИМТ их детей в разных возрастных группах.

Влияние массы тела при рождении и особенностей внутриутробного периода на развитие впоследствии ожирения у детей изучали и на кафедре детской и перинатальной эпидемиологии Бристольского университета в Великобритании [8]. Для данного обзора было рассмотрено более 400 статей, опубликованных в Medline с 1966 г. и отобранных с помощью ключевых слов "ожирение", "жировые отложения", "талия", "конституция тела", "масса тела при рождении". Была выявлена нелинейная зависимость низкого социально-экономического статуса исследуемых как с низкой массой тела при рождении, так и с ожирением в раннем возрасте. Помимо взаимосвязи большой массы тела при рождении с ожирением в более позднем возрасте, была прослежена связь между высокой массой тела новорожденных с гипертензией, ишемической болезнью сердца, диабетом и другими патологиями в старшем возрасте. Исследования показывают, что масса тела при рождении положительно связана с ИМТ, уровнем липопротеинов высокой плотности и объемом жировой ткани у детей и взрослых и с развитием у них абдоминального или общего ожирения.

Заключение

Детское ожирение - одна из важнейших проблем здравоохранения в современном мире, поскольку дети с избыточной массой тела имеют высокий риск развития ожирения в старшем детском и взрослом возрасте. Поэтому крайне важно понять глубинные механизмы развития детского ожирения, чтобы найти эффективные меры по его предупреждению и предотвращению, прежде чем оно начнет наносить необратимый ущерб здоровью.

Литература/References

1. Donnelly J.M., Walsh J.M., Horan M.K., Mehegan J., Molloy E.J., Byrne D.F. Parental height and weight influence offspring adiposity at 2 years; findings from the ROLO kids birth cohort study. Am J Perinatol. 2024; 41 (4).

2. Reynolds R.M., Osmond C., Phillips D.I.W., Godfrey K.M. Maternal BMI, parity, and pregnancy weight gain: influences on offspring adiposity in young adulthood. J Clin Endocrinol Metab. 2010; 95 (12): 5365-9.

3. Gillman M.W., Rich-Edwards J.W., Huh S., Majzoub J.A., Oken E., Taveras E.M., et al. Maternal corticotropin-releasing hormone levels during pregnancy and offspring adiposity. Obesity (Silver Spring). 2006; 14 (9): 647-53.

4. Windey K., De Preter V., Verbeke K. Relevance of protein fermentation to gut health. Mol Nutr Food Res. 2012; 56 (1): 184-96. DOI: https://doi.org/10.1002/mnfr.201100542

5. Fleten C., Nystad W., Stigum H., Skjaerven R., Lawlor D.A., Davey Smith G., et al. Parent-offspring body mass index associations in the Norwegian Mother and Child Cohort Study: a family-based approach to studying the role of the intrauterine environment in childhood adiposity. Am J Epidemiol. 2012; 176 (2): 83-92.

6. Linabery A.M., Nahhas R.W., Johnson W., Choh A.C., Towne B., Odegaard A.O., et al. Stronger influence of maternal than paternal obesity on infant and early childhood body mass index: the Fels Longitudinal Study. Pediatr Obes. 2012; 8 (3): 159-69.

7. Silventoinen K., Rokholm B., Kaprio J., Sorensen T.I.A. The genetic and environmental influences on childhood obesity: a systematic review of twin and adoption studies. Int J Obes (Lond). 2010; 34 (1): 29-40. DOI: https://doi.org/10.1038/ijo.2009.177

8. Rogers I.; and the EURO-BLCS Study Group. The influence of birthweight and intrauterine environment on adiposity and fat distribution in later life. Int J Obes. 2003; 27 (7): 755-77. DOI: https://doi.org/10.1038/sj.ijo.0802316

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)