CC BY
0
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОБЗОРЫ
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 Е.О., Пекарева Н.А.
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 117997, г. Москва, Российская Федерация
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.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Для цитирования: Пекарева Е.О., Пекарева Н.А. 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 // Акушерство и гинекология: новости, мнения, обучение. 2024. Т. 12, № 2. С. 65-69. 001: https://doi.org/10.33029/2303-9698-2024-12-2-65-69
Статья поступила в редакцию 21.04.2024. Принята в печать 17.05.2024.
Ключевые слова:
метаболические нарушения у детей; инсулино-резистентность; ожирение у детей; индекс массы тела
Influence of environmental and genetic factors on obesity in young children and in adolescents from parents with a history of elevated BMI or obesity
Pekareva E.O., National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named Pekareva N.A. after Academician V.I. Kulakov, Ministry of Health of the Russian Federation, 117997, Moscow, Russian Federation
Abstract
The prevalence of childhood obesity has increased worldwide. The World Health Organization estimates that 39 million children under 5 years of age were overweight or obese in 2020, and 340 million children aged 5 to 19 years were overweight or obese in 2016. If the trend continues at the same rate as seen after the year 2000, it could have been expected that there would be more children with obesity than moderate or severe malnutrition in 2025. Identifying the incidence of obesity associated with anthropometric data of parents, their insulin resistance, overweight, obesity and other metabolic disorders, as well as with the peculiarities of the intrauterine period, is fundamentally important for understanding how to impact and prevent it in young and older children.
Keywords:
metabolic disorders in children; insulin resistance; obesity in children; body mass index
Funding. The study had no sponsor support.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
For citation: Pekareva E.O., Pekareva N.A. Influence of environmental and genetic factors on obesity in young children and in adolescents from parents with a history of elevated BMI or obesity. Akusherstvo i ginekologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Obstetrics and Gynecology: News, Opinions, Training]. 2024; 12 (2): 65-9. DOI: https://doi.org/l0.33029/2303-9698-2024-12-2-65-69 (in Russian)
Received 21.04.2024. Accepted 17.05.2024.
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 гликемиче-ским 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 регистриро-
Пекарева Е.О., Пекарева Н.А.
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
вали 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-пеп-тида 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 соавт., 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 кардио-метаболических 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 изу-
чения 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 19282008 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 МеСИпе с 1966 г. и отобранных с помощью ключевых слов «ожирение», «жировые отложения», «талия», «конституция тела», «масса тела при рождении». Была выя-лена 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.
Пекарева Е.О., Пекарева Н.А.
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
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Пекарева Наталья Аркадьевна (Natalya A. Pekareva) - заслуженный врач РФ, доктор медицинских наук, заведующий научно-консультативным педиатрическим отделением, ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Российская Федерация
E-mail: n_pekareva@oparina4.ru https://orcid.org/00000-0002-2710-864X
Пекарева Евгения Олеговна (Evgenia O. Pekareva) - доктор медицинских наук, акушер-гинеколог, врач ультразвуковой диагностики отделения ультразвуковой и функциональной диагностики, ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Российская Федерация E-mail: pekareva_e@mail.ru https://orcid.org/00000-0002-6335-2121
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 Perinatal. 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., Odega-ard 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
