© Copyright by Wydawnictwo Naukowe PWN S.A., Warszawa 2023
Wszystkie prawa zastrzeżone.

Przedruk i reprodukcja w jakiejkolwiek postaci całości bądź części książki bez pisemnej zgody wydawcy są zabronione.

Autorzy i Wydawnictwo dołożyli wszelkich starań, aby wybór i dawkowanie leków w tym opracowaniu były zgodne z aktualnymi wskazaniami i praktyką kliniczną. Mimo to, ze względu na stan wiedzy, zmiany regulacji prawnych i nieprzerwany napływ nowych wyników badań dotyczących podstawowych i niepożądanych działań leków, Czytelnik musi brać pod uwagę informacje zawarte w ulotce dołączonej do każdego opakowania, aby nie przeoczyć ewentualnych zmian we wskazaniach i dawkowaniu. Dotyczy to także specjalnych ostrzeżeń i środków ostrożności. Należy o tym pamiętać, zwłaszcza w przypadku nowych lub rzadko stosowanych substancji.

Recenzenci: prof. dr hab. n. med. Andrzej Budzyński
prof. dr hab. n. med. Monika Proczko-Stępniak

Wydawca: Inga Markiewicz

Redaktor prowadzący: Anna Klocek

Redaktor merytoryczny: Zuzanna Wierus

Korekta: Barbara Staśkiewicz

Producent: Adam Krajewski

Projekt okładki i stron tytułowych: Magdalena Kocińska O!Studio

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2023r. (Wydanie I)

Warszawa 2023

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

ISBN 978-83-01-23208-5
DOI: https://doi.org/10.53271/2023.055

Wydawnictwo Naukowe PWN S.A.
ul. G. Daimlera 2
02-460 Warszawa
pwn.pl

Księgarnia wysyłkowa:
tel. 42 680 44 88; infolinia: 801 33 33 88
e-mail: wysylkowa@pzwl.pl

Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwo Naukowe PWN S.A.:
Michał Latusek

Informacje w sprawie współpracy reklamowej: BR.PZWL@pwn.pl

Redaktorzy naukowi

Dr n. med. Iwona Boniecka − absolwentka Akademii Medycznej w Warszawie (kierunków dietetyka i zdrowie publiczne) oraz Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie (kierunku żywienie człowieka). Od 2006 r. pracownik naukowo-dydaktyczny Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Obecnie jest adiunktem w Zakładzie Dietetyki Klinicznej WUM. Od 2007 r. współpracuje z Kliniką Chirurgii Ogólnej, Onkologicznej, Metabolicznej i Torakochirurgii Wojskowego Instytutu Medycznego. Jest autorką bądź współautorką blisko 40 publikacji, 2 skryptów i wielu wystąpień konferencyjnych poświęconych postępowaniu dietetycznemu w leczeniu otyłości olbrzymiej, stłuszczeniowej choroby wątroby oraz chorób nerek. Wykonawca i kierownik projektów badawczych dotyczących sposobu żywienia i stanu odżywienia różnych grup ludności (w tym zwłaszcza osób leczonych chirurgicznie z powodu otyłości).

Dietetyką bariatryczną, której poświęciła swoją pracę doktorską napisaną pod kierunkiem prof. Bruna Szczygła, zajmuje się od 2007 r. Występuje jako ekspert w programach radiowych. Prowadzi szkolenia dla lekarzy i dietetyków z zakresu zachowawczego oraz chirurgicznego leczenia otyłości i jej powikłań.

Prof. dr hab. n. med. Wojciech Lisik − chirurg ogólny i onkologiczny, transplantolog i nauczyciel akademicki. Absolwent I Wydziału Lekarskiego Akademii Medycznej w Warszawie (obecnie Warszawski Uniwersytet Medyczny). Prorektor ds. Klinicznych i Inwestycji WUM kadencji 2020−2024.

Inicjator i animator programu chirurgicznego leczenia otyłości w Warszawskim Uniwersytecie Medycznym. Twórca pierwszego w Polsce programu chirurgii metabolicznej dla grupy chorych leczonych dializami, a także chorych przygotowywanych do operacji przeszczepienia narządu oraz po niej. Dzięki jego aktywności w Katedrze i Klinice Chirurgii Ogólnej i Transplantacyjnej WUM zostały wykonane po raz pierwszy w Polsce operacje bariatryczne u chorych przed przeszczepieniem nerki (jako pomost do transplantacji) oraz po nim, a także operacja przeszczepienia wątroby u pacjenta po zabiegu chirurgii metabolicznej.

Autor bądź współautor prawie 100 publikacji pełnotekstowych opublikowanych w czołowych czasopismach chirurgicznych, transplantacyjnych oraz zajmujących się chirurgią metaboliczną. Autor 12 rozdziałów w książkach i podręcznikach. Prelegent w trakcie krajowych i zagranicznych kongresów i zjazdów − łącznie ponad 200 prac. Współczynnik oddziaływania (impact factor, IF) tych prac wynosi ponad 176, punktacja MEiN: 4082, liczba cytowań w Web of Science: 1144, indeks Hirscha: 21.

Autorzy

dr hab. n. o zdr. Monika Bąk-Sosnowska, prof. AWSB
Centrum Psychosomatyki i Profilaktyki Zdrowotnej
Akademia WSB w Dąbrowie Górniczej

mgr inż. Agnieszka Białkowska
Szpital Czerniakowski w Warszawie

mgr Filip Biernacki
Oddział Kliniczny Chirurgii Ogólnej i Żywienia Klinicznego
Poradnia dla Chorych Leczonych Pozajelitowo i Dojelitowo w Warunkach Domowych
Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny im. prof. Witolda Orłowskiego
Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego w Warszawie

prof. dr hab. n. med. Paweł Bogdański
Katedra i Zakład Leczenia Otyłości, Zaburzeń Metabolicznych oraz Dietetyki Klinicznej
Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

dr n. med. Iwona Boniecka
Zakład Dietetyki Klinicznej
Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr Maria Brzegowy
Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie – Państwowy Instytut Badawczy, Oddział w Krakowie

mgr Aleksandra Budny
Katedra i Zakład Biochemii Farmaceutycznej
Gdański Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Tomasz Chomiuk
III Klinika Chorób Wewnętrznych i Kardiologii
Warszawski Uniwersytet Medyczny

mgr Sylwia Czaja-Stolc
Zakład Żywienia Klinicznego i Dietetyki
Gdański Uniwersytet Medyczny

dr hab. Aneta Czerwonogrodzka-Senczyna
Zakład Dietetyki Klinicznej
Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr n. o zdr. Marta Dębowska
Klinika Psychiatryczna Wydział Nauk o Zdrowiu
Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr hab. n. med. Justyna Domienik-Karłowicz
Klinika Chorób Wewnętrznych i Kardiologii
Centrum Diagnostyki i Leczenia Żylnej Choroby Zakrzepowo-Zatorowej
Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr hab. n. med. Michał Janik
Klinika Chirurgii Ogólnej
Wojskowy Instytut Medycyny Lotniczej w Warszawie

lek. Piotr E. Janik
Klinika Chirurgii Plastycznej
Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny im. prof. Witolda Orłowskiego
Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego w Warszawie

mgr Marta Jastrzębska-Mierzyńska
Zakład Dietetyki i Żywienia Klinicznego
Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

dr hab. n. med. Anna Jeznach-Steinhagen
Zakład Dietetyki Klinicznej
Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Małgorzata Kaczkan
Katedra Żywienia Klinicznego Zakład Żywienia Klinicznego i Dietetyki
Wydział Nauk o Zdrowiu z Instytutem Medycyny Morskiej i Tropikalnej
Gdański Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Dominika Krakowczyk
Klinika Chirurgii i Urologii Dziecięcej Górnośląskie Centrum Zdrowia Dziecka w Katowicach

mgr Jakub Krawczyk
Zakład Dietetyki Klinicznej Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr n. o zdr. Matylda Kręgielska-Narożna
Katedra i Zakład Leczenia Otyłości, Zaburzeń Metabolicznych oraz Dietetyki Klinicznej
Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

mgr Patrycja Krynicka
Szkoła Doktorska
Klinika Gastroenterologii
Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie

dr hab. n. med. Alina Kuryłowicz
Katedra i Klinika Chorób Wewnętrznych i Gerontokardiologii
Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny im. prof. Witolda Orłowskiego
Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego w Warszawie
Zespół Kliniczno-Badawczy Epigenetyki Człowieka
Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej im. Mirosława Mossakowskiego Polskiej Akademii Nauk

dr hab. Ewa Lange, prof. SGGW
Katedra Dietetyki
Wydział Nauk o Żywieniu Człowieka i Konsumpcji
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

prof. dr hab. n. med. Wojciech Lisik
Katedra i Klinika Chirurgii Ogólnej i Transplantacyjnej
Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Igor Łoniewski
Zakład Badań Biochemicznych
Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie

prof. dr hab. n. med. Piotr Major
II Katedra Chirurgii Ogólnej
Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie
Centrum Chirurgicznego Leczenia Otyłości
Szpital Uniwersytecki w Krakowie
Oddział Kliniczny Chirurgii Ogólnej, Onkologicznej, Metabolicznej i Stanów Nagłych
Szpital Uniwersytecki w Krakowie

dr n. med. Piotr Małczak
II Katedra Chirurgii Ogólnej
Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie
Centrum Chirurgicznego Leczenia Otyłości
Szpital Uniwersytecki w Krakowie
Oddział Kliniczny Chirurgii Ogólnej, Onkologicznej, Metabolicznej i Stanów Nagłych
Szpital Uniwersytecki w Krakowie

prof. dr hab. n. med. Artur Mamcarz
III Klinika Chorób Wewnętrznych i Kardiologii
Warszawski Uniwersytet Medyczny

mgr Irena Mańkiewicz-Żurawska
Klinika Chirurgii i Urologii Dziecięcej Górnośląskie Centrum Zdrowia Dziecka w Katowicach

dr hab. n. med. Wojciech Marlicz
Klinika Gastroenterologii
Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie

mgr Adriana Modrzejewska
Zakład Psychologii
Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

prof. dr hab. n. med. Lucyna Ostrowska
Zakład Dietetyki i Żywienia Klinicznego
Uniwersytet Medyczny w Białymstoku
Ośrodek Leczenia Otyłości i Chorób Dietozależnych w Białymstoku

prof. dr hab. n. med. Krzysztof Paśnik
Klinika Chirurgii Ogólnej, Gastroenterologicznej i Onkologicznej
Wojewódzki Szpital Zespolony im. Ludwika Rydygiera w Toruniu

mgr Ludmiła Podgórska
Klinika Holi

mgr Marta Potrykus
Klinika Chirurgii Ogólnej, Endokrynologicznej i Transplantacyjnej
Gdański Uniwersytet Medyczny

dr n. społ. Marzena Sekuła
Uniwersytet Humanistycznospołeczny SWPS w Warszawie

dr hab. n. med. Jacek Sobocki, prof. CMKP
Katedra Chirurgii Ogólnej i Żywienia Klinicznego Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego w Warszawie

dr n. med. Marta Stankiewicz
Katedra Żywienia Klinicznego
Gdański Uniwersytet Medyczny

prof. dr hab. n. med. i n. o zdr. Dorota Szostak-Węgierek
Zakład Dietetyki Klinicznej
Wydział Nauk o Zdrowiu
Warszawski Uniwersytet Medyczny

prof. dr hab. n. med. Agata Szulc
Klinika Psychiatryczna Wydział Nauk o Zdrowiu
Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr hab. n. med. Monika Szulińska
Katedra i Zakład Leczenia Otyłości, Zaburzeń Metabolicznych oraz Dietetyki Klinicznej
Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

dr hab. n. med. Mariusz Wyleżoł
II Katedra i Klinika Chirurgii Ogólnej, Naczyniowej i Onkologicznej
Warszawski Uniwersytet Medyczny
Warszawskie Centrum Kompleksowego Leczenia Otyłości i Chirurgii Bariatrycznej
Szpital Czerniakowski w Warszawie

dr n. med. i n. o zdr. Zuzanna Zaczek
Oddział Kliniczny Żywienia i Chirurgii
Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny im. prof. Witolda Orłowskiego
Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego w Warszawie
Zakład Żywienia Człowieka
Wydział Nauk o Zdrowiu
Warszawski Uniwersytet Medyczny

Przedmowa

Morbid obesity is a lifelong disease

(Otyłość olbrzymia jest chorobą, która trwa do końca życia)

Pod koniec XX w. Światowa Organizacja Zdrowia (World Health Organization, WHO) uznała otyłość za chorobę, która obecnie jest jednym z najważniejszych globalnych problemów zdrowia publicznego. Światowa Federacja Otyłości (World Obesity Federation, World Obesity) szacuje, że do 2020 r. ok. 770 mln dorosłych na całym świecie było dotkniętych otyłością, i przewiduje, że jeśli nie zostaną podjęte odpowiednie działania zapobiegawcze, w 2030 r. liczba ta przekroczy miliard. Szczególnie niepokojąca jest rosnąca częstość występowania otyłości olbrzymiej, także wśród dzieci i młodzieży.

Niestety skuteczność leczenia zachowawczego otyłości, szczególnie zaawansowanej, oceniana jest na zaledwie 5%, podczas gdy odległe wyniki leczenia chirurgicznego sięgają 80%. Należy przy tym podkreślić, że operacje bariatryczne, a w zasadzie metaboliczne, bez odpowiedniego wsparcia dietetycznego nie przynoszą zadowalających rezultatów, a także zagrażają występowaniem niedoborów i nietolerancji pokarmowych. Trzeba pamiętać, że otyłość jest chorobą wieloczynnikową, w której powstawaniu ważną rolę odgrywają m.in. uwarunkowania środowiskowe (siedzący styl życia, wysokokaloryczna dieta), psychologiczne, hormonalne, genetyczne, a także niektóre choroby przewlekłe. Stąd jej leczenie powinno być interdyscyplinarne i obejmować – niezależnie od podjętej strategii (zachowawczej czy chirurgicznej) – współpracę zespołu terapeutycznego, w skład którego wchodzą lekarze (m.in. chirurg bariatra, internista, kardiolog, diabetolog), dietetyk, psycholog, fizjoterapeuta i pielęgniarka koordynująca cały proces terapeutyczny.

Oddajemy w Państwa ręce książkę opracowaną przez zespół najbardziej doświadczonych specjalistów, która we wszechstronny sposób prezentuje temat postępowania dietetycznego w chirurgii metabolicznej, poczynając od przygotowania pacjenta do operacji, poprzez okres okołooperacyjny i kompleksowo omówiony okres pooperacyjny. Poruszamy zagadnienia rzadko omawiane w piśmiennictwie, takie jak leczenie żywieniowe, postępowanie dietetyczne u dzieci i młodzieży poddawanych operacjom bariatrycznym, a także postępowanie u osób po operacjach konturowania sylwetki, przed przeszczepieniami narządów i po nich, a także z chorobą nowotworową i zaawansowaną niewydolnością krążenia. Znajdą w niej Państwo również praktyczne narzędzia psychodietetyczne.

Naszą książkę, która wypełnia lukę na rynku wydawniczym, dedykujemy dietetykom, psychologom, fizjoterapeutom, chirurgom, bariatrom i lekarzom innych specjalności, a także studentom.

Redaktorzy

Słowo wstępne Profesor Moniki Proczko-Stepaniak

W ręce Czytelnika trafia bardzo wartościowa pozycja, wyczerpująco omawiająca zagadnienie standardów postępowania dietetycznego w chirurgii metabolicznej. To opracowanie bardzo aktualne i niezwykle potrzebne, prezentujące nie tylko tematy ściśle związane z postępowaniem dietetycznym, ale też bardzo wszechstronnie przedstawiające wszystkie aspekty związane z leczeniem choroby otyłościowej.

Przez ostatnie trzy lata żyliśmy w realiach pandemii COVID-19, która nieco przyćmiła trwającą od lat pandemię otyłości. Należy podkreślić, że to właśnie grupa pacjentów z chorobą otyłościową bardzo mocno ucierpiała przez pandemię i ograniczenie dostępu do leczenia, co doprowadziło do pogorszenia stanu ich zdrowia i jakości życia.

Liczba osób cierpiących na otyłość w naszym kraju od lat wzrasta – co czwarty dorosły Polak spełnia kryteria rozpoznania otyłości. Niestety problem dotyczy już nawet dzieci: w grupie 8-latków nasz kraj stał się niechlubnym liderem wśród państw europejskich. Rosnąca liczba osób chorujących na otyłość zwiastuje zwiększenie liczby pacjentów, a co za tym idzie − wzrost kosztów opieki zdrowotnej. Klinicznymi konsekwencjami otyłości i zespołu metabolicznego są cukrzyca typu 2, choroby układu sercowo-naczyniowego, uszkodzenie wątroby i nerek, dysfunkcja układu oddechowego, zmiany zwyrodnieniowe układu kostno-szkieletowego, zaburzenia psychiczne czy wreszcie część nowotworów. Taka liczba powikłań uświadamia, jakim wyzwaniem jest leczenie otyłości i jak duże zasoby systemu opieki zdrowotnej, zarówno ludzkie, jak i finansowe, muszą być zaangażowane w terapię.

Pomimo pojawiających się nowych generacji leków wspomagających redukcję masy ciała farmakoterapia nie jest metodą tak efektywną, jak leczenie operacyjne, zwłaszcza w przypadku pacjentów z wysokim wskaźnikiem masy ciała (body mass index, BMI).

W związku z powyższym powstaje coraz większa liczba ośrodków przeprowadzających operacje bariatryczne, które wymagają szeroko pojętej standaryzacji postępowania, przekładającej się na bezpieczeństwo i efektywność prowadzonej terapii. Powszechnie wiadomo, że leczenie pacjenta z chorobą otyłościową wymaga wielodyscyplinarnego podejścia, które powinno być wystandaryzowane, niezależnie od tego, w jakim ośrodku przeprowadzana jest terapia. Otyłość jest niestety chorobą przewlekłą, a praca z pacjentem dotkniętym tą chorobą nigdy się nie kończy: taka osoba długofalowo wymaga wielospecjalistycznej opieki.

Niniejsza publikacja, składająca się z 37 rozdziałów napisanych przez autorytety w dziedzinie leczenia otyłości, w sposób bardzo dokładny i nowatorski przedstawia wszystkie zagadnienia związane z epidemiologią, etiopatogenezą choroby otyłościowej, jej leczeniem zachowawczym i chirurgicznym oraz postępowaniem dietetycznym. Na końcu każdego z rozdziałów przedstawiono dobrze dobrane, aktualne piśmiennictwo, na podstawie którego zostało opracowane dane zagadnienie. W każdym z rozdziałów, niezależnie od obszaru związanego z leczeniem choroby otyłościowej, autorzy powołują się na obowiązujące polskie i światowe rekomendacje, co stanowi dodatkową wartość w dążeniach do ujednolicenia prowadzonych terapii.

Głównym tematem niniejszego opracowania jest postępowanie dietetyczne na różnych etapach leczenia choroby otyłościowej, jego odmienności w zależności od zastosowanego leczenia i jego ewentualnych powikłań. Należy podkreślić, że rolą dietetyka nie jest już tylko edukacja chorego, leczenie dietetyczne jest bowiem niezwykle istotnym elementem terapii, bez którego operacje metaboliczne stałyby się niebezpieczne.

W poszczególnych rozdziałach omówiono możliwe powikłania zarówno samej choroby otyłościowej, jak i te wynikające z zastosowanego leczenia, w tym operacyjnego, które mimo inwazyjności jest bezpieczne w ośrodkach doświadczonych w chirurgii metabolicznej.

Narastający problem otyłości wśród dzieci sprawił, że stopniowo rosną liczba operacji w tej grupie wiekowej i związane z tym faktem wyzwania. Stąd w prezentowanym opracowaniu znalazł się rozdział poświęcony wytycznym przygotowania do zabiegu i leczenia, w tym również żywieniowego, u dzieci.

W jednym z kolejnych rozdziałów opisano specyfikę prowadzenia pacjentów, u których chirurgia metaboliczna jest wykorzystywana jako leczenie pomostowe do przeszczepiania narządów, czy wreszcie pacjentów onkologicznych po przebytym leczeniu bariatrycznym. Ciekawe są również wątki poświęcone postępowaniu z ciężarnymi pacjentkami, które przeszły taką terapię.

W wielowymiarowe podejście do problemu leczenia otyłości wpisuje się również rozdział poświęcony postbariatrycznym operacjom rekonstrukcyjnym nadmiaru powłok, w których wypadku odpowiednie przygotowanie żywieniowe jest kluczowe dla powodzenia zabiegu. Temat ten jest bardzo istotny z punktu widzenia poprawy postrzegania wizerunku własnego ciała, a tym samym poprawy szeroko pojętej jakości życia.

W opracowaniu znalazł się również rozdział poświęcony fizjoterapii, która odgrywa ważną rolę w wypracowywaniu nowych nawyków. Jest to kolejna dziedzina wpisująca się w multidyscyplinarne podejście do leczenia choroby otyłościowej i stanowiąca ważny element procesu terapeutycznego.

Bardzo wartościowe jest też omówienie aspektów społecznych, psychologicznych czy psychodietetycznych dotyczących pracy z pacjentem chorującym na otyłość, zarówno przed leczeniem operacyjnym, jak i po nim. W tym kontekście publikacja porusza również problem niepowodzeń w leczeniu, co dodatkowo pokazuje, jak skomplikowaną chorobą jest otyłość i jak wielopłaszczyznowego podejścia wymaga jej leczenie.

Ciekawy jest rozdział poświęcony omówieniu przypadków klinicznych, z których każdy przedstawia inny problem terapeutyczny, poczynając od postępowania z pacjentem z zespołem metabolicznym czy zespołem kompulsywnego objadania się, po pacjentów po przebytym leczeniu operacyjnym, również tym powikłanym.

Podsumowując, do rąk Czytelnika trafia bardzo ważna publikacja przedstawiająca wielopłaszczyznowo aspekty leczenia otyłości. Dotychczas na polskim rynku wydawniczym nie było opracowania, które tak wyczerpująco i wielowątkowo przedstawiałoby problemy związane z terapią choroby otyłościowej ze szczególnym uwzględnieniem postępowania dietetycznego.

Podręcznik jest wartościowym i unikatowym przewodnikiem po holistycznej terapii otyłości dla pracowników zarówno ośrodków wyspecjalizowanych w chirurgii metabolicznej, jak i tych, które dopiero zamierzają podjąć taką działalność leczniczą i organizują ją od podstaw.

Monika Proczko-Stepaniak

Słowo wstępne Profesora Andrzeja Budzyńskiego

Można powiedzieć, że spełniły się nasze marzenia. Od lat bowiem osoby, które tworzyły polską chirurgię bariatryczną i metaboliczną, zabiegały o uznanie i akceptację dla tego sposobu leczenia otyłości olbrzymiej zarówno wśród lekarzy, jak i chorych. Przez lata natrafialiśmy na spory opór, co dziwne, nie tylko wśród przedstawicieli dyscyplin zachowawczych, ale też − co znacznie bardziej zaskakujące − również wśród samych zabiegowców. Wydawało się, że już nic nie przełamie tego impasu. I nagle... ni stąd, ni zowąd, laparoskopia stała się popularna, a nawet można odnieść wrażenie, że wręcz atrakcyjna. Zaczęła więc rosnąć liczba ośrodków zainteresowanych wykonywaniem zabiegów bariatrycznych, a także liczba chorych kierowanych i kwalifikowanych do leczenia operacyjnego.

W tej atmosferze szczęśliwego rozwoju bariatrii, nieco przesłodzonej, jest jednakowoż pewna łyżka dziegciu. Można bowiem czasem odnieść wrażenie, że chęci wejścia w krąg osób zaangażowanych w chirurgiczne leczenie otyłości olbrzymiej i jej powikłań nie zawsze towarzyszą dbałość o prawdziwą jakość, rzetelność i odpowiedni poziom świadczonej opieki nad niełatwym chorym, jakim jest osoba obciążona chorobą otyłościową. Przed środowiskiem osób od lat zaangażowanych w zagadnienia związane z bariatrią pojawia się w związku z tym ważne zadanie do wykonania. Czeka nas olbrzymia praca, która ma poprawić ten stan i zadbać o właściwą edukację zespołów leczących chorych na otyłość.

Książka Dietetyka w chirurgii bariatrycznej, którą dane było mi przeczytać jeszcze przed oficjalnym wydaniem, doskonale się wpisuje w te właśnie potrzeby środowiska. Sądzę, że grubą przesadą byłoby stwierdzenie, że czytałem ją z wypiekami na twarzy, zarywając kilka kolejnych nocy. Ale muszę powiedzieć, że przeczytałem ją z prawdziwym zainteresowaniem. Zapowiedź wydawnicza sprawiła, że zupełnie inaczej wyobrażałem sobie jej zawartość. Tymczasem jest to bardzo rzetelny podręcznik, nieograniczający się jedynie do omówienia zapowiadanych w tytule kwestii związanych z dietetyką. Bliżej mu do kompendium wiedzy na temat leczenia choroby otyłościowej dostępnymi metodami, nieograniczającego się jedynie do modyfikacji sposobu odżywiania. Rozdziały dotyczące farmakoterapii, metod endoskopowych oraz technik chirurgicznych zostały bardzo starannie opracowane, mają dobrze wyważone proporcje i omawiają te kwestie w sposób wyczerpujący, a przy tym − nieprzeładowany nadmiarem szczegółów. Zagadnienia z dziedziny dietetyki zostały natomiast potraktowane obszernie, stosownie do potrzeb. Co ważne, to jest właśnie ten obszar, który jawi się jako szczególnie wymagający poprawy jakości, a ta może zostać zrealizowana jedynie poprzez poprawę edukacji. Wydaje się, że tu właśnie potrzeby są największe.

Kwestia standaryzacji wykształcenia dietetycznego, a w zasadzie jej braku, jest jedną z największych bolączek środowiska bariatrycznego. Obecnie tytuł dietetyka można uzyskać na tak wiele różnych sposobów, że budzi to zrozumiały niepokój o jakość kształcenia przyszłych przedstawicieli tej jakże istotnej profesji. Tytułem dietetyka szczycą się bowiem zarówno absolwenci studiów ukończonych na renomowanych uczelniach, jak i osoby, które odbyły kilkudniowe szkolenie online. Sądzę, że największą wartością tej książki jest właśnie to, jak dobrze wpisuje się w chyba najbardziej istotne potrzeby środowiska specjalistów zajmujących się chirurgicznym leczeniem otyłości olbrzymiej. Trudno przecenić rolę dietetyków, którzy wchodzą w skład wielospecjalistycznych zespołów zajmujących się leczeniem pacjentów z chorobą otyłościową. Stąd zrozumiała troska środowiska o rzetelne wykształcenie dietetyków.

Takie pozycje wydawnicze dają nadzieję na poprawę jakości edukacji osób, bez których prawidłowa terapia choroby będącej wynikiem niewłaściwego odżywiania się jest niemożliwa. Czytelny i przystępny sposób przedstawienia całości zagadnień związanych z leczeniem otyłości olbrzymiej czyni z tej książki wartościową pozycję także dla wielu przedstawicieli innych profesji.

Andrzej Budzyński

1

Epidemiologia choroby otyłościowej i jej powikłań

Dorota Szostak-Węgierek

Otyłość jest chorobą przewlekłą, charakteryzującą się nadmiernym gromadzeniem się tkanki tłuszczowej w organizmie. Istnieją różne sposoby rozpoznawania otyłości. Należą do nich metody wykorzystujące proste pomiary antropometryczne oraz metody określające zawartość tkanki tłuszczowej w organizmie. Na podstawie pomiarów antropometrycznych obliczane są proste wskaźniki, takie jak wskaźnik masy ciała (body mass index, BMI), obwód pasa (waist circumference, WC), stosunek obwodu pasa do obwodu bioder (waist-hip ratio, WHR), a także stosunek obwodu pasa do wzrostu (waist-to-height ratio, WHtR). Są one powszechnie stosowane, jednak mniej miarodajne niż sposoby określające zawartość tkanki tłuszczowej w organizmie, takie jak metoda impedancji bioelektrycznej (bioelectrical impedance analysis, BIA), dwuwiązkowa absorpcjometria rentgenowska (dual-energy X-ray absorptiometry, DXA), a także tomografia komputerowa (TK). Ponieważ jednak metody te są dość skomplikowane i czasochłonne, a sprzęt konieczny do ich wykonania nie zawsze dostępny, ich stosowanie jest ograniczone. Dotyczy to zwłaszcza badań epidemiologicznych, w których do określenia stopnia masy ciała oraz rozmieszczenia tkanki tłuszczowej są wykorzystywane właśnie wspomniane wcześniej wskaźniki oparte na pomiarach antropometrycznych, przede wszystkim BMI.

Prawidłowy zakres BMI u osób dorosłych to 18,5–24,9 kg/m², nadwadze odpowiadają wartości 25,0–29,9 kg/m², natomiast otyłości ≥ 30 kg/m². Otyłość I stopnia rozpoznaje się, gdy BMI mieści się w zakresie 30,0–34,9 kg/m², II stopnia – gdy jest w przedziale 35,0–39,9 kg/m², a III stopnia (olbrzymią) – gdy BMI ≥ 40,0 kg/m². Dodatkowo, z uwagi na rosnącą liczbę osób z otyłością olbrzymią, wyróżnia się jej subkategorie: superotyłość (superobesity) dla BMI ≥ 50 kg/m² oraz super-super otyłość (super-superobesity) dla BMI ≥ 60 kg/m². Oceny wartości BMI u dzieci i młodzieży dokonuje się na podstawie siatek centylowych. Ta metoda została opisana w rozdziale 37.

Choroba otyłościowa jest dużym i ciągle narastającym globalnie problemem zdrowotnym. Według Światowej Organizacji Zdrowia (World Health Organization, WHO) od lat 70. XX w. częstość jej występowania na świecie wzrosła prawie trzykrotnie. W 2016 r. ponad 1,9 mld osób dorosłych na świecie (39% mężczyzn i 40% kobiet) miało nadmierną masę ciała (BMI ≥ 25,0 kg/m²), w tym ponad 650 mln (11% mężczyzn i 15% kobiet) było otyłych (BMI ≥ 30,0 kg/m²). Większość światowej populacji zamieszkuje kraje, w których nadmierna masa ciała jest przyczyną większej liczby zgonów niż niedożywienie. Szczególnie niepokoi wzrastające występowanie choroby otyłościowej u dzieci. W 2020 r. nadmierną masą ciała cechowało się 39 mln dzieci poniżej 5. r.ż. na świecie. W 2016 r. nadwagę lub otyłość miało ponad 340 mln dzieci i nastolatków (5.–19. r.ż.) na świecie. Problem ten narasta nie tylko w krajach wysoko rozwiniętych, ale także rozwiniętych średnio i nisko, szczególnie w miastach.

Według danych Eurostatu w 2019 r. nadmierną masą ciała cechowało się 53% dorosłych mieszkańców Unii Europejskiej (European Union, EU), w tym 36% miało nadwagę, a 17% – otyłość. Im starsza była grupa wiekowa, tym częściej występowała nadmierna masa ciała, z wyjątkiem osób > 75. r.ż., u których ta częstość była niższa niż u młodszych seniorów. U osób młodych, w 18.–24. r.ż., nadmierną masę ciała stwierdzano u 25% populacji, natomiast wśród seniorów w wieku 65–74 lat – u 66%. Częstość występowania otyłości wynosiła odpowiednio 6% i 22%. Stwierdzono również, że występowanie nadmiernej masy ciała, w tym otyłości, było odwrotnie proporcjonalne do poziomu wykształcenia. Jej częstość wynosiła odpowiednio 59% i 20% u osób z najniższym wykształceniem, 54% i 17% u osób ze średnim wykształceniem oraz 44% i 11% u osób z wyższym wykształceniem.

W 2019 r. w krajach członkowskich EU częstość występowania nadmiernej masy ciała (BMI ≥ 25 kg/m²) była największa w Chorwacji i na Malcie (65% dorosłej populacji), a najmniejsza we Włoszech (46%), Francji (47%) i w Luksemburgu (48%). We wszystkich krajach członkowskich problem ten dotyczył częściej mężczyzn niż kobiet, a największe różnice zanotowano w Luksemburgu (59% mężczyzn i 38% kobiet), Czechach (70% vs 51%) i na Cyprze (59% vs 41%). Otyłość (BMI ≥ 30 kg/m²) była najbardziej rozpowszechniona na Malcie.

W Polsce, według danych Eurostatu, w 2019 r. nadmierną masą ciała cechowało się 58% populacji, w tym otyłością – 19%. Z kolei według badania ankietowego przeprowadzonego przez NIZP-PZH (Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego – Państwowy Zakład Higieny) w 2020 r. na losowej próbie 2 tys. Polaków ≥ 20. r.ż. nadmierną masę ciała (BMI ≥ 25 kg/m²) wiosną 2020 r. miało 54,5% Polaków (64,2% mężczyzn i 45,5% kobiet). W grupie wiekowej 20.–44. r.ż. problem ten dotyczył mężczyzn ponad dwa razy częściej niż kobiet (58,5% vs 28,5%), natomiast w starszych grupach wiekowych różnice te były mniejsze.

Uwagę zwracają wyniki ogólnopolskiego przekrojowego badania WOBASZ II, przeprowadzonego w latach 2013–2014 na ponad 6 tys. uczestników, podczas którego wykonywano pomiary antropometryczne. Po standaryzacji według wieku wykazano, że rozpowszechnienie choroby otyłościowej wynosiło u mężczyzn 24,4%, a nadwagi – 43,2%, natomiast u kobiet odpowiednio 25,0% i 30,5% (ryc. 1.1). Występowanie nadmiernej masy ciała wzrastało

Rycina 1.1

Rozpowszechnienie otyłości i nadwagi, zespołu metabolicznego, nadciśnienia tętniczego, cukrzycy i podwyższonej glikemii na czczo u mężczyzn i kobiet w polskiej populacji wg badania WOBASZ II w latach 2013–2014.

wraz z wiekiem u przedstawicieli obu płci do 75. r.ż. U starszych seniorów częstość jej występowania była mniejsza niż u osób w wieku 65–74,9 lat, z wyjątkiem nadwagi u kobiet, której częstość była większa. Podobne zjawisko dotyczyło otyłości brzusznej (i_010WC, waist circumferencei_011 ≥ 102 cm u mężczyzn i ≥ 88 cm u kobiet). Po standaryzacji według wieku częstość jej występowania wynosiła u mężczyzn 32,2%, a u kobiet 45,7% i wzrastała wraz z wiekiem u mężczyzn do 75. r.ż., a u kobiet – także po 75. r.ż., osiągając w najstarszej grupie wiekowej 75,9%. Standaryzowany wskaźnik występowania otyłości I stopnia wynosił 18,9% u mężczyzn i 18,0% u kobiet, II stopnia odpowiednio 4,3% i 5,1%, a III stopnia – 1,2% i 1,9%.

Porównanie wyników badań WOBASZ (przeprowadzonego w latach 2003–2005) i WOBASZ II (przeprowadzonego w latach 2013–2014) wykazało, że w ciągu dekady u mężczyzn istotnie zwiększyło się występowanie choroby otyłościowej o 4,2 punktu procentowego (p.p.), natomiast u kobiet o 1,1 p.p. (zmiana nieistotna statystycznie). Zaobserwowano też tendencję wzrostową występowania nadwagi: u mężczyzn o 2,9 p.p., a u kobiet – o 1,8 p.p.

W czasie pandemii COVID-19, między wiosną a jesienią 2020 r. (badanie NIZP-PZH), 41,2% respondentów zauważyło zmianę masy ciała, przy czym jej zwiększenie było zjawiskiem zgłaszanym częściej niż jej utrata (28,3% vs 12,9%). Najczęściej przybierali na wadze mężczyźni w 20.–44. r.ż. oraz kobiety w 45.–64. r.ż. Najrzadziej zjawisko to obserwowano u osób ≥ 65. r.ż. Analiza wyników uzyskanych w toku badania epidemiologicznego populacji polskiej, przeprowadzonego w ramach Narodowego Programu Zdrowia 2017–2020, wykazała, że podczas pandemii COVID-19 niekorzystnie zmienił się sposób żywienia, w tym zwiększyło się spożycie energii, co dotyczyło przede wszystkim osób z otyłością. Zmniejszyła się także aktywność fizyczna, co dotyczyło głównie osób z BMI < 30 kg/m². Może to tłumaczyć zjawisko często obserwowanego przyrostu masy ciała podczas pandemii.

W Polsce problem nadmiernej masy ciała dotyczy także nastolatków, częściej chłopców niż dziewcząt. Wyniki cyklicznego badania Health Behaviour in School-aged Children (HBSC), w którym wykorzystywano międzynarodowe kryteria rozpoznawania otyłości w wieku rozwojowym (kryteria International Obesity Task Force), wykazały, że między rokiem 2014 a 2018 wystąpił istotny wzrost występowania tej choroby, który wyniósł prawie 2 p.p. (16,5% vs 14,8%), większy u chłopców niż u dziewcząt (3,4 p.p. vs 0,4 p.p.). Największą zmianę (o 6,4 p.p.) zanotowano u chłopców w 13.–14. r.ż.

Choroba otyłościowa, zwłaszcza o lokalizacji brzusznej, pociąga za sobą występowanie zaburzeń metabolicznych. Należą do nich przede wszystkim zaburzenia gospodarki węglowodanowej (podwyższona glikemia na czczo, zaburzona tolerancja glukozy, cukrzyca typu 2), dyslipidemia aterogenna (HTG i_011hipertriglicerydemiai_011, niskie stężenia lipoprotein o wysokiej gęstości i_011high density lipoproteins, HDLi_011, obecność małych gęstych cząsteczek lipoprotein o niskiej gęstości i_011low density lipoproteins, LDLi_011), a także nadciśnienie tętnicze. Zaburzenia te składają się na zespół metaboliczny (ZM). Według badania WOBASZ II częstość występowania ZM (definiowanego według amerykańskiego stanowiska z 2009 r.) w polskiej populacji u mężczyzn wynosiła 39%, a u kobiet – 32,8%. U mężczyzn najczęściej występującą cechą ZM było nadciśnienie tętnicze (62%), a u kobiet – otyłość brzuszna (64,7%). W ciągu dekady dzielącej badania WOBASZ i WOBASZ II występowanie ZM u osób w 20.–74. r.ż. wzrosło o 8,8 p.p. u mężczyzn i o 3,3 p.p. u kobiet. Było to związane przede wszystkim z nasileniem występowania zaburzeń gospodarki węglowodanowej.

Zwiększyło się również występowanie zaburzeń lipidowych związanych z nadmierną masą ciała. Izolowaną HTG w badaniu WOBASZ II stwierdzono u 5,6% mężczyzn i 2,4% kobiet, natomiast izolowane niskie stężenia cholesterolu HDL w surowicy – u 5,1% mężczyzn i 7,3% kobiet. W ciągu poprzedzającej dekady występowanie HTG wzrosło istotnie u mężczyzn o 26%, natomiast występowanie niskich stężeń cholesterolu HDL w surowicy u obu płci – ok. dwukrotnie (u mężczyzn ryzyko względne i_011relative risk, RRi_011 – 2,26, u kobiet – 1,94).

W badaniu WOBASZ II wykazano również, że standaryzowane według wieku rozpowszechnienie nadciśnienia tętniczego wynosiło 42,7% i było znamiennie większe u mężczyzn niż u kobiet (46,2% vs 40,4%). Wśród osób z nadciśnieniem tętniczym 59,3% miało świadomość tej choroby, przy czym była ona wyższa u kobiet niż u mężczyzn (63,2% vs 55,3%), a najwyższa u osób > 50. r.ż. Leczenie farmakologiczne było najczęściej stosowane w starszym wieku, > 60. r.ż., częściej u kobiet niż u mężczyzn (52,1% vs 40,2%). Właściwa kontrola ciśnienia tętniczego dotyczyła 51,9% osób leczonych z powodu nadciśnienia tętniczego. W porównaniu z wynikami badania WOBASZ, wykonanego 10 lat wcześniej po standaryzacji według wieku, występowanie nadciśnienia tętniczego u mężczyzn i kobiet wzrosło odpowiednio o 6,2 p.p. i 2,7 p.p., świadomość choroby zwiększyła się u mężczyzn o 0,7 p.p., a u kobiet spadła o 4,5 p.p. Z kolei liczba leczonych pacjentów zwiększyła się o 26%, a dobra kontrola – ponad dwukrotnie (RR 2,16).

W toku badania WOBASZ II określono też częstość występowania zaburzeń gospodarki węglowodanowej. Wśród osób w 20.–74. r.ż. 6% uczestników (6,2% mężczyzn i 5,8% kobiet) deklarowało wcześniejsze rozpoznanie cukrzycy. Dodatkowo u 2,4% uczestników, u których wcześniej nie rozpoznano cukrzycy (u 3,1% mężczyzn i 1,8% kobiet), wykryto stężenie glukozy w surowicy na czczo ≥ 7,0 mmol/l w pojedynczym badaniu, co sugeruje obecność cukrzycy. Ponadto 18,4% uczestników (23,8% mężczyzn i 13,2% kobiet) miało podwyższone wartości glikemii na czczo. Występowanie cukrzycy (rozpoznana cukrzyca lub odpowiadające jej stężenie glukozy na czczo) w porównaniu z wcześniejszym badaniem WOBASZ wzrosło z 6% do 8,4%, natomiast rozpowszechnienie podwyższonej glikemii na czczo – z 9,3% do 18,4% (po standaryzacji według wieku i płci).

Powikłaniami choroby otyłościowej są przede wszystkim choroby sercowo-naczyniowe i nowotwory. W 2018 r. choroby układu krążenia były przyczyną 45,6% zgonów u kobiet i 35,9% u mężczyzn, natomiast nowotwory – odpowiednio 22,9% oraz 25,9%. W 2019 r. wśród czynników ryzyka zgonu na pierwszym miejscu było nadciśnienie tętnicze, na drugim palenie tytoniu, a następnie wysokie stężenie glukozy na czczo oraz zbyt wysoka wartość BMI (odpowiednio 3. i 4. miejsce). Należy podkreślić, że zarówno nadciśnienie tętnicze, jak i zaburzenia gospodarki węglowodanowej w dużej mierze zależą od zawartości tkanki tłuszczowej w organizmie. Wykazano również, że zbyt wysoka wartość BMI była w 2019 r. drugim, zaraz po paleniu tytoniu, czynnikiem ryzyka odpowiadającym za obciążenie chorobowe wyrażone wartością wskaźnika lat życia skorygowanych niesprawnością (disability-adjusted life years, DALY). Na trzecim miejscu znalazło się wysokie ciśnienie skurczowe krwi, a na czwartym – wysokie stężenie glukozy w surowicy na czczo. Szacuje się, że nadmierna masa ciała (BMI ≥ 25 kg/m²) odpowiada w Polsce za 14,2% zgonów (13,1% u mężczyzn i 15,3% u kobiet) oraz utratę 12,4% (odpowiednio 12,1% i 12,6%) lat przeżytych w zdrowiu.

Piśmiennictwo

1. Alberti K.G., Eckel R.H., Grundy S.M. i wsp.; International Diabetes Federation Task Force on Epidemiology and Prevention; National Heart, Lung, and Blood Institute; American Heart Association; World Heart Federation; International Atherosclerosis Society; International Association for the Study of Obesity: Harmonizing the metabolic syndrome: a joint interim statement of the International Diabetes Federation Task Force on Epidemiology and Prevention; National Heart, Lung, and Blood Institute; American Heart Association; World Heart Federation; International Atherosclerosis Society; and International Association for the Study of Obesity. Circulation, 2009; 120 (16): 1640–1645.

2. Eurostat: Over half of adults in the EU are overweight (https://ec.europa.eu/eurostat/web/products-eurostat-news/-/ddn-20210721-2).

3. Mechanick J.I., Kushner R.F., Sugerman H.J. i wsp.: American Association of Clinical Endocrinologists, The Obesity Society, and American Society for Metabolic & Bariatric Surgery Medical Guidelines for Clinical Practice for the perioperative nutritional, metabolic, and nonsurgical support of the bariatric surgery patient. Surg Obes Relat Dis, 2008; 4 (5): 109–184.

4. Niklas A., Flotyńska A., Puch-Walczak A. i wsp.; WOBASZ II investigators: Prevalence, awareness, treatment and control of hypertension in the adult Polish population – Multi-center National Population Health Examination Surveys – WOBASZ studies. Arch Med Sci, 2018; 14 (5): 951–961.

5. Niklas A., Marcinkowska J., Kozela M. i wsp.: Prevalence of cardiometabolic risk factors and selected cardiovascular diseases in hypertensive and normotensive participants in the adult Polish population: The WOBASZ II study. Medicine (Baltimore), 2020; 99 (28): e21149.

6. Rajca A., Wojciechowska A., Śmigielski W. i wsp.: Increase in the prevalence of metabolic syndrome in Poland: comparison of the results of the WOBASZ (2003–2005) and WOBASZ II (2013–2014) studies. Pol Arch Intern Med, 2021; 131 (6): 520–526.

7. Rutkowski M., Wojciechowska A., Śmigielski W. i wsp.: Prevalence of diabetes and impaired fasting glucose in Poland in 2005–2014: results of the WOBASZ surveys. Diabet Med, 2020; 37 (9): 1528–1535.

8. Stepaniak U., Micek A., Waśkiewicz A. i wsp.: Prevalence of general and abdominal obesity and overweight among adults in Poland. Results of the WOBASZ II study (2013–2014) and comparison with the WOBASZ study (2003–2005). Pol Arch Med Wewn, 2016; 126 (9): 662–671.

9. Wojtyniak B., Goryński P. (red.): Sytuacja zdrowotna ludności Polski i jej uwarunkowania. 2020 (http://bazawiedzy.pzh.gov.pl/wydawnictwa).

10. World Health Organization: Obesity and overweight (https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight).

11. Wyleżoł M., Sińska B.I., Kucharska A. i wsp.: The Influence of Obesity on Nutrition and Physical Activity during COVID-19 Pandemic: A Case-Control Study. Nutrients, 2022; 14 (11): 2236.

2

Środowiskowe czynniki ryzyka rozwoju nadwagi i otyłości

Marta Jastrzębska-Mierzyńska Lucyna Ostrowska

Istotną rolę w rozwoju otyłości odgrywa czynnik genetyczny. Najczęściej mamy do czynienia z występowaniem otyłości wielogenowej. W takim przypadku interakcje z czynnikami środowiskowymi sprzyjają przyrostowi masy ciała na każdym etapie życia. Do środowiskowych czynników ryzyka zaliczamy m.in. nieprawidłowy sposób żywienia, dysbiozę jelitową (zaburzenia składu mikrobiomu jelitowego), kontakt z substancjami chemicznymi zaburzającymi funkcjonowanie układu hormonalnego, niewystarczającą ilość snu, stres, rodzaj wykonywanej pracy zawodowej i niską aktywność fizyczną.

Mechanizm działania

Nieodpowiedni sposób żywienia to jeden z głównych środowiskowych czynników ryzyka rozwoju nadwagi i otyłości. Nieprawidłowości związane z odżywianiem mogą mieć charakter zarówno ilościowy, jak i jakościowy.

Gromadzenie się tkanki tłuszczowej w organizmie jest konsekwencją dodatniego bilansu energetycznego. Oznacza to, że ilość energii pobranej wraz z pożywieniem jest większa niż ilość energii wydatkowanej przez organizm. Rozwojowi nadwagi i otyłości niewątpliwie sprzyja nadmierna konsumpcja wysokoprzetworzonej i wysokokalorycznej żywności, takiej jak chipsy, batony czy fast foody. Słodkie i słone przekąski oraz żywność typu fast food charakteryzują się wysoką wartością energetyczną przy niskiej wartości odżywczej. Zawierają znaczne ilości tłuszczu oraz łatwo przyswajalnych węglowodanów. Ubogie są natomiast w węglowodany złożone, błonnik pokarmowy, witaminy i składniki mineralne. Duża ilość tłuszczu w diecie sprzyja nadmiernej podaży energii, dodatniemu bilansowi energetycznemu i w konsekwencji – przyrostowi masy ciała. Dowiedziono, że dieta wysokotłuszczowa w połączeniu z niskim poziomem aktywności fizycznej zwiększa podatność na otyłość związaną z genem FTO (fat mass and obesity-associated gene).

Kolejnym żywieniowym czynnikiem ryzyka rozwoju nadwagi i otyłości jest wysokie spożycie słodzonych napojów bezalkoholowych, które zawierają znaczne ilości łatwo przyswajalnych cukrów (glukozy, sacharozy, fruktozy). Wykazano, że ilość wypijanych napojów jest dodatnio skorelowana z wartością wskaźnika masy ciała (body mass index, BMI). Wielu producentów w celu ograniczenia kosztów produkcji zastępuje sacharozę lub glukozę syropem glukozowo-fruktozowym (high fructose corn syrup, HFCS). Dowiedziono, że HFCS przyczynia się do nasilenia lipogenezy wątrobowej, prowadząc do wzrostu stężenia lipoproteiny o bardzo małej gęstości (very low-density lipoprotein, VLDL) oraz wzmożonej syntezy triacylogliceroli, a w konsekwencji – do stłuszczenia wątroby. Ponadto syrop glukozowo-fruktozowy nasila lipogenezę w adipocytach. Wykazano także, że regularne spożywanie produktów słodzonych HFCS prowadzi do wzrostu apetytu oraz rozwoju insulinooporności i cukrzycy typu 2.

Ponadto wykazano zależność pomiędzy wysokim spożyciem żywności wysokoprzetworzonej a niską podażą warzyw i owoców. Są one produktami niskoenergetycznymi, zawierającymi przede wszystkim znaczne ilości wody oraz błonnika pokarmowego. Dzięki temu można spożyć ich większą ilość, zaspokajając głód, i jednocześnie ograniczyć ogólną podaż energii ze spożytymi posiłkami i przekąskami. Większe spożycie tej grupy produktów sprzyja także ograniczeniu konsumpcji wysokokalorycznej żywności wysokoprzetworzonej. Zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia (World Health Organization, WHO) zarówno dzieci, jak i osoby dorosłe powinni spożywać co najmniej 400 g (tj. 5 porcji) owoców i warzyw (z wyłączeniem ziemniaków, słodkich ziemniaków oraz innych korzeniowych warzyw skrobiowych) dziennie, przy czym rekomenduje się większy udział warzyw niż owoców ze względu na niższą zawartość cukru i wartość energetyczną.

Wykazano, że w powstawaniu nadmiernej masy ciała istotne znaczenie może mieć niedobór w diecie wapnia, którego głównym źródłem są produkty mleczne. Wapń odgrywa istotną rolę w regulacji przemian energetycznych w organizmie, m.in. ze względu na jego wpływ na metabolizm komórek tłuszczowych, lipolizę oraz termogenezę. Niska podaż wapnia hamuje proces lipolizy w adipocytach, prowadząc do kumulacji lipidów w ich wnętrzu. Wykazano, że dieta bogata w wapń ogranicza gromadzenie się lipidów w adipocytach i przyrost masy ciała w okresach nadmiernej podaży energii z dietą. Ponadto zwiększa lipolizę i zachowuje termogenezę podczas stosowania restrykcji kalorycznych, a tym samym przyspiesza utratę masy ciała.

Czynnikiem ryzyka nadwagi i otyłości jest także duże spożycie alkoholu. Wykazano, że wypijanie niewielkich lub umiarkowanych ilości alkoholu nie wiąże się z przyrostem tkanki tłuszczowej, w przeciwieństwie do częstego spożywania jego większych ilości. Alkohol jest związkiem wysokokalorycznym: gram alkoholu etylowego to 7 kcal. Energia dostarczona organizmowi z napojami alkoholowymi zwiększa więc dobową podaż energii. Dodatkowo spożywaniu alkoholu zazwyczaj towarzyszy przegryzanie wysokokalorycznych przekąsek. Alkohol może też wpływać na pobór energii poprzez hamowanie działania leptyny oraz glukagonopodobnego peptydu 1 (glucagon-like peptide-1, GLP-1), które odpowiadają za wystąpienie uczucia sytości. Ponadto spowalnia on utlenianie tłuszczów, co sugeruje, że jego częste spożycie może prowadzić do zwiększenia zawartości tkanki tłuszczowej w organizmie.

Innym czynnikiem wpływającym na bilans energetyczny jest wielkość porcji spożywanej żywności. Przyjmowanie dużych ilości jedzenia, zwłaszcza żywności wysokokalorycznej, jest jedną z głównych przyczyn nadmiernej podaży energii w ciągu dnia. Wyniki badań wskazują, że wzrost wielkości porcji prowadzi do zwiększonej podaży energii. Zjawisko to określane jest jako efekt wielkości porcji. Zaobserwowano je w przypadku spożywania pakowanych słonych przekąsek (np. chipsów) oraz produktów spożywczych i potraw sprzedawanych w opakowaniach jednostkowych (np. kanapek i słodzonych napojów). Osoby spożywające produkt w większym opakowaniu dostarczają organizmowi większej ilości energii, jednak nie kompensują nadwyżki spożytych kalorii w kolejnym posiłku. Takie postępowanie prowadzi do wzrostu podaży energii w ciągu dnia i może sprzyjać dodatniemu bilansowi energetycznemu, a tym samym – przyrostowi masy ciała. Istotne są też kształt i konsystencja spożywanych pokarmów. Wykazano bowiem, że wielkość porcji dania, które nie ma określonego kształtu (jak na przykład makaronu z serem), jest trudna do oszacowania, zwłaszcza gdy porcje są duże. Osoby, które spożywają taki posiłek, najczęściej nie są świadome ilości i wartości energetycznej przyjmowanego pokarmu.

Kolejnym błędem żywieniowym wpływającym niekorzystnie na bilans energetyczny organizmu jest pojadanie. Pojęcie pojadania nie zostało dotychczas jasno zdefiniowane. Nie funkcjonuje definicja, która w sposób jednoznaczny odróżniałaby pojadanie od częstego spożywania posiłków. Pojadanie jest zazwyczaj określane jako okazja do jedzenia między posiłkami. Wykazano, że częste spożywanie posiłków (4–5 razy w ciągu dnia) może zapobiegać przyrostowi masy ciała, a sięganie po przekąski (słodycze, paluszki, orzeszki itp.) między głównymi posiłkami może niekorzystnie wpływać na bilans energetyczny. Nie ma ono bowiem podłoża fizjologicznego (jego przyczyną nie jest uczucie głodu), ale np. ochota, stres, zapach jedzenia.

W badaniu XENDOS, w którym pojadanie zdefiniowano jako okazję do jedzenia między posiłkami, wykazano, że osoby otyłe częściej sięgały po przekąski w porównaniu z grupą kontrolną. Ponadto częstość pojadania była dodatnio skorelowana z poborem energii, niezależnie od poziomu aktywności fizycznej. W grupie osób z otyłością wyższe spożycie energii wiązało się z większą podażą słodkiej i tłustej żywności.

W krajach średnio i wysokorozwiniętych dostęp do żywności, zwłaszcza wysokoprzetworzonej, o dużej zawartości tłuszczu i węglowodanów, jest w zasadzie nieograniczony, co może się przyczynić do jej częstego spożywania. Wykazano, że w warunkach swobodnego dostępu do żywności (ad libitum) podaż kalorii w ciągu dnia może wzrosnąć nawet o 20%.

Dodatkowo jedną z przyczyn pojadania jest niewątpliwie brak czasu na przygotowywanie wartościowych posiłków. Obecnie społeczeństwo żyje w pośpiechu, pod ciągłą presją upływającego czasu. Ludzie śpią krócej, mają mniej czasu na przygotowywanie i przyjmowanie zbilansowanych posiłków, w związku z czym częściej spożywają je poza domem. Żywność bywa przyjmowana szybko, a ludzie nie są świadomi ilości energii dostarczonej wraz z nią. Szybkie tempo spożywania posiłku może sprzyjać przyrostowi masy ciała. Wykazano, że częste przyjmowanie pokarmów o wysokiej wartości kalorycznej w szybkim tempie sprzyja nadmiernej podaży energii z dietą. Z kolei wolne tempo jedzenia zmniejsza uczucie głodu i powoduje większą sytość między posiłkami. Wynika to z faktu, że dłuższy czas spożycia posiłku o takiej samej wartości energetycznej i odżywczej znacząco wpływa na wydzielanie hormonów anoreksygennych (peptydu YY i_012peptide YY, PYYi_012 i GLP-1), odpowiedzialnych za wystąpienie uczucia sytości i zakończenie jedzenia, co pomaga kontrolować ilość spożywanej żywności, a tym samym – podaż energii.

Jak wcześniej wspomniano, częste i regularne spożywanie posiłków (w odróżnieniu od częstego pojadania pomiędzy tradycyjnymi posiłkami), z zachowaniem odpowiednich przerw pomiędzy nimi, może zapobiegać przyrostowi masy ciała. Liczne badania obserwacyjne wykazały, że niska częstotliwość jedzenia związana jest z przyrostem masy ciała. Z kolei częste spożywanie posiłków wiąże się z wyższą gęstością odżywczą i niższą wartością energetyczną diety. Ponadto częste spożywanie posiłków może znacznie zwiększyć wydatek energetyczny związany ze swoistym dynamicznym działaniem pokarmu. W związku z powyższym pomijanie posiłków może stanowić czynnik ryzyka rozwoju nadwagi i otyłości.

W literaturze najlepiej opisany jest wpływ pomijania śniadań na przyrost masy ciała. Wykazano, że unikanie tego posiłku i jedzenie 2 razy dziennie lub rzadziej wiąże się z występowaniem otyłości. Pomijanie śniadania zwiększa ryzyko nadwagi i otyłości o 48% i o 31% ryzyko wystąpienia otyłości brzusznej. Wynika to przede wszystkim z faktu, że pomijanie śniadań skutkuje nasilonym odczuwaniem głodu i zmniejszonym uczuciem sytości, co prowadzi do zwiększonego spożycia żywności w godzinach popołudniowych i wieczornych. Wykazano, że pomijanie śniadania wiąże się ze wzrostem stężenia insuliny i wolnych kwasów tłuszczowych po spożyciu kolejnego posiłku. U pacjentów z cukrzycą typu 2 skutkuje wystąpieniem hipoglikemii poposiłkowej, upośledzeniem wydzielania insuliny, niższym stężeniem GLP-1 oraz znacząco wyższym stężeniem wolnych kwasów tłuszczowych i glukagonu w osoczu po obiedzie i kolacji w porównaniu z sytuacją, gdy śniadanie zostało spożyte.

Wpływ na przyrost masy ciała ma również pomijanie kolacji lub spożywanie obiadokolacji. Wykazano, że wśród osób, które zrezygnowały z jedzenia kolacji, znacznie częściej występowały nadwaga i otyłość. Jednym z prawdopodobnych mechanizmów prowadzących do przyrostu masy ciała może być w tym wypadku sięganie po przypadkowe produkty tuż przed snem (często późnym wieczorem), co wydaje się spowodowane silnym głodem wynikającym z długiego odstępu od poprzedniego posiłku. Badania wskazują, że pomijanie kolacji wiąże się ze zwiększonym pobraniem energii z pożywienia oraz gorszą jakością diety (niższym spożyciem warzyw i białka pochodzenia roślinnego). Podobnie niekorzystne może być jedzenie obiadokolacji zamiast 2 odrębnych posiłków, tj. obiadu i kolacji. Nierzadko spowodowane jest to brakiem czasu na zjedzenie obiadu w pracy lub szkole. Finalnie ostatni posiłek często jest obfity i wysokokaloryczny.

Czas spożywania pokarmów w stosunku do indywidualnego cyklu snu i czuwania (chronotypu) jest kolejnym czynnikiem, który może zwiększać ryzyko rozwoju nadwagi i otyłości. Rodzaj chronotypu nie tylko determinuje preferowane pory snu i czuwania, ale może również wpływać na pory spożywania kolejnych posiłków. Wykazano, że u osób o chronotypie wieczornym częściej występuje nadwaga lub otyłość w porównaniu z osobami o chronotypie porannym. Najprawdopodobniej jest to związane z nieregularnym spożywaniem posiłków oraz nieprawidłowymi zachowaniami żywieniowymi. Mimo że w przypadku obu chronotypów dieta ma zbliżoną wartość energetyczną, zdecydowanie różni się rozkładem posiłków w ciągu dnia oraz rodzajem i jakością spożywanych pokarmów. Osoby z chronotypem wieczornym częściej pomijają posiłki (zwłaszcza śniadanie) oraz spożywają je w późniejszych godzinach. Jest to związane z preferowanym późniejszym czasem snu i czuwania. Ponadto w porównaniu z osobami o chronotypie porannym spożywają mniej owoców, warzyw oraz produktów pełnoziarnistych, a więcej napojów energetycznych, alkoholowych, słodzonych i zawierających kofeinę oraz czekolady. Osoby z chronotypem wieczornym charakteryzuje także wyższe spożycie tłuszczów (w tym kwasów tłuszczowych nasyconych), a niższe białek i węglowodanów.

W jednym z badań wykazano, że w przypadku osób, których posiłek spożywany w ciągu 2 pierwszych godzin po przebudzeniu miał największą wartość energetyczną spośród wszystkich, prawdopodobieństwo rozwoju nadwagi i otyłości było mniejsze o 50%. Z kolei u osób, które spożywały 2 godziny przed snem posiłek cechujący się najwyższym udziałem energii, ryzyko wystąpienia nadwagi i otyłości zwiększało się o 80%. Co ciekawe, spożywanie posiłków o wyższej energetyczności rano zmniejszało szansę na przyrost masy ciała tylko w przypadku osób o chronotypie porannym, a wieczorem zwiększało tylko u osób o chronotypie wieczornym.

Dysbioza jelitowa (zaburzenia składu mikrobioty jelitowej)

W ostatnim czasie coraz więcej badań koncentruje się na ocenie wpływu mikrobioty jelitowej na równowagę metaboliczną organizmu człowieka. Wykazano, że ma ona wpływ dwojaki: po pierwsze stanowi czynnik wpływający na wykorzystanie energii dostarczanej ze spożytym pokarmem, po drugie wpływa na geny gospodarza regulujące wydatek i magazynowanie energii. Rola mikrobioty jelitowej w patogenezie choroby otyłościowej i jej powikłań opisana została w rozdziale 3.

Substancje chemiczne zaburzające funkcjonowanie układu hormonalnego

Zgodnie z definicją WHO substancja zaburzająca funkcjonowanie układu hormonalnego (endocrine disrupting chemicals, EDC) to „egzogenna substancja lub mieszanina substancji, która zmienia funkcję (lub funkcje) układu hormonalnego i w konsekwencji powoduje niekorzystne skutki zdrowotne w nienaruszonym organizmie, jego potomstwie lub (sub)populacjach”. Organizm ludzki jest narażony na stałą ekspozycję na te związki poprzez spożycie zanieczyszczonej żywności i wody, wdychanie zanieczyszczonego powietrza oraz kontakt zanieczyszczeń ze skórą. Wykazano, że EDC (m.in. bisfenol A, ftalany, polichlorowane bifenyle) stanowią czynnik ryzyka rozwoju nadwagi i otyłości.

Bisfenol A (bisphenol A, BPA) jest związkiem wchodzącym w skład tworzyw poliwęglanowych, które wykorzystywane są do produkcji wielu przedmiotów codziennego użytku, takich jak plastikowe butelki i pojemniki do przechowywania żywności, butelki do karmienia niemowląt, kosmetyki, zabawki, papier termiczny, sprzęt gospodarstwa domowego, materiały dentystyczne i sprzęt medyczny. Tak szerokie zastosowanie BPA powoduje jego ciągłą emisję do środowiska, a tym samym przewlekłą ekspozycję organizmu na ten związek. Wykazano również, że BPA może migrować z opakowań do wody i żywności, którą spożywamy.

Bisfenol A jest tak zwanym ksenoestrogenem, czyli substancją wykazującą aktywność naturalnych estrogenów, która zaburza funkcjonowanie układu hormonalnego. Badania na zwierzętach i ludziach wykazały zależność pomiędzy ekspozycją na BPA a występowaniem problemów zdrowotnych, takich jak bezpłodność, przyrost masy ciała, wczesny początek dojrzewania, nowotwory prostaty i piersi, zespół metaboliczny i cukrzyca. Ponadto BPA jest dodatkowym czynnikiem ryzyka rozwoju otyłości, ponieważ może stymulować hipertrofię adipocytów i zaburzać gospodarkę hormonalną.

Ze względu na budowę podobną do 17-β-estradiolu BPA może się wiązać z receptorami estrogenowymi komórek β trzustki, które stymulują wydzielanie insuliny. Jedną z funkcji estrogenów jest udział w regulacji bilansu energetycznego, homeostazy glukozy i wrażliwości na insulinę. Wraz z rozwojem insulinooporności dochodzi do zaburzeń metabolizmu glukozy, objawiających się osłabieniem wychwytu glukozy przez tkanki mięśniową, tłuszczową i wątrobową oraz niewystarczającym zahamowaniem glukoneogenezy w wątrobie.

Według dostępnych danych ekspozycja na BPA może powodować zwiększoną adipogenezę w ludzkich komórkach. Wyniki wskazują, że nie tylko BPA, ale także jego główny metabolit jest w stanie stymulować różnicowanie adipocytów. Ekspozycja na BPA wydaje się zmniejszać wrażliwość adipocytów na insulinę z powodu zmniejszonej ekspresji transportera glukozy 1 (glucose transporter 1, GLUT1) i fosforylacji receptora insuliny, co sugeruje, że BPA indukuje również zaburzenia w metabolizmie glukozy i zwiększa ryzyko rozwoju cukrzycy typu 2.

Należy podkreślić, że BPA wykryto w mleku kobiecym, a także w płynach łożyskowym i owodniowym, co wskazuje, że ekspozycja na BPA rozpoczyna się już w życiu płodowym. Badania dostarczają dowodów na związek pomiędzy ekspozycją na BPA w okresie prenatalnym a otyłością w dzieciństwie. Wykazano, że wyższe stężenia BPA w moczu dzieci były związane ze zwiększonym wskaźnikiem BMI, obwodem talii i sumą grubości fałdu skórno-tłuszczowego w wieku 4 lat.

Kolejną grupą związków zaliczanych do EDC są ftalany. Ftalany to estry i sole kwasu ftalowego (1,2-benzodikarboksylowego). Do najpopularniejszych związków z tej grupy zalicza się: ftalan benzylu-butylu (benzyl butyl phthalate, BBP), ftalan di-n-butylu (di-n-butyl phthalate, DBP) czy ftalan di-2-etyloheksylu (diethylhexyl phthalate, DEHP). Wykorzystywane są głównie w celu nadania miękkości i elastyczności wyrobom z tworzyw sztucznych oraz jako nośniki substancji zapachowych w kosmetykach. Są powszechnie stosowane w produkcji opakowań żywności, środków higieny osobistej, zabawek czy urządzeń medycznych. Pod wpływem wysokiej temperatury (> 50°C) lub promieniowania UV ftalany mogą się uwalniać z zawierających je produktów i tym samym migrować do atmosfery, wody oraz żywności. Dowiedziono, że głównym źródłem narażenia na ftalany jest skażona w procesie technologicznym żywność. Do narażenia może dojść także przez kontakt ze skórą oraz wdychanie zanieczyszczonego powietrza.

Ftalany, podobnie jak BPA, wykazują właściwości lipofilne, co umożliwia im przenikanie przez błony biologiczne do wnętrza komórek. Przechodzą również przez barierę krew–łożysko, w związku z czym mogą oddziaływać na organizm już w trakcie życia płodowego.

W kilku badaniach in vivo i in vitro wykazano, że ftalany mogą promować otyłość poprzez zaburzenie gospodarki hormonalnej lub aktywację receptorów spowodowaną przez proliferatory peroksysomów (peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR).

Wskazuje się, że ftalany mogą wpływać na adipogenezę, oddziałując na receptory PPAR-α i PPAR-γ, które kontrolują proliferacje i różnicowanie adipocytów. PPAR-α ulega silnej ekspresji w wątrobie, sercu, mięśniach szkieletowych, gonadach i brązowej tkance tłuszczowej, gdzie pośredniczy w proliferacji peroksysomów i stymuluje β-oksydację kwasów tłuszczowych. U myszy wykazujących ekspresję ludzkiego PPAR-α ekspozycja na DEHP sprzyjała gromadzeniu się tłuszczu i nasilała otyłość. W badaniach na myszach wykazano, że monoestry ftalanów były odpowiedzialne za deformację męskiego układu rozrodczego oraz zmniejszenie produkcji androgenów (testosteronu). Co ważne, ftalany nie oddziałują bezpośrednio na receptory androgenowe. Ich działanie antyandrogenne odbywa się za pośrednictwem PPAR-α. Ponieważ zmniejszona aktywność androgenów powoduje otyłość, efekt antyandrogenowy poprzez PPAR-α może być możliwym mechanizmem otyłości wywołanej ftalanami.

PPAR-γ ulega ekspresji głównie w tkance tłuszczowej, wpływając na adipogenezę i różnicowanie adipocytów. Ponadto reguluje on gromadzenie się triglicerydów, metabolizm glukozy i wrażliwość na insulinę zarówno dojrzałych, jak i różnicujących się / zróżnicowanych komórek tłuszczowych. Niektóre monoestry ftalanów, takie jak ftalan mono(2-etyloheksylu) (monoi_0132-ethylhexyli_013phthalate, MEHP), ftalany monoizononylu i ftalany monoizodecylu, działają jako agoniści PPAR-γ, promując w ten sposób różnicowanie adipocytów i magazynowanie lipidów w ich wnętrzu.

Innym możliwym mechanizmem, dzięki któremu ftalany mogą sprzyjać otyłości, jest zakłócenie funkcji tarczycy, która odgrywa kluczową rolę w regulacji bilansu energetycznego i metabolizmu. Niewielkie zmiany stężenia tyroksyny oraz wydzielanego przez przysadkę mózgową hormonu tyreotropowego (thyroid-stimulating hormone, TSH) w stosunku do wartości prawidłowych mogą istotnie wpłynąć na obniżenie wartości spoczynkowej przemiany materii u pacjentów z przewlekłą niedoczynnością tarczycy, tym samym przyczyniając się do wzrostu masy ciała. W badaniach na gryzoniach ekspozycja na ftalany przyczyniła się do obniżenia stężenia tyroksyny w osoczu i zmniejszyła wychwyt jodu przez komórki pęcherzykowe tarczycy. Badania na ludziach również wykazały możliwy wpływ ftalanów na czynność tarczycy u dzieci i dorosłych.

Na funkcje tarczycy niekorzystnie wpływają także polichlorowane bifenyle (polychlorinated biphenyls, PCBs). Jest to grupa związków organicznych powstałych w wyniku zastąpienia części atomów wodoru w pierścieniach bifenylu atomami chloru. PCBs powstają na skutek spalania odpadów przemysłowych, które zawierają tworzywa sztuczne.

Zbliżona budowa polichlorowanych bifenyli do hormonów tarczycy powoduje, że PCBs oddziałują na ich receptory, zaburzając tym samym funkcjonowanie gruczołu tarczowego. Wywołują one hipertrofię i hiperplazję tarczycy, co prowadzi do obniżenia stężeń tyroksyny i trójjodotyroniny. Niedobór tych hormonów skutkuje niedoczynnością tarczycy, co przyczynia się do obniżenia podstawowej przemiany materii. Ponadto PCBs mogą wywoływać niedoczynność tarczycy poprzez zaburzenie stężenia TSH przez przysadkę mózgową.

Niewystarczająca ilość snu

Kolejnym czynnikiem ryzyka rozwoju nadwagi i otyłości jest niewystarczająca ilość snu. Osoby śpiące krótko (5 godzin i krócej) mają wyższą masę ciała, wartość BMI, procentową zawartość tkanki tłuszczowej oraz większy obwód talii w porównaniu z osobami śpiącymi dłużej. Istnieją dowody na związek pomiędzy czasem trwania snu a otyłością trzewną u kobiet. Wykazano bowiem, że kobiety śpiące < 5 godzin miały o 9 cm większy obwód talii w porównaniu z kobietami śpiącymi ≥ 8 godzin. Co ciekawe, związek między krótkim czasem snu a masą ciała wydaje się maleć wraz z wiekiem. Sugeruje się, że inne niż zaburzenia snu czynniki związane z wiekiem mogą odgrywać większą rolę w rozwoju otyłości w późniejszym wieku. Niemniej wydłużenie snu o każdą dodatkową godzinę > 5 godzin na dobę wiąże się z obniżeniem wskaźnika BMI o 0,35 kg/m².

Współczesne społeczeństwo jest aktywne w zasadzie 24 godziny na dobę. Praca zawodowa w godzinach wieczornych i nocnych oraz wszelkiego rodzaju zajęcia rekreacyjne, na które ludzie znajdują czas dopiero w godzinach wieczornych, powodują, że zmniejsza się ilość czasu przeznaczona na sen. W konsekwencji wydłużają się czas przebywania w ciemności oraz ekspozycji na sztuczne światło po zachodzie słońca, co skutkuje późniejszymi godzinami chodzenia spać i skróceniem całkowitego czasu snu. Osoby śpiące krótko częściej mają nieprawidłowe nawyki żywieniowe w porównaniu z osobami śpiącymi dłużej. Spożywają one posiłki nieregularnie (zwykle późno w nocy lub wcześnie rano) oraz częściej pojadają między nimi. Ich dieta charakteryzuje się niskim spożyciem warzyw oraz wysokim procentowym udziałem tłuszczu w wartości energetycznej diety.

Sen jest ważnym modulatorem funkcji neuroendokrynnych oraz metabolizmu glukozy. Wykazano, że eksperymentalne ograniczenie snu powoduje zmiany metaboliczne i hormonalne, w tym zmniejszoną tolerancję glukozy, zmniejszoną wrażliwość na insulinę, zwiększone wieczorne stężenie kortyzolu, zwiększony poziom greliny oraz obniżony poziom leptyny. Wyższy poziom greliny i niższy leptyny skorelowane były ze zwiększonym uczuciem głodu oraz wyższym spożyciem tłuszczu i węglowodanów. Zarówno spadek stężenia leptyny, jak i wzrost stężenia greliny obserwowany w przypadku deprywacji snu może potencjalnie zwiększać spożycie żywności i przyczyniać się do przyrostu masy ciała. W społeczeństwach zachodnich, w których ograniczenie snu jest chroniczne, a żywność – powszechnie dostępna, zmiany w wydzielaniu hormonów regulujących apetyt wraz z ograniczeniem snu mogą się przyczynić do rozwoju nadwagi i otyłości. Należy także zaznaczyć, że osoby śpiące zbyt krótko mogą odczuwać zmęczenie, które zmniejsza prawdopodobieństwo podjęcia aktywności fizycznej, a tym samym wpływa na ilość energii wydatkowanej przez organizm.

Stres

W ostatnich latach dużą uwagę poświęca się roli stresu w patogenezie otyłości. Stres definiuje się jako każdy endogenny i egzogenny bodziec, który zagraża wewnętrznej homeostazie organizmu. Niezależnie od rodzaju stresora fizjologicznymi reakcjami organizmu umożliwiającymi przywrócenie homeostazy są aktywacja współczulnego układu nerwowego oraz aktywacja osi podwzgórze–przysadka–nadnercza (hypothalamic-pituitary-adrenalaxis, HPA).

Szybką reakcją po zadziałaniu stresora jest aktywacja układu współczulnego, który pobudza nadnercza do wydzielania adrenaliny i noradrenaliny – hormonów walki i ucieczki. Działają one na receptory α- i β-adrenergiczne, dzięki czemu zwiększają siłę oraz częstość skurczów mięśnia sercowego, a tym samym podnoszą ciśnienie tętnicze krwi. Ponadto rozszerzają oskrzela, przyspieszają oddech, spowalniają perystaltykę jelit oraz powodują rozkład glikogenu zmagazynowanego w wątrobie do glukozy, a tkanki tłuszczowej do wolnych kwasów tłuszczowych, które stanowią szybkie źródło energii dla organizmu.

Kolejną reakcją na stres jest aktywacja osi HPA. W odpowiedzi na stres w jądrze przykomorowym podwzgórza produkowany jest podwzgórzowy czynnik uwalniający kortykoliberynę (corticotropin-releasing hormone, CRM), który stymuluje wydzielanie adrenokortykotropiny (adrenocorticotropic hormone, ACTH). Z kolei ACTH silnie stymuluje wydzielanie glikokortykosteroidów (kortyzolu i kortykosteronu) przez nadnercza. Pod wpływem glikokortykosteroidów, a zwłaszcza kortyzolu, wzrastają stężenie glukozy w surowicy krwi oraz ilość wydzielanej przez trzustkę insuliny. Jednocześnie zmniejsza się wrażliwość wątroby i mięśni szkieletowych na ten hormon. Glikokortykosteroidy zmniejszają ekspresję receptorów insulinowych i hamują obwodowy wychwyt glukozy przez mięśnie oraz adipocyty. Kortyzol powoduje także nasilenie lipolizy i uwalnianie wolnych kwasów tłuszczowych, co dodatkowo obniża wrażliwość tkanek na insulinę. Ponadto glikokortykosteroidy zaburzają wydzielanie hormonów regulujących apetyt (greliny i leptyny) oraz zmieniają ekspresję neuropeptydów podwzgórza (m.in. neuropeptydu Y) regulujących pobór energii.

Grelina, będąca hormonem głodu, odgrywa istotną rolę w poborze pokarmu w czasie stresu. Jej stężenie w osoczu wzrasta proporcjonalnie do poziomu stresu. Wysokie stężenie greliny koreluje ze zwiększonym spożyciem wysokoprzetworzonej żywności o dużej zawartości tłuszczu. U osób z otyłością nie dochodzi do prawidłowego spadku stężenia greliny w surowicy krwi, co zaburza odczuwanie sytości i może się przyczyniać do większego spożycia żywności, a co za tym idzie – nadmiernej podaży energii. Uczucie głodu, a tym samym pobór energii z pokarmami oraz syntezę tkanki tłuszczowej zwiększa także neuropeptyd Y. W sytuacjach stresowych pobudza on apetyt oraz działa przeciwlękowo.

Kolejnym hormonem regulującym bilans energetyczny organizmu jest leptyna. Zmniejsza ona apetyt i uczucie głodu. Ponadto obniża stężenie endokannabinoidów, które odpowiadają za nasilenie lipogenezy oraz odczuwanie przyjemności ze spożywania pokarmu. Zaburzenia w wydzielaniu leptyny lub obniżona wrażliwość organizmu na ten hormon występują u osób z otyłością. W konsekwencji osoby te odczuwają większą przyjemność z jedzenia. Ponadto w stresie zwiększają się progi odczucia nasycenia smakowego i satysfakcji, dlatego też osoby z otyłością w sytuacjach stresowych częściej niż osoby szczupłe spożywają wysokokaloryczne przekąski.

Stres może się przyczynić do zwiększonego lub zmniejszonego przyjmowania pokarmu oraz zmiany częstotliwości jego spożycia. To, jak stres wpływa na pobór pokarmów i regulację hormonalną, zależy od jego natężenia i czasu trwania. Większość dostępnych danych wskazuje, że w warunkach ostrego, krótkotrwałego stresu występuje spadek spożycia żywności. W przypadku chronicznego stresu o umiarkowanym nasileniu aktywowana jest oś HPA, która przyczynia się do zwiększenia wydzielania kortyzolu i pobudzenia łaknienia. Przewlekły i wysoki poziom powtarzającego się i niekontrolowanego stresu powoduje rozregulowanie osi HPA, co z kolei wpływa na homeostazę energetyczną i zachowania żywieniowe. Przewlekły stres trwale podnosi stężenie glikokortykosteroidów i inicjuje syntezę tkanki tłuszczowej w jamie brzusznej. Wyniki badań populacyjnych i klinicznych wskazują, że powtarzający się stres zwiększa ryzyko otyłości, a osoby z wyższym BMI mogą być bardziej podatne na spożywanie żywności z nim związane i późniejszy przyrost masy ciała.

Istnieją dowody sugerujące potencjalnie szkodliwy wpływ stresu na zachowania i preferencje żywieniowe. Może on zwiększać spożycie dań typu fast food, przekąsek, wysokokalorycznych słodkich i tłustych pokarmów. Może się również przyczynić do pomijania posiłków lub wręcz przeciwnie, do nadmiernego objadania się.

Rodzaj wykonywanej pracy zawodowej

Środowiskowym czynnikiem ryzyka rozwoju nadwagi i otyłości jest także rodzaj wykonywanej pracy. W dużej mierze wpływa on bowiem na sposób żywienia i zachowania żywieniowe, poziom aktywności fizycznej, porę, długość i jakość snu oraz gospodarkę hormonalną.

Pracownicy sektora administracji publicznej i transportu to grupy zawodowe szczególnie zagrożone nadwagą i otyłością. Ich praca ma charakter siedzący, tak więc wydatek energetyczny związany z aktywnością zawodową jest minimalny. Pracy siedzącej często towarzyszy pojadanie wysokokalorycznych przekąsek, co wpływa na wzrost podaży energii w ciągu dnia. Nadwyżka dostarczonej organizmowi energii nie jest wydatkowana w trakcie pracy ani po jej zakończeniu, co sprzyja dodatniemu bilansowi energetycznemu. Niektóre osoby w ciągu pracy spożywają tylko jeden posiłek, inne nie jadają wcale. Powoduje to wydłużenie przerw między kolejnymi posiłkami. Jak wcześniej wspomniano, niska częstotliwość spożycia żywności związana jest z obniżeniem podstawowej przemiany materii oraz ze spożywaniem pokarmów wysokokalorycznych, co sprzyja przyrostowi masy ciała. Grupą zawodową szczególnie narażoną na przyrost masy ciała są kierowcy, zwłaszcza TIR-ów, którzy spędzają w pozycji siedzącej wiele godzin, co znacząco ogranicza ilość wydatkowanej w ciągu dnia energii. Ponadto ich praca jest monotonna i wymaga ciągłej koncentracji. W związku z tym, aby zachować czujność w trakcie jazdy, często spożywają wysokoprzetworzone przekąski. Innym problemem jest również ograniczona możliwość spożycia zdrowych posiłków. W barach zlokalizowanych wzdłuż trasy możliwość kupienia zbilansowanego, zdrowego posiłku jest ograniczona. Kierowcy często spożywają więc dania gotowe, które można odgrzać w mikrofalówce lub na kuchence turystycznej. Należy również wspomnieć, że praca w godzinach nocnych związana jest ze zmianą godzin snu i czuwania (w tym spożywania posiłków). Prowadzi to do desynchronizacji zegarów okołodobowych i wywiera niekorzystny wpływ na gospodarkę energetyczną organizmu.

Nadwaga i otyłość częściej występują także u osób pracujących w systemie zmianowym. Taka praca wymaga od pracownika zmiany rytmu biologicznego. Osoby pracujące w systemie zmianowym śpią krócej i mogą częściej niż inni doświadczać zaburzeń snu oraz problemów metabolicznych. Długotrwała praca zmianowa, zwłaszcza na nieregularne zmiany nocne, wiąże się z wyższym ryzykiem otyłości (zwłaszcza brzusznej), zespołu metabolicznego, cukrzycy typu 2, chorób układu krążenia i raka piersi. Codzienne zachowania pracowników zmianowych, które mogą się przyczynić do wewnętrznej desynchronizacji zegarów okołodobowych, obejmują ekspozycję na światło w porze ciemnej, jedzenie w nocy, większą aktywność fizyczną w nocy i sen w ciągu dnia. Czynniki te wpływają na zegar okołodobowy, powodując desynchronizację rytmów, a tym samym zmianę cykli metabolicznych i temperatury ciała. Potencjalny wpływ pracy zmianowej na zdrowie związany jest z rozbieżnością między cyklem światło–ciemność a cyklem aktywność–odpoczynek człowieka.

Jednym z prawdopodobnych czynników przyrostu masy ciała pracowników zmianowych jest ograniczenie pozazawodowej aktywności fizycznej. Z powodu nieregularnych zmian wynikających z harmonogramu pracy oraz ograniczonej ilości czasu wolnego nie uprawiają oni regularnej aktywności fizycznej. Ponadto mogą występować u nich zaburzenia snu i związane z nimi zmęczenie. W przekrojowym badaniu The Survey of the Health of Wisconsin osoby pracujące zmianowo zgłaszały więcej problemów ze snem, takich jak bezsenność, niewystarczająca ilość snu oraz senność w porze budzenia.

Nieprawidłowy sposób żywienia to kolejna potencjalna zmiana zachowania związana z pracą zmianową, która może negatywnie wpływać na stan zdrowia pracowników i przyrost masy ciała. Osoby pracujące na stałej zmianie nocnej charakteryzują się wyższym spożyciem energii w porównaniu z osobami pracującymi w systemie zmianowym rotacyjnym. Ponadto zarówno pracownicy nocni, jak i osoby pracujące w rotacyjnym systemie zmianowym spożywają więcej tłuszczów, cholesterolu, węglowodanów ogółem i sacharozy, a mniej białka w porównaniu z osobami pracującymi w ciągu dnia. Wykazano, że pracownicy zmianowi nocni w porównaniu z pracownikami dziennymi pomijają więcej posiłków, zwłaszcza śniadań, jedzą zbyt szybko i spożywają więcej pokarmów w nocy. Ich dieta charakteryzuje się większym spożyciem słodzonych napojów oraz żywności będącej źródłem nasyconych kwasów tłuszczowych oraz niskim spożyciem warzyw i owoców. Pomijanie śniadań, zwiększone spożycie żywności, a tym samym energii w godzinach wieczornych i nocnych są związane ze zmianami metabolicznymi i przyrostem masy ciała. Jak wcześniej opisano, zmiany w biologicznych wzorcach snu i czuwania mogą mieć wpływ na zmniejszoną produkcję leptyny, zwiększoną greliny oraz wyższą oporność tkanek na insulinę. W przypadku pracowników zmianowych rotacyjnych oraz stałych pracowników nocnych, którzy są narażeni na zmiany chronobiologiczne i hormonalne, wysokie spożycie tłuszczów nasyconych oraz cukru może stanowić dodatkowy czynnik ryzyka zaburzeń metabolicznych, co może się przyczynić do rozwoju nadwagi i otyłości.

Pracowników zmianowych należy zachęcać do niepomijania posiłków oraz do ich równomiernego rozkładania w okresach czuwania, z uwzględnieniem ich kaloryczności i technologii przyrządzania.

Niski poziom aktywności fizycznej

Aktywność fizyczna jest definiowana przez WHO jako każdy ruch ciała wytwarzany przez mięśnie szkieletowe, który wymaga wydatku energetycznego. Aktywność fizyczna odnosi się więc do wszelkiego ruchu, w tym w czasie wolnym, w trakcie przemieszczania się z miejsca na miejsce oraz w ramach pracy zawodowej danej osoby. Aktywność fizyczna zarówno o umiarkowanej, jak i wysokiej intensywności poprawia stan zdrowia. Zgodnie z zaleceniami WHO osoby w 18.–64. r.ż. w ciągu tygodnia powinny wykonywać co najmniej 150–300 min aerobowej aktywności fizycznej o umiarkowanej intensywności lub co najmniej 75–150 min intensywnej aerobowej aktywności fizycznej bądź 75–150 min połączonej umiarkowanej i intensywnej aerobowej aktywności fizycznej. Ponadto przynajmniej 2 razy w tygodniu powinny one wykonywać ćwiczenia oporowe angażujące wszystkie główne grupy mięśni.

Podczas aktywności fizycznej zwiększa się zapotrzebowanie pracujących mięśni na tlen oraz substraty energetyczne. W związku z tym aktywność fizyczna zwiększa ilość energii wydatkowanej przez organizm, co sprzyja utrzymaniu zerowego bilansu energetycznego i zapobiega przyrostowi masy ciała. Ponadto wykazano, że regularna aktywność fizyczna (o umiarkowanej intensywności, trwająca co najmniej 30 min, wykonywana 3–5 dni w tygodniu) wywołuje również wiele korzyści metabolicznych, takich jak poprawa profilu lipidowego, tolerancji glukozy oraz wrażliwości tkanek na insulinę.

Ujemny bilans energetyczny powstały na skutek ograniczenia spożycia energii i zwiększenia aktywności fizycznej jest powszechną strategią stosowaną w leczeniu otyłości. W wielu badaniach wykazano, że połączenie interwencji dietetycznej i ćwiczeń fizycznych wiązało się z wyższym ubytkiem masy ciała niż w przypadku stosowania wyłącznie interwencji dietetycznej.

Niestety rozwój gospodarczy krajów przyczynił się do zmniejszenia aktywności fizycznej społeczeństw. Jest to związane z mechanizacją stanowisk pracy, przemieszczaniem się autem lub transportem publicznym i zwiększonym udziałem technologii (telewizji, telefonu, komputera) jako formy spędzania wolnego czasu, które sprzyjają siedzącemu trybowi życia.

Piśmiennictwo

1. Andrade A.M., Kresge D.L., Teixeira P.J. i wsp.: Does eating slowly influence appetite and energy intake when water intake is controlled? Int J Behav Nutr Phys Act, 2012; 9: 135.

2. Anothaisintawee T., Reutrakul S., Van Cauter E.: Sleep disturbances compared to traditional risk factors for diabetes development: systematic review and meta-analysis. Sleep Med Rev, 2016; 30: 11–24.

3. Beccuti G., Pannain S.: Sleep and obesity. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 2011; 14 (4): 402–412.

4. Bertéus Forslund H., Torgerson J.S., Sjöström L. i wsp.: Snacking frequency in relation to energy intake and food choices in obese men and women compared to a reference population. Int J Obes, 2005; 29 (6): 711–719.

5. Bird S.R., Hawley J.A.: Update on the effects of physical activity on insulin sensitivity in humans. BMJ Open Sport Exerc Med, 2016; 2 (1): e000143.

6. Buser M.C., Murray H.E., Scinicariello F.: Age and sex differences in childhood and adulthood obesity association with phthalates: analyses of NHANES 2007-2010. Int J Hyg Environ Health, 2014; 217 (6): 687–694.

7. Cooper C.B., Neufeld E.V., Dolezal B.A. i wsp.: Sleep deprivation and obesity in adults: a brief narrative review. BMJ Open Sport Exerc Med, 2018; 4 (1): e000392.

8. Covassin N., Singh P., McCrady-Spitzer S.K. i wsp.: Effects of experimental sleep restriction on energy intake, energy expenditure, and visceral obesity. J Am Coll Cardiol, 2022; 79 (13): 1254–1265.

9. Davis C.D.: The gut microbiome and its role in obesity. Nutr Today, 2016; 51 (4): 167–174.

10. Deshmukh-Taskar P., Nicklas T., Radcliffe J.D. i wsp.: The relationship of breakfast skipping and type of breakfast consumed with overweight/obesity, abdominal obesity, other cardiometabolic risk factors and the metabolic syndrome in young adults. The National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES): 1999–2006. Public Health Nutr, 2013; 16 (11): 2073–2082.

11. Dirinck E.L., Dirtu A.C., Govindan M. i wsp.: Endocrine-disrupting polychlorinated biphenyls in metabolically healthy and unhealthy obese subjects before and after weight loss: difference at the start but not at the finish. Am J Clin Nutr, 2016; 103: 989–998.

12. Givens M.L., Malecki K.C., Peppard P.E. i wsp.: Shiftwork, sleep habits, and metabolic disparities: results from the Survey of the Health of Wisconsin. Sleep Health, 2015; 1 (2): 115–120.

13. Hairston K.G., Bryer-Ash M., Norris J.M. i wsp.: Sleep duration and five-year abdominal fat accumulation in a minority cohort: the IRAS family study. Sleep, 2010; 33: 289–295.

14. Han S.J., Lee S.H.: Nontraditional risk factors for obesity in modern society. J Obes Metab Syndr, 2021; 30 (2): 93–103.

15. Hemiö K., Puttonen S., Viitasalo K.: Food and nutrient intake among workers with different shift systems. Occup Environ Med, 2015; 72: 513–520.

16. Hess J.H., Jonnalagadda S.S., Slavin J.L.: What is a snack, why do we snack, and how can we choose better snacks? A review of the definitions of snacking, motivations to snack, contributions to dietary intake, and recommendations for improvement. Adv Nutr, 2016; 16 (7, 3): 466–475.

17. Hewagalamulage S.D., Lee T.K., Clarke I.J. i wsp.: Stress, cortisol, and obesity: a role for cortisol responsiveness in identifying individuals prone to obesity. Domest Anim Endocrinol, 2016; 56: S112–120.

18. Hruby A., Hu F.B.: The epidemiology of obesity: A big picture. Pharmacoeconomics, 2015; 33 (7): 673–89.

19. Karl J.P., Young A.J., Rood J.C. i wsp.: Independent and combined effects of eating rate and energy density on energy intake, appetite, and gut hormones. Obesity, 2013; 21 (3): E244–E252.

20. Kim S.H., Park M.J.: Phthalate exposure and childhood obesity. Ann Pediatr Endocrinol Metab, 2014; 19 (2): 69–75.

21. Kobyliak N., Virchenko O., Falalyeyeva T.: Pathophysiological role of host microbiota in the development of obesity. Nutr J, 2016; 15: 43.

22. Kokkinos A., le Roux C.W., Alexiadou K. i wsp.: Eating slowly increases the postprandial response of the anorexigenic gut hormones, peptide YY and glucagon-like peptide-1. J Clin Endocrinol Metab, 2010; 95 (1): 333–337.

23. Kubasik M., Bogdański P., Suliburska J.: Składniki mineralne w patogenezie otyłości i jej powikłaniach. Forum Zab Metab, 2018; 9 (4): 141–151.

24. Kulik-Kupka K., Nowak J., Korzonek-Szlacheta I. i wsp.: Wpływ dysruptorów endokrynnych na funkcje organizm. Post Hig Med Dośw, 2017; 71: 1231–1238.

25. Lee H.A., Lee W.K., Kong K.A. i wsp.: The Effect of Eating Behavior on Being Overweight or Obese During Preadolescence. J Prev Med Public Health, 2011; 44 (5): 226–233.

26. Ma X., Chen Q., Pu Y. i wsp.: Skipping breakfast is associated with overweight and obesity: A systematic review and meta-analysis. Obes Res Clin Pract, 2020; 14 (1): 1–8.

27. Major G.C., Chaput J.P., Ledoux M. i wsp.: Recent developments in calcium-related obesity research. Obes Rev, 2008; 9 (5): 428–445.

28. Malik V.S., Schulze M.B., Hu F.B.: Intake of sugar-sweetened beverages and weight gain: a systematic review. Am J Clin Nutr, 2006; 84 (2): 274–288.

29. Nicolaidis S.: Environment and obesity. Metabolism, 2019; 100S: 153942.

30. Ogilvie R.P., Patel S.R.: The epidemiology of sleep and obesity. Sleep Health, 2017; 3: 383–388.

31. Peplonska B., Kaluzny P., Trafalska E.: Rotating night shift work and nutrition of nurses and midwives. Chronobiol Int, 2019; 36 (7): 945–954.

32. Pérez-Bermejo M., Mas-Pérez I., Murillo-Llorente M.T.: The role of the bisphenol A in diabetes and obesity. Biomedicines, 2021; 9: 666.

33. Sonestedt E., Roos C., Gullberg B. i wsp.: Fat and carbohydrate intake modify the association between genetic variation in the FTO genotype and obesity. Am J Clin Nutr, 2009; 90 (5): 1418–1425.

34. Souza R.V., Sarmento R.A., de Almeida J.C. i wsp.: The effect of shift work on eating habits: a systematic review. Scand J Work Environ Health, 2019: 45 (1): 7–21.

35. Sun M., Feng W., Wang F. i wsp.: Night shift work exposure profile and obesity: Baseline results from a Chinese night shift worker cohort. PLoS One, 2018; 13 (5): e0196989.

36. Theorell-Haglow J., Berne C., Janson C. i wsp.: Associations between short sleep duration and central obesity in women. Sleep, 2010; 33: 593–598.

37. Traversy T., Chaput J.P.: Alcohol consumption and obesity: An update. Curr Obes Rep, 2015; 4: 122–130.

38. Tseng C.H., Wu C.Y.: The gut microbiome in obesity. J Formos Med Assoc, 2019; 118 (1): S3–S9.

39. Vafeiadi M., Roumeliotaki T., Myridakis A.: Association of early life exposure to bisphenol A with obesity and cardiometabolic traits in childhood. Envir Res, 2016; 146: 379–387.

40. van der Merwe C., Münch M., Kruger R.: Chronotype differences in body composition, dietary intake and eating behavior outcomes: A scoping systematic review. Adv Nutr, 2022; 13 (6): 235–2405.

41. Wang Y.Q., Zhang Y.Q., Zhang F. i wsp.: Increased eating frequency is associated with lower obesity risk, but higher energy intake in adults: A meta-analysis. Int J Environ Res Public Health, 2016; 13 (6): 603.

42. World Health Organization: Healthy diet (https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/healthy-diet).

43. World Health Organization: Physical activity (https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/physical-activity).

44. Xiao Q., Garaulet M., Scheer F.A.J.L.: Meal timing and obesity; interactions with macronutrient intake and chronotype. Int J Obes, 2019; 43 (9): 1701–1711.

45. Yamamoto R., Tomi R., Shinzawa M. i wsp.: Associations of skipping breakfast, lunch, and dinner with weight gain and overweight/obesity in university students: A retrospective cohort study. Nutrients, 2021; 19 (13, 1): 271.

46. Zemel M.B.: Mechanisms of dairy modulation of adiposity. J Nutr, 2003; 133 (1): 252S–256S.

47. Zhang F., Ye J., Zhu X. i wsp.: Anti-Obesity Effects of Dietary Calcium: The Evidence and Possible Mechanisms. Int J Mol Sci, 2019; 20 (12): 3072.

3

Mikrobiota jelitowa – rola w patogenezie choroby otyłościowej i jej powikłań

Patrycja Krynicka
Igor Łoniewski
Wojciech Marlicz

Mikrobiota jelitowa odgrywa szczególnie istotną rolę w procesie fermentacji niestrawionych resztek pokarmowych oraz stymulacji produkcji śluzu przez komórki nabłonka jelitowego. Ze względu na swoją złożoność funkcjonalną i szczątkową masę w jelicie często określa się ją jako organ mikrobiomu, który jest zaangażowany w procesy enzymatyczne, metaboliczne i immunologiczne. Szczególnie ważna jest jego rola w rozwoju i regulacji układów odpornościowego, nerwowego i dokrewnego. Za pomocą technik analizy molekularnej wykazano, że bakterie beztlenowe w mikrobiocie znacznie przeważają nad tlenowymi, a dominującymi gatunkami są bakterie z grup Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Clostridium i Lactobacterium. Bakterie tlenowe, wśród nich Enterococcus i Enterobacteriaceae, mniej licznie zasiedlają przewód pokarmowy, a molekularny wzór mikrobioty jest unikalny dla każdego człowieka. Główną rolą mikrobioty jest pozyskiwanie energii z pokarmu przechodzącego przez przewód pokarmowy.

Bariera jelitowa

Ważną rolą mikrobioty jelitowej jest utrzymanie struktury i funkcji bariery jelitowej. Bariera jelitowa (gut barrier) to integralna część osi mózgowo-jelitowej. Jest złożona z następujących elementów: mikrobioty jelitowej, komórek nabłonka jelitowego (gut epithelial cells), komórek śródbłonka (gut endothelial cells), naczyń układu limfatycznego (gut lymphatic vessels) oraz złącz ścisłych przezbłonowych. Bariera jelitowa strukturalnie i czynnościowo przypomina barierę krew–mózg (blood-brain barrier, BBB). Zaburzenia równowagi mikrobioty jelitowej, określane mianem dysbiozy, mogą wywoływać zmiany struktury i przepuszczalności bariery jelitowej oraz wpływać na funkcję osi mózgowo-jelitowej. Do najczęściej występujących schorzeń związanych z osią mózgowo-jelitową należą zaburzenia czynnościowe przewodu pokarmowego (dyspepsja czynnościowa i zespół jelita nadwrażliwego), określane wg Kryteriów Rzymskich IV mianem zaburzeń osi mózgowo-jelitowej (disorders of gut-brain interaction, DGBIs). Zaburzenia osi mózg–krew–jelito występują także u pacjentów z chorobami wątroby, zaburzeniami metabolicznymi, chorobą trzewną, otyłością oraz w chorobach neurodegeneracyjnych. Częstą manifestacją tych zaburzeń jest depresja. Modulacja osi mózgowo-jelitowej jest obecnie ważnym elementem w profilaktyce i leczeniu współczesnych chorób cywilizacyjnych.

Metaboliczna endotoksemia

Dysbioza, czyli zaburzenia składu i funkcji mikrobioty, sprzyja utracie integralności bariery jelitowej. W konsekwencji antygeny bakteryjne oraz uwalniane ze ścian bakterii lipopolisacharydy (endotoksyny) oraz inne bakteryjne metabolity przedostają się przez barierę jelitową do krążenia wrotnego, wątroby oraz krążenia ogólnoustrojowego. Endotoksemia inicjuje przewlekły stan zapalny oraz indukuje wiele procesów o podłożu zapalnym w organizmie człowieka, prowadzących do powikłań metabolicznych. Procesy metaboliczne indukowane przez mikrobiotę wpływają bezpośrednio na całkowitą masę ciała. Paradoksalnie u osób z otyłością mogą wystąpić niedożywienie i wzrost zapotrzebowania energetycznego organizmu, co prowadzi do zwiększonej podaży energii z pożywienia i sprzyja dalszemu przyrostowi masy ciała. Oczywiście nie bez znaczenia jest podłoże genetyczne danej osoby – obecność dziedziczonych genów promujących pozyskiwanie energii została dość dokładnie poznana i opisana w literaturze.

Mikrobiota a insulinooporność

Szczególną uwagę należy zwrócić na konsekwencje endotoksemii metabolicznej w tkankach obwodowych, a mianowicie powstawanie środowiska zapalnego w trzewnej tkance tłuszczowej oraz rozwój insulinooporności. Występowanie endotoksemii u osób z rozpoznaną chorobą otyłościową i zespołem metabolicznym (dumping syndrome, DS) zostało dość dobrze udokumentowane. W procesie tym biorą udział m.in. monocyty i makrofagi, które skutecznie fagocytują jelitowe lipopolisacharydy (lipopolysaccharides, LPS), a następnie migrują do tkanek obwodowych, wywołując w nich stan zapalny oraz zmiany w syntezie adiponektyn i uwalnianiu leptyny i rezystyny. Przewlekłe mikrozapalenie wzmaga insulinooporność tkanek obwodowych, sprzyja zwiększonej produkcji insuliny i insulinopodobnych czynników wzrostu (insulin-like growth factor 1, IGF-1; insulin-like growth factor 2, IGF-2), które stymulują proliferację komórek, indukują apoptozę oraz wpływają na ekspresję białek regulujących cykl komórkowy. Zwiększone wydzielanie IGF i insuliny wiąże się z kolei z ryzykiem występowania nowotworów różnych narządów, m.in. prostaty, gruczołu sutkowego oraz jelita grubego. Co ciekawe, w przebiegu tzw. karłowatości typu Larona z mutacją insulinopodobnego hormonu wzrostu w wątrobie pacjenci są naturalnie chronieni przed nowotworami i cukrzycą.

Mikrobiota a otyłość i zespół metaboliczny

Dysbioza ma istotny wpływ na funkcje układów immunologicznego i hormonalnego, homeostazę energetyczną organizmu oraz metabolizm lipidów. W badaniach doświadczalnych dokładnie opisano sposób przenikania bakterii przez barierę jelitową i ich migrację do różnych tkanek i narządów. W wyniku translokacji bakteryjnej dochodzi do rozluźnienia połączeń typu tight junctions, gap junctions oraz desmosomów, które zapewniają integralność enterocytów i bariery jelitowej. W przebiegu dysbiozy dochodzi do uszkodzenia elementów strukturalnych tight junctions – ograniczenia syntezy białek zonuliny-1 i okludyny. Powoduje to funkcjonalne osłabienie integralności bariery jelitowej, przeciekanie przez nią wielu antygenów, metabolitów oraz innych, potencjalnie szkodliwych substancji. W warunkach dysbiozy i uszkodzenia bariery jelitowej niekorzystne role odgrywają LPS oraz krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (short chain fatty acids, SCFA), które mogą indukować liczne niekorzystne dla organizmu procesy metaboliczne, takie jak:

• indukowanie wydzielania peptydu YY (peptide YY, PYY) poprzez aktywację receptorów sprzężonych z białkami G (G protein-coupled receptor, GPR) 41, co skutkuje spowolnieniem pasażu jelitowego i zwiększeniem ekstrakcji energii z pożywienia;

• zwiększenie potencjału magazynowania tłuszczu poprzez zmniejszenie ekspresji inhibitora lipazy lipoproteinowej (fasting-induced adipose factor, FIAF);

• stymulację GPR 43 w adipocytach, co zwiększa różnicowanie receptorów aktywowanych przez proliferatory peroksysomów gamma (peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPAR-γ);

• aktywację układu endokannabinoidów oraz białka ostrej fazy (serum amyloid A3 protein, SAA3) i zmniejszenie lipolizy.

Poza tym zaburzenia mikrobioty jelitowej mają związek z hamowaniem aktywności kinazy proteinowej uruchamianej przez AMP (AMP-activated protein kinase, AMPK), co prowadzi do zmniejszenia oksydacji kwasów tłuszczowych w wątrobie i mięśniach oraz ich odkładania się w tkance tłuszczowej. Jak już wspomniano, LPS prowadzi do przewlekłego uogólnionego zapalenia, niekorzystnie oddziałuje na metabolizm, wywołuje m.in. stłuszczenie wątroby oraz insulinooporność. Wszystkie powyższe procesy skutkują rozwojem i gromadzeniem tkanki tłuszczowej. Z badań wynika, że endotoksemia istotnie wpływa na metabolizm i upośledza zużycie energii w organizmie, stymulując rozwój tkanki tłuszczowej. W wyniku dysbiozy dochodzi do zwiększonej ekstrakcji energii z pożywienia oraz zmniejszenia jej utylizacji. Dysbioza powoduje także wzrost liczebności proteobakterii, odpowiedzialnych za zmniejszenie produkcji ochronnego śluzu, co sprzyja uszkodzeniom bariery jelitowej i może nasilać przewlekły stan zapalny. Do innych oportunistycznych bakterii, które nadmiernie kolonizują przewód pokarmowy u osób z otyłością, należą Fusobacteria i Fusobacterium. Przewlekły stan zapalny i zaburzenia mikrobioty jelitowej prowadzą do paradoksalnego niedożywienia, w wyniku którego chory jest zmuszony do dostarczania organizmowi coraz większej ilości energii, wykorzystywanej jednak głównie do budowy tkanki tłuszczowej.

Mikrobiota i metabolom

Innym ważnym elementem są metabolity wytwarzane przez mikrobiotę jelitową. Spośród wyróżnionych metabolitów krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (short chain fatty acids, SCFA) mogą wywierać różne działania na organizm gospodarza, mając wpływ na procesy metaboliczne. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe wpływają na metabolizm energii, lipidów, glukozy oraz cholesterolu i dodatkowo przyczyniają się do magazynowania tłuszczu w tkance tłuszczowej i zmian w funkcjonowaniu układu odpornościowego. Zaobserwowano, że mikrobiota jelitowa osób z otyłością wytwarza dwa razy więcej krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych w porównaniu z osobami szczupłymi, przy czym propionian obecny jest w największej proporcji. Chociaż w różnych badaniach zmiany mikrobioty jelitowej korelowały ze zmianami metabolicznymi, prowadzącymi do przyrostu masy ciała, a w konsekwencji do rozwoju otyłości, to nadal istnieją wątpliwości, czy otyłość prowadzi do modyfikacji składu i funkcji mikrobioty jelitowej, czy też zmiany mikrobioty jelitowej prowadzą do otyłości. W badaniach klinicznych obserwowano modyfikacje w składzie mikrobioty jelitowej u osób z ciężką otyłością po operacji bariatrycznej, a oceniane bakterie wykazywały różny udział w procesie utraty masy ciała. Co ciekawe, sama dieta wydaje się mieć większy wpływ na zmiany mikrobioty jelitowej niż przeprowadzony zabieg chirurgiczny.

Na podstawie analizy składu mikrobioty jelitowej naukowcy starają się przewidzieć wpływ różnych interwencji na utratę masy ciała. Ponadto znajomość składu mikrobioty osoby z otyłością może pomóc w optymalizacji protokołów bariatrycznych wspomaganych spersonalizowaną dietą. Mając obecną wiedzę, nie możemy zaprzeczyć, że mikrobiota jelitowa ma związek z nadmierną masą ciała, a interwencje prowadzące do jej redukcji odzwierciedlają zmiany w mikrobiocie. Ważne jest, aby zrozumieć rolę bakterii biorących udział w etiologii otyłości i ustalić, jak możemy zmieniać ten proces, aby generować utratę masy ciała u osób z nadwagą i otyłością.

I tak w badaniach osoby z chorobą otyłościową wykazywały inne profile mikrobioty jelitowej niż osoby z prawidłową masą ciała. Obserwowano u nich większą liczbę bakterii Firmicutes, Fusobacteria, Proteobacteria i Lactobacillus, a mniejszą liczbę Bacteroidetes, Akkermansia muciniphila, Faecalibacterium prausnitzii, Lactobacillus plantarum i Lactobacillus paracasei. Ponadto wzrost stosunku Firmicutes/Bacteroidetes wydawał się związany z otyłością, co potwierdza wyniki uzyskiwane w badaniach na modelach zwierzęcych.

Analiza wyników z systematycznych przeglądów literatury jednoznacznie wskazuje na udział bakterii w rozwoju nadmiernej masy ciała. Należy podkreślić, że analiza mikrobioty jest złożona i trudno jest dokładnie określić jej standardowy skład w określonych grupach populacyjnych. Na strukturę i funkcję mikrobioty wpływa wiele czynników, takich jak pora roku, wiek, masa ciała, dieta, ćwiczenia, używki, kraj i płeć, a także choroby towarzyszące. Na niektóre z tych czynników nie mamy wpływu, ale dzięki postępowi w nauce i technikach analitycznych (m.in. uczeniu maszynowemu) możliwe staje się pełniejsze poznanie roli mikrobioty w procesach metabolicznych, odpowiedzialnych za utrzymanie prawidłowej masy ciała.

Modulacja mikrobioty jelitowej poprzez interwencje nieinwazyjne

Należy pamiętać, że podstawowym postępowaniem w profilaktyce i leczeniu nadmiernej masy ciała jest stosowanie odpowiedniej diety i regularnego wysiłku fizycznego.

Szczególnie istotną rolę odgrywa wysiłek fizyczny, który powinien być uwzględniony we wszystkich dietetycznych programach odchudzających. Nie wolno jednak zapominać, że intensywny trening fizyczny wiąże się ze zmniejszonym przepływem krwi w przewodzie pokarmowym, hipertermią tkankową i hipoksją, co może prowadzić do zmian mikrobioty jelitowej i funkcji bariery żołądkowo-jelitowej. Clarke i wsp. opisali zwiększoną różnorodność mikrobioty jelitowej uzyskaną w wyniku ćwiczeń związanych z dietą wysokobiałkową u zawodowych zawodników rugby. Wyniki te wskazują, że poziom bioróżnorodności mikrobioty może być uznany za biomarker lub wskaźnik zdrowia. Lamprecht i wsp. wykazali z kolei, że 3-miesięczny okres suplementacji probiotykami wieloszczepowymi u trenujących mężczyzn pomógł uzyskać prawidłowe stężenia zonuliny (markera zwiększonej przepuszczalności jelit) w stolcu w porównaniu z grupą kontrolną. Również wyniki innych badań z udziałem sportowców wytrzymałościowych wskazują na korzystny wpływ interwencji dietetycznych na syntezę cytokin i markerów immunologicznych, poprawę funkcji metabolicznych oraz zmniejszenie objawów ze strony układu pokarmowego.

Często jednak postępowanie to jest nieskuteczne, a uzyskanie znacznej utraty masy ciała wyłącznie za pomocą środków farmakologicznych pozostaje nieosiągalne. Lekarze i pacjenci pokładają duże nadzieje w nowych lekach dostępnych na rynku farmaceutycznym, będących m.in. analogami glukagonopodobnego peptydu 1 (glucagon like peptide 1, GLP-1). Białka GLP w organizmie odgrywają ważną rolę w regulacji metabolizmu tłuszczów i węglowodanów. GLP-1 i GLP-2 są insulinouczulaczami w tkankach obwodowych, zmniejszając nasilenie insulinooporności. GLP-2 stymuluje z kolei syntezę białek strukturalnych bariery jelitowej ZO-1 i okludyny.

Dieta

Dieta jest głównym czynnikiem prowadzącym do szybkich zmian składu i funkcji drobnoustrojów zarówno w sposób bezpośredni, jak i pośredni. Zmiany w mikrobiocie jelitowej pojawiają się już w ciągu kilku dni od zmiany sposobu żywienia. Ponadto różne strategie dietetyczne modulują mikrobiotę jelitową, co może mieć związek zarówno ze zwiększeniem, jak i z obniżeniem masy ciała.

W przełomowym badaniu opublikowanym w 2006 r. w Nature wykazano zmieniony skład mikrobioty jelitowej u otyłych myszy, głównie w zakresie liczebności bakterii typu Bacteroidetes i Firmicutes. W okrężnicy zwierząt genetycznie otyłych (homozygotycznych pod względem mutacji w genie leptyny, tzw. ob/ob) stwierdzono mniejszą ilość Bacteroidetes i wzrost Firmicutes w porównaniu z myszami z prawidłową masą ciała, pomimo spożywania takiej samej diety bogatej w polisacharydy. Ponadto stwierdzono, że przeszczep mikrobioty związanej z fenotypem otyłości myszom germ-free powoduje wzrost masy ciała także u nich.

Oceniając wpływ sposobu odżywiania na zaburzenia mikrobioty jelitowej i jej związek z otyłością, otyłe myszy, które wcześniej przyjmowały klasyczną dietę zachodnią, poddawano dwóm restrykcyjnym dietom o obniżonej zawartości węglowodanów i tłuszczu. Rezultatem było znaczne zmniejszenie względnej liczebności Mollicutes i wzrost Bacteroidetes wraz ze zmniejszonym spożyciem kalorii, a ponadto zaobserwowano mniej obfitą tkankę tłuszczową w porównaniu ze zwierzętami, które kontynuowały dietę zachodnią. W badaniu z udziałem osób z otyłością dieta o obniżonej kaloryczności wywoływała wzrost liczebności Bacteroidetes i spadek Firmicutes, niezależnie od rodzaju diety (dieta niskotłuszczowa lub niskowęglowodanowa). W tym badaniu zmiany te dotyczyły całego mikrobiomu, przy czym różnorodność bakterii pozostawała stała w czasie. Co ciekawe, zwiększona liczebność Bacteroidetes korelowała ze stopniem utraty masy ciała, a nie ze zmianami spożycia kalorii.

Podsumowując, dowody naukowe potwierdzają, że zaburzenia mikrobioty jelitowej u zwierząt i ludzi z odpowiednią predyspozycją genetyczną prowadzą do wystąpienia nadmiernej masy ciała, do czego przyczynia się niezdrowa dieta, mimo że w normalnych warunkach udział mikrobioty jelitowej w dostarczaniu energii z pożywienia jest stosunkowo niewielki.

Dieta a modulacja osi mózgowo-jelitowej

Oś jelita–mózg ma istotny wpływ na różne aspekty fizjologii, w tym homeostazę glukozy, regulację przyswajania pokarmów, motorykę jelit i apetyt. Pojawienie się pożywienia w przewodzie pokarmowym rozpoczyna złożoną sygnalizację hormonalną i nerwową z jelit do mózgu, w której głównym pośrednikiem jest nerw błędny. W badaniach wykazano, że wagotomia w modelach zwierzęcych zwiększa spożycie pokarmu i przyrost masy ciała poprzez zmniejszenie tzw. anoreksygennej sygnalizacji hormonalnej. Niektóre bakterie jelitowe mogą modyfikować wydzielanie hormonów jelitowych, w tym GLP-1, greliny, PYY i LEP, i poprzez szlaki neuroendokrynne podwzgórza wpływać na apetyt i uczucie sytości. SCFA pochodzące z mikrobioty mogą się wiązać z receptorami na EEC i zmieniać uwalnianie hormonów jelitowych do krążenia ogólnoustrojowego. Co więcej, aktywacja różnych receptorów smaku (gorzkiego, kwaśnego, umami i słodkiego) w EEC powoduje wydzielanie greliny, GLP-1 i cholecystokininy. Octan, główny SCFA wydzielany przez bakterie jelitowe, hamuje apetyt poprzez mechanizmy ośrodkowego podwzgórza. Warto zauważyć, że zmiany mikrobioty wiążą się ze wzrostem stężenia octanu, co skutkuje stymulacją przywspółczulnego układu nerwowego oraz zwiększeniem wydzielania insuliny stymulowanej glukozą, wydzielaniem greliny i występowaniem otyłości. Metabolity neuroaktywne (m.in. serotonina i GABA), wpływające na centralną kontrolę apetytu, są wytwarzane m.in. przez bakterie jelitowe. Powszechne neurony melanokortyny, które kontrolują homeostazę masy ciała za pomocą serotoniny, zmniejszają apetyt. GABA, główny neuroprzekaźnik hamujący sygnałowanie w OUN, jest niezbędny do prawidłowej regulacji bilansu energetycznego.

Mikrobiota związana z otyłością zwiększa efektywność wchłaniania energii ze spożywanego pokarmu. Tak więc mikrobiota związana z otyłością w porównaniu z mikrobiotą jelitową związaną z prawidłową masą ciała dostarcza gospodarzowi więcej energii z innych niestrawnych węglowodanów i białek poprzez podniesienie produkcji różnych pierwotnych enzymów fermentacyjnych i transporterów składników odżywczych. Wyniki badań wykazały, że mikrobiota jelitowa odgrywa istotną rolę w regulacji metabolizmu, homeostazy energetycznej i centralnego apetytu gospodarza. Obecnie modulacja mikrobioty może być wykorzystywana we wspomaganiu leczenia zaburzeń metabolicznych, takich jak choroba otyłościowa.

Prebiotyki, probiotyki i synbiotyki

Prebiotyki to niestrawne polisacharydy, które łagodzą dysbiozę jelitową poprzez selektywne promowanie wzrostu korzystnej mikrobioty jelitowej. Prebiotyki sprzyjają rozwojowi pożytecznych bakterii w jelitach. Dla przykładu podawanie inuliny i oligofruktozy otyłym szczurom i myszom wiązało się ze wzrostem liczebności Bifidobacteria i Lactobacillus w przewodzie pokarmowym, a także wzrostem hormonów sytości, w tym PYY i GLP-1, oraz zmniejszeniem stężenia greliny w surowicy. Hormon PYY jest anoreksygennym hormonem wydzielanym przez komórki jelita krętego i okrężnicy w odpowiedzi na stymulację pokarmową i ma działanie hamujące apetyt u osób otyłych. W randomizowanym, kontrolowanym badaniu, w którym zdrowym dorosłym osobom o prawidłowej masie ciała podawano prebiotyki, autorzy stwierdzili, że ich przyjmowanie wiązało się ze znacznym złagodzeniem głodu i normalizacją poposiłkowych wzrostów glukozy we krwi. Niemniej jednak potrzebne są dalsze badania, aby w pełni zrozumieć i wykorzystać wiedzę nad rolą prebiotyków we wspomaganiu i stymulowaniu zdrowej mikrobioty jelitowej.

Prebiotyki już teraz są chętnie stosowane przez lekarzy w profilaktyce i leczeniu wspomagającym u pacjentów z otyłością. Spożywanie prebiotyków ma istotny wpływ na mikrobiotę przewodu pokarmowego i jej aktywność metaboliczną. Prebiotyki w dużym stopniu wpływają na regulację metabolizmu lipidów, układ immunologiczny, zwiększoną przyswajalność wapnia oraz modyfikację funkcji jelit. Prebiotyki zwiększają liczbę pożytecznych bakterii, takich jak Bifidobacterium i Lactobacillus spp., w przewodzie pokarmowym, co koreluje z ograniczeniem endotoksemii metabolicznej, spadkiem krążących cytokin prozapalnych, zwiększeniem produkcji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, zwiększeniem ekspresji białek połączeń ścisłych oraz poprawą funkcji bariery jelitowej.

Typowymi przykładami prebiotyków są laktuloza, inulina, fruktooligosacharydy oraz pochodne galaktozy i β-glukanów. Najbardziej rozpowszechnionymi prebiotykami są oligosacharydy (np. inulina), fruktooligosacharydy, galaktooligosacharydy i polifenole. Substancje te często służą jako podłoże dla probiotyków, które mogą stymulować ich wzrost.

Probiotyki są definiowane przez WHO jako żywe mikroorganizmy, które przynoszą korzystne działanie gospodarzowi, gdy są podawane w odpowiednich ilościach. W licznych badaniach wykazano m.in., że podawanie probiotyków prowadziło do zwiększenia wydzielania GLP-1 indukowanego maślanem oraz do zmniejszenia uczucia sytości i spożycia pokarmu u zwierząt i ludzi na diecie wysokotłuszczowej. W systematycznym przeglądzie literatury, na podstawie analizy 19 randomizowanych badań u ludzi, wykazano korzystny wpływ probiotyków z rodzaju Lactobacillus na prawidłową masę ciała. Jednakże należy pamiętać, że działanie probiotyków jest szczepozależne i nadal potrzebne są nowe badania, aby określić, które gatunki bakterii, w jakich ilościach i w jakim czasie będą optymalnie skuteczne w modulowaniu mikrobioty jelitowej, aby móc optymalizować metabolizm i masę ciała. I tak na podstawie badań doświadczalnych zaproponowano różne potencjalne mechanizmy oddziaływania probiotyków i synbiotyków na zmniejszenie masy ciała. Probiotyki pomagają w odbudowie ścisłych połączeń między komórkami nabłonka, zmniejszając w ten sposób przepuszczalność jelit, zapobiegając translokacji bakterii i zmniejszając stan zapalny wywodzący się z LPS. Zmniejszenie stanu zapalnego prowadzi do wzrostu wrażliwości podwzgórza na insulinę, co poprawia uczucie sytości. Dodatkowo zwiększone stężenie leptyny w tkance tłuszczowej, GLP-1 i polipeptydu trzustkowego (pancreatic polypeptide, PP) w jelicie prowadzi do zmniejszenia spożycia pokarmu z powodu wzrostu sytości. W ten sposób probiotyki mogą modulować i utrzymywać zdrową mikrobiotę. Działanie kilku szczepów bakterii wykazało pozytywne skutki, takie jak zmniejszenie endotoksemii, otyłości, zapalenia tkanek, masy ciała, stężeń leptyny i spożycia energii.

Synbiotyki są w rzeczywistości kombinacją prebiotyków i probiotyków i mają działanie synergistyczne. Synbiotyki zwiększają skuteczność zarówno prebiotyków, jak i probiotyków oraz maksymalizują ich korzystny potencjał dla zdrowia gospodarza. Zwiększenie przeżywalności probiotyków w przewodzie pokarmowym jest najważniejszą rolą produkcji synbiotyków. Synbiotyki wywierają pozytywne działanie poprzez zapewnienie specyficznego wpływu na zdrowie i poprawę żywotności mikroorganizmów probiotycznych. Synbiotyki modulują aktywność metaboliczną w jelicie poprzez rozwój mikroflory, utrzymanie biostruktury jelitowej i hamowanie namnażania potencjalnych patogenów obecnych w przewodzie pokarmowym. Synbiotyki zmniejszają liczbę niepożądanych metabolitów poprzez inaktywację nitrozoamin i substancji kancerogennych w przewodzie pokarmowym. Ponadto podnoszą poziom SCFA, dwusiarczków węgla, ketonów i octanu metylu, co potencjalnie ma pozytywny wpływ na zdrowie gospodarza. Dodatkowo synbiotyki zwiększają liczbę pożytecznych mikroorganizmów, takich jak Lactobacillus i Bifidobacterium, oraz równoważą mikrobiotę jelitową. Poprawiają również czynność wątroby u pacjentów z marskością. Synbiotyki usprawniają funkcjonowanie układu odpornościowego, hamują translokację bakterii i zmniejszają częstość zakażeń szpitalnych u pacjentów po zabiegach chirurgicznych. Wydaje się, że synbiotyki są bardzo skuteczne w obniżaniu stężenia glukozy i lipidów w surowicy krwi, zapobieganiu osteoporozie i leczeniu zaburzeń mózgu związanych z nieprawidłową czynnością wątroby.

Postbiotyki

Postbiotyki zawierają nieżywe drobnoustroje i/lub ich składniki, które wywierają korzystny wpływ na zdrowie człowieka. Akkermansia muciniphila (A. muciniphila) jest Gram-ujemnym, owalnym, nieruchliwym, chemoorganotroficznym i beztlenowym mikroorganizmem. To jeden z najbardziej znanych drobnoustrojów w przewodzie pokarmowym. Podanie A. muciniphila może spowodować klirens chylomikronów oraz triglicerydów, co umożliwia uniknięcie przeciążenia lipidami w krążeniu. Ta pożyteczna bakteria oddziałuje z różnymi składnikami diety, głównie nierozpuszczalnym błonnikiem, uwalniając bioaktywne metabolity, i wysyła sygnał do gospodarza za pośrednictwem glukocerebrozydazy (glucocerebrosidase, GBA). A. muciniphila ma zdolność wytwarzania enzymów rozkładających mucynę i wykorzystywania jej jako źródła węgla i azotu w warstwie śluzowej nabłonka. Ten mikroorganizm moduluje również podstawowy metabolizm. Dowody ujawniły, że u pacjentów z cukrzycą typu 2 (type 2 diabetes, T2DM) i osób otyłych występuje niewielka liczba A. muciniphila, ponieważ brak równowagi mikrobiologicznej jelit odgrywa zasadniczą rolę w zaburzeniu równowagi energetycznej organizmu.

A. muciniphila przekształca błonnik pokarmowy w maślan, propionian i octan, które wpływają na homeostazę glukozy i lipidów. Dlatego pasteryzowaną A. muciniphila MucT można uznać za obiecujący postbiotyk w leczeniu zespołów metabolicznych oraz otyłości.

Warto przypomnieć, iż zainteresowanie tą bakterią zaczęło się od obserwacji, że u zwierząt i ludzi z otyłością, T2DM i niealkoholową stłuszczeniową chorobą wątroby (non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD) oraz chorobami sercowo-naczyniowymi zaobserwowano zmniejszoną ilość bakterii A. muciniphila. Ponadto stwierdzono, że liczebność A. muciniphila u osób z nadwagą i otyłością była dodatnio skorelowana z lepszym stanem metabolicznym oraz większą skutecznością ograniczeń kalorycznych w redukcji masy ciała. Podawanie żywej bakterii A. muciniphila u myszy odwróciło zaburzenia metaboliczne wywołane dietą wysokotłuszczową, w tym przyrost masy tłuszczowej, endotoksemię metaboliczną, zapalenie tkanki tłuszczowej i insulinooporność.

Okazało się, że pasteryzacja A. muciniphila MucT wyhodowanej na podłożu syntetycznym zwiększyła jej możliwości ograniczenia rozwoju masy tłuszczowej, insulinooporności i dyslipidemii w modelach zwierzęcych. Udowodniono również, że A. muciniphila MucT korzystnie wpływa na metabolizm lipidów w wątrobie i NAFLD u myszy poprzez regulację ekspresji genów zaangażowanych w syntezę tłuszczu oraz różnych markerów stanu zapalnego.

Mechanizm działania A. muciniphila jest już dość dobrze poznany. Bakteria ta działa poprzez białka Amuc_1000, P9 oraz krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe. Związki te oddziałują na komórki nabłonka przewodu pokarmowego, zwiększając wydzielanie śluzu, aktywując wydzielanie GLP-1 i GLP-2, pobudzając wytwarzanie bioaktywnych lipidów z układu endokannabinoidowego oraz modulując odpowiedź immunologiczną. W badaniu typu proof-of-concept obserwowano, że podawanie pasteryzowanej A. muciniphila MucT skutecznie zapobiegało naturalnemu pogorszeniu parametrów związanych z zespołem metabolicznym u pacjentów z nadwagą i otyłością, którzy nie stosowali diety i zwiększonej aktywności fizycznej. W porównaniu z placebo pasteryzowana A. muciniphila MucT poprawiła wrażliwość na insulinę, zmniejszyła insulinemię i stężenie cholesterolu całkowitego w osoczu. Obserwowano także nieznaczne zmniejszenie masy ciała oraz masy tkanki tłuszczowej i obwodu bioder w porównaniu z wartościami wyjściowymi. Suplementacja A. muciniphila MucT istotnie obniżyła stężenia markerów zaburzeń funkcji wątroby i stanu zapalnego. Ta substancja czynna uzyskała zezwolenie na wprowadzenie na rynek jako nowa żywność, a bezpieczeństwo jej stosowania zostało potwierdzone przez Opinię Naukową Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA).

Opracowanie szybszych i wydajnych narzędzi do sekwencjonowania genetycznego oraz zrozumienie składu i funkcji mikrobiomu poszerzyło listę szczepów bakteryjnych związanych z korzystnym wpływem na zdrowie człowieka. Wśród nich jako probiotyki nowej generacji pojawiły się poza A. muciniphila także Faecalibacterium prausnitzii oraz bakterie klastrów IV, XIVa i XVIII Clostridium. Inne bakterie o działaniu przeciwzapalnym mogące mieć znaczenie w profilaktyce i terapii otyłości, takie jak Eubacterium hallii, są nadal niedostępne na rynku farmaceutycznym i oczekują na odpowiednie zezwolenia i opinie ze strony EFSA.

Modulacja mikrobioty jelitowej za pomocą transplantacji mikrobioty jelitowej

Terapie bezpośrednie mikrobiomem, w tym przeszczep mikrobioty kałowej (fecal microbiota transplantation, FMT), stanowią nową opcję terapeutyczną zespołu metabolicznego i otyłości.

Koncepcja FMT jako narzędzia terapeutycznego sięga IV w., kiedy w Chinach stosowano kał w leczeniu ciężkiej biegunki i zatruć pokarmowych. Obecnie FMT jest już uznaną i rekomendowaną przez ekspertów (m.in. w wytycznych) metodą leczenia nawracającego zakażenia C. difficile. Według Agencji ds. Żywności i Leków (Food and Drug Administration, FDA) jest to jedyna sytuacja kliniczna, w której FMT można stosować bez zgody komisji bioetycznej. Niemniej stale prowadzone są badania nad rolą FMT w leczeniu i łagodzeniu innych schorzeń przewodu pokarmowego, takich jak nieswoiste zapalenie jelit, zespół jelita nadwrażliwego, a nawet zaburzeń psychicznych. Potencjał FMT w leczeniu otyłości jest dość wysoki. Dwa wstępne badania na ludziach wykazały u osób badanych z zespołem metabolicznym przejściową poprawę wrażliwości na insulinę po przeszczepieniu mikrobioty jelitowej od dawców o prawidłowej masie ciała. Z drugiej strony FMT może prowadzić do niezamierzonych konsekwencji, jak wykazano w opisie przypadku kobiety, u której pojawiła się nowa otyłość po otrzymaniu FMT w celu leczenia zakażenia C. difficile od dawcy z nadwagą. Z tego względu współczesna analiza, dobór dawcy i przygotowanie próbek FMT do zabiegu są poddawane niezwykle rygorystycznej kontroli, z czego może też wynikać wysoki koszt takiej procedury. Ponadto brakuje danych dotyczących bezpieczeństwa długoterminowego ryzyka FMT.

Zabieg FMT polega na przeniesieniu mikrobioty jelitowej od zdrowego dawcy do przewodu pokarmowego pacjenta, zwykle za pomocą gastroduodenoskopu, kolonoskopu lub kapsułki, w której znajduje się mrożony preparat lub liofilizat. Po wykonaniu FMT szczepy drobnoustrojów dawcy u ludzi są zaangażowane w kolonizację mikrobioty jelitowej biorcy oraz tzw. readaptację układu immunologicznego biorcy. Wydaje się, iż kompatybilność dawca–biorca ma kluczowe znaczenie dla pomyślnej kolonizacji szczepów drobnoustrojów dawcy w jelicie biorcy. Powyższe podejście okazało się bardzo skuteczne w leczeniu infekcji C. difficile. W niedalekiej przyszłości można oczekiwać, że FMT może się okazać przydatne w wymianie mikrobioty jelitowej także w przypadku innych chorób, które mają związek z dysbiozą. Do takich schorzeń możemy zaliczyć przewlekłe, nawykowe zaparcia, zespół jelita nadwrażliwego, chorobę Leśniowskiego-Crohna czy wrzodziejące zapalenie jelita grubego. Co więcej, istnieje coraz więcej dowodów na to, że FMT może mieć również potencjał w leczeniu otyłości i związanych z nią zaburzeń, takich jak cukrzyca typu 2. Pomimo bardzo obiecujących doniesień na temat skuteczności FMT w leczeniu innych chorób niż zakażenie C. difficile należy wspomnieć także o nowych randomizowanych badaniach u pacjentów z otyłością, w których nie wykazano korzystnego działania FMT w redukcji masy ciała. Tak więc ta forma terapii wymaga jeszcze optymalizacji oraz dalszych badań nad ustaleniem optymalnych protokołów terapeutycznych. Należy wspomnieć, że istnieją też bardzo optymistyczne doniesienia na temat skuteczności FMT u pacjentów onkologicznych, w tym jako innowacyjnej terapii w walce z kacheksją w przebiegu choroby nowotworowej i jej profilaktyce.

Piśmiennictwo

1. Cani P.D., Depommier C., Derrien M. i wsp.: Akkermansia muciniphila: paradigm for next-generation beneficial microorganisms. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2022; 19 (10): 625–637.

2. Coimbra V.O.R., Crovesy L., Ribeiro-Alves M. i wsp.: Gut Microbiota Profile in Adults Undergoing Bariatric Surgery: A Systematic Review. Nutrients, 2022; 14 (23): 4979.

3. Garcia-Vello P., Tytgat H.L.P., Gray J. i wsp.: Peptidoglycanfrom Akkermansia muciniphila MucT: chemical structure and immunostimulatory properties of muropeptides. Glycobiology, 2022; 32 (8): 712–6719.

4. Gupta A., Osadchiy V., Mayer E.A.: Brain-gut-microbiome interactions in obesity and food addiction. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2020; 17 (11): 655–672.

5. Inge T.H., Ryder J.R.: The current paradigm of bariatric surgery in adolescents. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2023; 20 (1): 1–2.

6. Lahtinen P., Juuti A., Luostarinen M. i wsp.: Effectiveness of Fecal Microbiota Transplantation for Weight Loss in Patients With Obesity Undergoing Bariatric Surgery: A Randomized Clinical Trial. JAMA Netw Open, 2022; 5 (12): e2247226.

7. Sarmiento-Andrade Y., Suarez R., Quintero B.: Gut microbiota and obesity: New insights. Front Nutr, 2022; 9: 1018212.

8. Skonieczna-Żydecka K., Grochans E., Maciejewska D. i wsp.: Faecal Short Chain Fatty Acids Profile is Changed in Polish Depressive Women. Nutrients, 2018; 10 (12): 1939.

9. Skonieczna-Żydecka K., Kaźmierczak-Siedlecka K., Kaczmarczyk M. i wsp.: The Effect of Probiotics and Synbiotics on Risk Factors Associated with Cardiometabolic Diseases in Healthy People – A Systematic Review and Meta-Analysis with Meta-Regression of Randomized Controlled Trials. J Clin Med, 2020; 9 (6): 1788.

10. Spadoni I., Fornasa G., Rescigno M.: Organ-specific protection mediated by cooperation between vascular and epithelial barriers. Nat Rev Immunol, 2017; 17 (12): 761–773.

11. Spadoni I., Zagato E., Bertocchi A.: A gut-vascular barrier controls the systemic dissemination of bacteria. Science, 2015; 350 (6262): 830–834.

12. de Vos W.M., Tilg H., Van Hul M. i wsp.: Gut microbiome and health: mechanistic insights. Gut, 2022; 71 (5): 1020–1032.

13. Van Hul M., Cani P.D.: The gut microbiota in obesity and weight management: microbes as friends or foe? Nat Rev Endocrinol, 2023; 19 (5): 258–271.