Ожирение - хроническое заболевание, проявляющееся избыточным развитием жировой ткани, прогрессирующее при естественном течении, имеющее определенный круг осложнений и обладающее высокой степенью рецидивирования после окончания курса лечения. В последние 2 десятилетия распространенность этого заболевания во всем мире увеличилась в несколько раз, вследствие чего оно достигло масштабов эпидемии [15].
Актуальность изучения проблемы ожирения у детей обусловлена неуклонным ростом данного заболевания среди детского населения. Ежегодный прирост числа детей с ожирением составил в 1970-е гг. около 0,2%, в 1980-е гг. - 0,6%, в 1990 г. - 0,8%, а в 2000 г. - 2% [6, 8, 16]. Как и у взрослых, ожирение у детей является существенным фактором риска развития тяжелых осложнений, включая сердечно-сосудистые заболевания, инсулинорезистентность, гипертензию, сахарный диабет типа 2 и др.
На развитие ожирения влияет ряд факторов, генетических и окружающей среды (питание, физическая активность и др.). Генетические факторы не претерпели резких изменений за последние несколько тысяч лет, однако значительно изменились факторы внешней среды (высококалорийное питание, низкая физическая активность и др.). Тем не менее конкретные причины резкого роста ожирения у детей и взрослых на современном этапе не ясны.
В связи с этим представляют интерес данные литературы, которые указывают на возможное программирующее влияние особенностей развития в младенчестве на последующее появление избыточной массы тела (МТ) и ожирения. Первые предположения об этом появились еще в 1960-е гг., когда McCance в экспериментах на животных показал, что крысы, переедающие в ранний постнатальный период, в будущем неизменно имеют более крупные размеры тела. Первые данные о возможном влиянии высокой скорости роста в раннем детстве на последующее развитие ожирения у человека получены в 1970 г. Eid показал, что высокие темпы роста ребенка в первые 6 мес жизни влияют на развитие ожирения у этих детей в возрасте 6-8 лет [22]. M.F. Rolland-Cachera и соавт. установили, что риск развития ожирения в возрасте 21 года выше у людей с превышением МТ в возрасте 1 года и тем выше, чем раньше по времени происходит второй скачок роста (в норме - приблизительно в 6-летнем возрасте). [17]. Более поздние исследования показали, что увеличение прибавки МТ ребенка в течение первых 4 мес жизни на каждые 100 г повышает риск развития избыточной МТ у этих детей в возрасте 7 лет приблизительно на 30%. К настоящему времени почти в 30 исследованиях обнаружена связь быстрого роста в младенчестве с более высоким риском развития ожирения в последующие периоды жизни [22].
Проведенные нами ранее исследования согласуются с этим данными и подтверждают, что у детей, находящихся на искусственном вскармливании, более высокие, чем у детей на грудном вскармливании, прибавки МТ [21]. Учитывая более высокое по сравнению с грудным молоком содержание белка в молочных смесях для детского питания, можно предположить, что одной из причин более высокой скорости роста является избыточное потребление детьми первого года жизни белка в составе смесей для искусственного вскармливания.
Так, в исследовании Darling Study [10] показано, что дети, находящиеся на искусственном вскармливании, потребляли на 66-70% белка больше, чем дети на грудном вскармливании, и у них наблюдались более высокие прибавки МТ в возрасте от 3 до 9 мес жизни.
Анализируя возможные механизмы этого явления, K.F. Michaelsen и соавт. показали, что у детей, находящихся на искусственном вскармливании, уровень инсулина и инсулиноподобного фактора роста-1 (ИПФР-1) в крови был выше, чем при грудном вскармливании. Потребление детьми смесей для искусственного вскармливания положительно коррелировало со свободным ИПФР-1 (ИПФР/БНИПФР3, р=0,03) в крови детей [12]. Предположено, что более высокое потребление белка ведет к увеличению уровней ИПФР-1 и инсулина, сопряженному с высокой скоростью роста младенцев и риском развития избыточной МТ и ожирения в старшем возрасте.
Убедительные данные в пользу гипотезы о роли повышенного потребления белка в развитии избыточной МТ у детей получены недавно в мультицентровом исследовании Chopen Study [23], в котором участвовали более 1000 детей из 5 европейских стран (Бельгия, Германия, Испания, Италия и Польша). В этом исследовании установлено, что потребление детьми смесей с высоким содержанием белка действительно приводит к увеличению в их крови в 6-месячном возрасте уровня ИПФР-1, предшественника инсулина - С-пептида и незаменимых аминокислот с разветвленной цепью - факторов, оказывающих инсулиногенное действие и способствующих развитию инсулинорезистентности и увеличению МТ, в отличие от ситуации при потреблении смесей с низким уровнем белка и грудного молока. Потребление детьми смесей с высоким уровнем белка коррелировало также с большим индексом массы тела (ИМТ) у них в возрасте 2 лет [23].
Вместе с тем показано, что высокая скорость роста возможна не только у искусственно вскармливаемых детей, но и у находящихся на грудном вскармливании. Причины этого остаются неясными.
Значительный интерес представляют единичные данные о присутствии в женском молоке гормонально-активных белков, таких как ИПФР-1, лептин, грелин и адипонектин, играющих важную роль в энергетическом гомеостазе и контроле аппетита [18].
Лептин и адипонектин - гормоны, вырабатываемые жировой тканью.
Лептин обладает анорексигенным эффектом, подавляет аппетит и увеличивает расходование энергии. Однако, несмотря на то что у людей, страдающих ожирением, его уровень в крови повышен, анорексигенного эффекта у них не наблюдается из-за сниженной чувствительности к лептину вследствие нарушения взаимодействия с его рецепторами и другими причинами [2, 3]. Напротив, уровень адипонектина, обладающего противовоспалительным и антиатерогенным эффектом, при ожирении снижается. Грелин, синтезируемый преимущественно в желудке, по основным свойствам является антагонистом лептина; увеличение его концентрации в крови ведет к возникновению чувства голода и, соответственно, стимулирует потребление пищи. Указанные свойства лептина, грелина и адипонектина относятся к взрослым и детям старшего возраста. Физиологическая роль этих гормонов в раннем детстве пока неясна [7, 14, 24].
В литературе имеются единичные работы, указывающие на их возможную связь с контролем скорости роста. Так, установлено, что пуповинный лептин может быть фактором, прогнозирующим прибавку МТ в последующие периоды жизни: низкий уровень лептина в пуповинной крови связан с низкой МТ при рождении, но более выраженной прибавкой в первые 6 мес жизни и более высоким ИМТ детей в 3-летнем возрасте [13].
Обнаружено, что более высокий уровень адипонектина в грудном молоке коррелирует с избыточной МТ в 2-летнем возрасте у детей, которые находились на грудном вскармливании в течение не менее 6 мес [26]. В то же время уровень пуповинного адипонектина, напротив, обратно связан с прибавкой МТ в первые 6 мес жизни, но прогнозирует увеличение центрального ожирения в 3 года [13].
Содержание грелина в крови прямо пропорционально МТ и длине тела у младенцев в первые месяцы жизни, но, подобно адипонектину, находится в обратной зависимости от прибавки МТ только тех детей, которые находились на грудном вскармливании не менее 4 мес [19]. ИПФР-1, главный медиатор действия гормона роста, играет ключевую роль в эмбриональном и постнатальном росте [9]. Показана положительная корреляция уровня ИПФР-1 в крови с ИМТ и толщиной кожной складки над трицепсом у здоровых детей в первые 5 мес жизни [20].
С учетом приведенных данных, а также сведений о возможности переноса белков из материнского молока в кровь младенцев через стенку желудка или кишечника [4] с их повышенной в раннем возрасте проницаемостью для макромолекул, можно предполагать, что гормоны грудного молока способны к проявлению регуляторных функций в отношении энергетического гомеостаза младенцев, находящихся на грудном вскармливании.
В связи с этим возникает вопрос: могут ли быть причиной высокой скорости роста у детей на грудном вскармливании те же факторы, что и у детей, получающих искусственное питание, т.е. повышенный уровень потребления белка и уровень гормонально-активных белков (ИПФР-1, лептина, грелина и адипонектина)?
Целью настоящего исследования явилось изучение возможной связи между скоростью роста детей, находящихся на грудном вскармливании, и уровнями в грудном молоке матерей этих детей белка, жира, ИПФР-1, грелина, лептина, адипонектина.
Материал и методы
Обследована 71 пара - мать и здоровый ребенок, с первых 3 мес жизни находящийся на грудном вскармливании.
Младенцы, включенные в исследование, были разделены на 3 группы в зависимости от ежемесячной прибавки массы тела: 1-я группа - 10 детей с низкой прибавкой МТ (менее 500 г/мес); 2-я группа - 30 детей с нормальной прибавкой МТ (500-1000 г/мес); 3-я группа - 31 ребенка с высокой прибавкой МТ (более 1000 г/мес).
Измерение МТ у детей измеряли с помощью электронных весов "Саша" (Россия), а длину тела - специальными ростомерами в положении ребенка лежа. Суточное потребление грудного молока измеряли путем взвешивания младенцев до и после кормления на указанных выше электронных весах.
Грудное молоко получали, сцеживая среднюю порцию молока во время утреннего кормления ребенка. Уровень жира в грудном молоке определяли методом Ван де Камера [25], белка - методом Кьельдаля [1], индивидуальных гормонально-активных белков (ИПФР-1, грелина, лептина и адипонектина) - методом иммуноферментного анализа (ИФА) в сыворотке грудного молока, полученной путем его центрифугирования в течение 15 мин при 855 об. Для определения грелина использовали набор для ИФА фирмы "Peninsula Laboratories", для определения ИПФР-1 - фирмы "DSL-10-2800 Active" (USA), лептина - фирмы "DBS Diagnostics Biochem Canada Inc." (Канада) и адипонектина - фирмы "Bio Vendor Laborotorni medicina A.S." (Чешская Республика).
Все показатели были изучены в 1-й, 2-й и 3-й месяцы лактации.
Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программы SPSS версии 17.0. Достоверность сравниваемых показателей устанавливали общепринятыми методами математической статистики (тест Стьюдента, непараметрический ранговый критерий Манна-Уитни). Для нормально распределенных данных рассчитывали коэффициент корреляции Пирсона, для ненормально распределенных - коэффициент корреляции Спирмена. Различия признавались значимыми при р<0,05.
Результаты и обсуждение
Данные о потреблении грудного молока детьми первых 3 мес жизни представлены на рис. 1. Видно, что суточное потребление грудного молока детьми всех изучаемых групп различно. Так, в 1 мес жизни оно оказалось достоверно у детей с высокими (3-я группа) и нормальными (2-я группа) прибавками МТ (по сравнению с низкими): соответственно 768±41; 849±96 и 555±32 г для групп с высокой, нормальной и низкой прибавкой МТ; p1-3=0,002, p1-2=0,007), а в 3 мес - выше, чем при нормальных и низких прибавках (соответственно 937±70; 876±44 и 753±53 г).
Рис. 1. Суточное потребление грудного молока детьми с различными прибавками массы тела в 1, 2 и 3-й месяцы жизни
* - достоверность различий по сравнению с группой детей с низкими прибавками массы тела (здесь и на рис. 2).
Рис. 2. Уровень инсулиноподобного фактора роста-1 в грудном молоке в первые 3 мес лактации в зависимости от прибавки массы тела детей, нг/мл (М±SD)
Концентрации белка (табл. 1) и жира (табл. 2) в грудном молоке во всех группах не различались. Однако с учетом значительно более высокого суточного потребления грудного молока детьми с высокими прибавками МТ суммарное потребление белка и жира детьми в 3-й группе оказалось выше, чем в 1-й группе, причем в 3 мес различие в потреблении жира было достоверным (3-я группа - 36,2±2,5 г/сут, 2-я группа - 35,3±4,4 г/сут, 1-я группа - 19,1±2,8 г/сут (p1-3=0,002).
Данные о содержании ИПФР-1 в грудном молоке матерей детей 1-3-й групп на разных сроках лактации представлены на рис. 2.
Уровень ИПФР-1 в грудном молоке был выше у матерей, чьи дети быстрее прибавляли в МТ, причем на 3-м месяце лактации разница между 1-й и 3-й группами становилась достоверной (прибавки МТ в 1-й групп - 12,2±2,41 против 3,15±1,22 нг/мл; p1-3=0,032).
Данные об уровне грелина и лептина в грудном молоке приведены на рис. 3 и 4. Отмечалась тенденция к увеличению уровней грелина и лептина в грудном молоке матерей детей с высокими прибавками МТ по сравнению с 1-й группой, однако отличия не достигали степени достоверности.
Данные об уровне адипонектина в грудном молоке женщин всех групп приведены на рис. 5. Видно, что различий в уровне в грудном молоке адипонектина в зависимости от прибавок МТ у детей не наблюдалось (рис. 5).
Таким образом, результаты проведенного исследования показывают, что ускорение роста детей на грудном вскармливании сопровождалось большим количеством потребленного ими грудного молока, а вследствие этого - повышенным поступлением с ним белка и жира. Были обнаружены более высокий уровень ИПФР-1 и тенденция к большему содержанию лептина и грелина в грудном молоке матерей детей с высокими прибавками МТ. В связи с этим можно предполагать, что ускорение роста детей этой группы может быть связано с более высоким потреблением ими ИПФР-1 и грелина с грудным молоком. Полученные данные согласуются с недавно полученными результатами итальянских исследований [5, 11] и указывают на необходимость дальнейшего изучения возможной функциональной роли гормонально-активных белков грудного молока и их возможной связи с антропометрическими показателями детей, в том числе с развитием избыточной МТ у детей, находящихся на грудном вскармливании.
Таблица 1. Уровень белка в грудном молоке в первые 3 мес лактации в группах детей с разной прибавкой массы тела
Таблица 2. Уровень жира в грудном молоке в первые 3 мес лактации в группах детей с разной прибавкой массы тела
Рис. 3. Уровень грелина в грудном молоке в первые 3 мес лактации в зависимости от прибавки массы тела детей, нг/мл (M±SD)
Рис. 4. Уровень лептина в грудном молоке в первые 3 мес лактации в зависимости от прибавки массы тела детей, нг/мл (M±SD)
Рис. 5. Уровень адипонектина в грудном молоке в первые 3 мес лактации в зависимости от прибавки массы тела детей, нг/мл (M±SD)
Литература
1. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище. Руководство Р 4.1.1672-2003. - М.: Минздрав России, 2004. - 240 с.
2. Bouret S.G. // Forum Nutr. - 2010. - Vol. 63. - P. 84-93.
3. Bouret S.G., Simerly R.B. // Endocrinology. - 2004. - Vol. 145, N 6. - P. 2621-2626.
4. Casabiell X., Pineiro V., Tome M. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 1997. - Vol. 82, N 12. - P. 4270-4273.
5. Chiesa C., Poggiogalle E., Pascone R. et al. 42nd European Society for Paediatric Gastroenterology Hepatology and Nutrition. - Budapest, 3-6 June 2009. - P. 67.
6. Darnton-Hill I., Kennedy E., Cogill B. et al. // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. - 2006. - Vol. 43. - P. S34-S65.
7. Doneray H., Orbak Z., Yildiz L. // Acta Paediatr. - 2009. - Vol. 98, N 4. - P. 643-647.
8. Food and nutrition policy for schools // Programme for Nutrition and food Security WHO regional office for Europe. - Copenhagen, 2006. - 66 p.
9. Hainerova I.A., Lebl J. // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. - 2010. - Vol. 51. - Р. S123-S124.
10. Heinig M.J., Nommsen L.A., Peerson J.M. et al. // Am. J. Clin. Nutr. - 1993. - Vol. 58. - P. 152-161.
11. Liguori S., Petrucci E., Lupica M. et al. 42nd European Society for Paediatric Gastroenterology Hepatology and Nutrition. - Budapest, 3-6 June 2009. - P .66.
12. Madsen A.L., Andersen K.T., Larnkjar A. et al. The power of programming. International conference on developmental original of health and disease. 6-8 May, 2010. - Munich, 2010. - P. 76.
13. Mantzoros C.S., Rifas-Shiman S.L., Williams C.J. et al. // Pediatrics. - 2009. - Vol. 123, N 2. - P. 682-689.
14. Miralles O., Sanchez J., Palou A. et al. // Obesity. - 2006. - Vol. 14, N 8. - P. 1371-1377.
15. Munsch S., Benlinger C. Obesity and Binge Eating Disorders / Ed. A.G. Karger. - Basel, 2005. - 222 p.
16. Report on Overweight and obesity in European children and adolescents: causes and consequences - prevention and treatment. ILSI Europe Overweight and Obesity in Children Task Force / Ed. Kevin Yates. - 2000. - 26 p.
17. Rolland-Cachera M.F., Deheeger M., Guilloud-Bataille M. et al. // Ann. Hum. Biol. - 1987. - Vol. 14, N 3. - P. 219-229.
18. Savino F., Liguori S., Fissore M. et al. // Int. J. Pediatr. Endocrinol. - 2009. - N 3. - P. 1-8.
19. Savino F., Liguori S.A., Fissore M.F. et al. // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. - 2005. - Vol. 41, N 5. - P. 653-659.
20. Savino F., Nanni G.E., Maccario S. et al. // Ann. Nutr. Metab. - 2005. - Vol. 49, N 2. - P. 83-87.
21. Shilina N., Kon I.A, Gmoshinskaya M.V. et al. Early nutrition programming and health outcomes in later life: Obesity and Beyond. Pre-congress satellite meeting of 15th ECO. - Budapest, 2007. - Р. 37.
22. Singhal A. // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. - 2010. - Vol. 51. - P. S119-S120.
23. Socha P., Grote V., Gruszfeld D. et al. The power of programming. International conference on developmental original of health and disease. 6-8 May 2010. - Munich, 2010. - P. 2 4 .
24. Uysal F.K., Onal E.E., Aral B. et al. // Clin. Nutr. - 2002. - Vol. 21, N 2. - P. 157-160.
25. Van De Kamer J.H., Bokkel Hunink H., Weyer H.A. // J. Biol. Chem. - 1949. - Vol. 177. - P. 347-355.
26. Weyermann M., Brenner H., Rothenbacher D. // Epidemiology. - 2007. - Vol. 18, N 6. - P. 722-729.