Polscy badacze zidentyfikowali nowe markery wykrywania tak zwanej wczesnej otyłości. Proponowana przez nich metoda może nie tylko poszerzyć wiedzę na temat tej choroby i jej powikłań, ale też umożliwi odpowiednio wczesne wykrywanie związanych z otyłością zmian.

Wczesne wykrywanie zmian wynikających z otyłości stanowi bardzo trudny obszar diagnostyki. Obecnie stosowane markery i mierniki, takie jak wskaźnik masy ciała (BMI), często nie pozwalają na realistyczną ocenę stanu pacjenta, bo nie śledzą na bieżąco patologii na poziomie ogólnoustrojowym, tkankowym i komórkowym.

Zespół dr hab. inż. Magdaleny Szczerbowskiej-Boruchowskiej z Katedry Fizyki Medycznej i Biofizyki Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie oraz dr hab. n. med. Agaty Ziomber-Lisiak z Katedry Patofizjologii Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum postanowił poszukać zupełnie nowych, solidniejszych markerów diagnostycznych. Metodą, którą badacze postanowili przetestować, była analiza stężeń pierwiastków chemicznych w tkankach organizmu, w szczególności pierwiastków śladowych. Wyniki prac opisali w czasopismach „Biochimica et Biophysica Acta” oraz „International Journal of Molecular Sciences”.

– Pierwiastki śladowe pełnią szereg istotnych ról w procesach związanych z właściwym funkcjonowaniem organizmu. Biorą udział w przebiegu licznych procesów tkankowych: pełnią role budulcowe, uczestniczą w reakcjach enzymatycznych, metabolizmie energetycznym czy przewodnictwie impulsów elektrycznych. Choć ze względu na swą złożoność mechanizm biochemiczny rozwoju otyłości nie jest w pełni poznany, wiadomo, że jako proces patologiczny upośledza on prawidłowe funkcjonowanie tkanek, w co zaangażowane są właśnie pierwiastki śladowe. Wcześniejsze badania wskazywały już na pewne anomalie dotyczące ich poziomów w surowicy krwi i we włosach osób otyłych – wyjaśnia dr hab. Magdalena Szczerbowska-Boruchowska.

ZAWODNOŚĆ INNYCH MARKERÓW

Dr hab. Agata Ziomber-Lisiak dodaje, że aktualnie lekarze także dysponują kilkoma markerami, na podstawie których próbują diagnozować wczesne etapy choroby otyłościowej – to między innymi wysokie stężenie triglicerydów i niskie HDL, nadciśnienie tętnicze i podwyższony poziom glukozy w osoczu. Jednak wszystkie one, tak samo jak popularny wskaźnik BMI, są bardzo zawodne, ponieważ istnieje grupa osób chorych na otyłość, które są „zdrowe metabolicznie”, czyli wymienione wskaźniki mieszczą się u nich w granicach normy. Autorki omawianej publikacji podkreślają, że wbrew pozorom nie jest to do końca korzystna sytuacja – pacjenci ci wprawdzie rzadziej niż typowi otyli z klasycznymi powikłaniami swojej choroby cierpią na zaburzenia metaboliczne, insulinooporność i cukrzycę typu drugiego, ale grupa ta charakteryzuje się większą śmiertelnością, głównie z powodu powikłań sercowo-naczyniowych, niż populacja ogólna.

– Przyczyny tego zjawiska jak dotąd nie zostały dokładnie wyjaśnione, co sugeruje, że nie poznaliśmy jeszcze wszystkich możliwych zaburzeń i konsekwencji nadmiernego otłuszczenia ciała oraz że za pomocą tych standardowych markerów nie można wykryć wszystkich patologii związanych z nadmiarem tkanki tłuszczowej – wyjaśnia dr Ziomber-Lisiak.

RENTGENOWSKA ANALIZA FLUORESCENCYJNA

Badacze wykorzystali narzędzia analityczne oparte na rentgenowskiej analizie fluorescencyjnej, aby monitorować zachodzące wraz z rozwojem otyłości zmiany pierwiastków śladowych w tkankach szczurów. Ich celem było zidentyfikowanie markerów wczesnego stadium otyłości wśród mniej standardowych „kandydatów”, czyli właśnie pierwiastków chemicznych.

– Podział na wczesną i późną otyłość został przez nas wprowadzony w oparciu o czas podawania badanym zwierzętom diety wysoko kalorycznej (HCD); w piśmiennictwie nie ma jednoznacznie określonej tej granicy. W naszym doświadczeniu czas podawania takiej diety był relatywnie krótki, wynosił siedem i pół tygodnia. Po tym czasie stwierdziliśmy znamienną statystycznie różnicę w przyroście masy ciała, zwłaszcza tkanki tłuszczowej, w porównaniu z grupą kontrolną, co pozwoliło nam stwierdzić otyłość – podsumowuje badaczka z Krakowa.

Jak podkreśla specjalistka, trudno porównywać etapy otyłości u szczurów i ludzi, choćby ze względu na różny średni czas życia, jednak można założyć, że im krótszy czas podawania diety HCD, tym wcześniejszy etap choroby.

NAJISTOTNIEJSZY JEST RUBID

Naukowcy określali różnice koncentracji pierwiastków w tkankach pomiędzy zwierzętami otyłymi i nieotyłymi, a następnie wskazywali, które parametry przyczyniają się do rozróżnienia na wspomniane dwie grupy. Ostatecznie wyłonili potas, żelazo, brom i rubid jako potencjalne chemiczne markery otyłości. Kolejny etap analiz pokazał, że największe różnice między zdrowymi i chorymi osobnikami występują w przypadku rubidu.

Badaczki tłumaczą, że najpierw należało wyeliminować potencjalny wpływ diety, a nie samej otyłości, na różnice w składzie pierwiastkowym tkanek zwierząt chorych i zdrowych. W tym celu analizie poddano ich karmę i określono, ile poszczególnych pierwiastków gryzonie przyswoiły z pokarmem. Uzyskane rezultaty nie potwierdziły zależności pomiędzy ilością pobranego pierwiastka wraz z karmą a jego koncentracją w tkankach (wyjątek stanowił tylko potas).

– Stwierdziliśmy, zatem, że obserwowane zmiany w poziomach pierwiastków w tkankach w procesie otyłości są przejawem bardziej złożonych procesów metabolicznych aniżeli tylko prostym odzwierciedleniem ilości spożytego pierwiastka – podkreśla dr Szczerbowska-Boruchowska.

Jeśli chodzi o sam rubid, jego stężenie było znacząco wyższe u wszystkich osobników z grupy zwierząt otyłych w porównaniu do tych bez otyłości, co dowodzi, że wspomniany pierwiastek ma największą moc diagnostyczną spośród wszystkich badanych.

DLACZEGO BMI NIE DZIAŁA?

Dr Ziomber-Lisiak tłumaczy też, dlaczego powszechnie stosowany w dietetyce i medycynie wskaźnik BMI nie jest optymalną metodą oceny ilości tkanki tłuszczowej u danej osoby.

– Metoda ta ma swoje ograniczenia, na przykład nie stosuje się jej u dzieci ze względu na inne proporcje ciała. Czasami może zafałszować skład ciała pacjenta, na przykład u osoby mocno zbudowanej, z dużą ilością tkanki mięśniowej, gdyż mięśnie dużo ważą. Poza tym BMI nie mówi nam nic o rozmieszczeniu tłuszczu w organizmie, a wiemy przecież, że najbardziej niebezpieczna dla zdrowia jest lokalizacja trzewna, czyli otyłość brzuszna – przestrzega,

ALTERNATYWY

Zdecydowanie lepszą metodą oceny ilości trzewnej tkanki tłuszczowej byłaby analiza za pomocą badań obrazowych, takich jak tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny czy DEXA, jednak ze względu na czas i koszty nie są to procedury powszechnie stosowane, dlatego tak ważne jest znajdowanie nowych metod identyfikacji osób, u których otłuszczenie ciała jest szczególnie groźne.

Jak podsumowują badaczki z Krakowa, głównym celem ich badania było poszerzenie wiedzy na temat patogenezy otyłości i jej powikłań, co może przyczynić się do ich szybszego i łatwiejszego wykrywania.

PAP/kł