Ожирение у детей является одной из самых серьезных медико-социальных проблем XXI в. Показатели детского и подросткового ожирения во всем мире увеличились с менее чем 1% в 1975 г. до 6% среди девочек и почти 8% среди мальчиков в 2016 г. [1]. Ожирение и предшествующее его развитию накопление избыточной массы тела у ребенка ведут к развитию различных морфофункциональных нарушений развивающегося организма. Проблема ранней диагностики избыточной массы тела, формирования групп риска развития ожирения является актуальной. Основной диагностический критерий избыточной массы в практике врачей-педиатров – индекс массы тела (ИМТ) [2, 3]. Использование единых подходов к оценке физического развития у детей и подростков врачами-педиатрами и детскими эндокринологами способствует своевременному выявлению отклонений [4, 5]. Однако до настоящего времени в повседневной практике не все врачи-педиатры проводят оценку ИМТ и самостоятельно выставляют диагноз «ожирение». Это приводит к несвоевременному направлению детей на консультацию к эндокринологу и прогрессированию избыточной массы тела [5, 6]. Между тем понимание причин формирования ожирения у детей и подростков требует как интерпретации взаимосвязи между уже известными факторами, так и поиска новых механизмов патогенеза. Они не ограничиваются влиянием поведенческих детерминант (неправильное питание, гиподинамия), генетическими и другими факторами [7]. Определенную роль в нарушении массы тела у детей играет нарушение регуляторных механизмов [8].

Ключевым регулятором многих функций, в том числе – метаболизма и пищевого поведения, является гипоталамус, продуцирующий комплекс регуляторных пептидов [9, 10]. В сложной иерархии регуляторов массы тела в последние годы привлекает внимание несфатин-1 – полипептид, открытый только в 2006 г., поэтому активно изучаемый исследователями. Он обладает плейотропной активностью, в частности, показано его участие в регуляции метаболизма липидов и глюкозы, функций желудочно-кишечного тракта, периферической и центральной нервной системы, отмечена связь несфатина с сердечно-сосудистыми заболеваниями [11–14]. Однако большинство проведенных в мире исследований рассматривают «взрослую популяцию» с ожирением или с патологией, которая не встречается у детей и подростков (гестационный диабет и др.). Учитывая вышеизложенное, определение роли несфатина-1 в развитии ожирения у детей следует считать актуальным вопросом.

Определение взаимосвязи уровня сывороточного несфатина-1 с нарушениями липидного обмена у детей школьного возраста с избыточной массой тела и ожирением.

Дизайн исследования

Проведено обсервационно-аналитическое сравнительное исследование по типу «случай-контроль».

Критерии соответствия

Критерии включения в основную группу «случай»: учащиеся общеобразовательных школ в возрасте от 9 до 15 лет включительно, с диагнозом избыточной массы тела или ожирения.

Критерии исключения: сопутствующая эндокринная патология, сахарный диабет, наличие инсулинорезистентности, гормональная терапия.

Критерии включения в группу «контроль»: возраст от 9 до 15 лет включительно, дети на момент обследования практически здоровые (по заключению врача-педиатра центра здоровья).

Условия проведения

Исследование проведено на базе муниципального автономного учреждения города Екатеринбурга «Городская поликлиника №13», центр здоровья для детей. Лабораторные исследования выполнены в центральной научно-исследовательской лаборатории ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России, отделе общей патологии.

Продолжительность исследования

Исследование проведено в период с октября 2018 по февраль 2019 гг. Набор детей в контрольную группу осуществлялся в этот же период после прохождения ими обследования в центре здоровья и заключения врача-педиатра.

Описание медицинского вмешательства

Проводилось измерение соматометрических показателей – роста, массы тела по стандартной методике. Дополнительно определяли компонентный состав тела путем биоимпедансометрии. Измеряли абсолютные значения жировой массы (ЖМ), активной клеточной массы (АКМ), основного обмена веществ и общей жидкости в организме. Оценивали процентное содержание жира в организме (%ЖМ) и процентную долю активной клеточной массы в безжировой массе (%АКМ). Забор крови проводился в утренние часы. Биохимический анализ крови включал определение следующих параметров: общего холестерина (ОХ), холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС-ЛПВП) и холестерина липопротеидов низкой плотности (ХС-ЛПНВ), аполипопротеинов А1 и В (апоА-1, апоВ), глюкозы, несфатина-1.

Сбор жалоб и анамнестических данных осуществлялся непосредственно от пациентов и их родителей. В анамнезе детализировались жалобы, возраст появления избыточной массы тела, повышенный аппетит, наличие эпизодов повышения артериального давления.

Основной исход исследования

Уровень несфатина-1 в сыворотке крови в группе детей с ожирением в сравнении со здоровыми детьми. Установление взаимосвязи концентрации несфатина-1 с антропометрическими показателями и параметрами липидного обмена.

Дополнительные исходы исследования

Процентное содержание жировой и активной клеточной массы тела, значения показателей липидного обмена у детей школьного возраста в зависимости от статуса питания.

Анализ в подгруппах

Дети основной группы были разделены на две подгруппы с избыточной массой тела и ожирением.

Также из основной группы детей была выделена подгруппа детей с низким уровнем концентрации несфатина-1.

Методы регистрации исходов

Концентрацию несфатина-1 в сыворотке определяли методом конкурентного иммуноферментного анализа (Ray Bio Human Nesfatin Enzyme Immunoassay Kit). Содержание несфатина-1 в сыворотке крови 1,0 нг/мл и менее рассматривали как низкий уровень концентрации. Определение общего холестерина проводили ферментативным методом (CHOD-PAP), ХС-ЛПВП и ХС_ЛПНП – прямым методом без осаждения на анализаторе Sapphire ТМ 400 (Hirose Electronic System) в автоматическом режиме. Определение апоА-1 и апоB выполняли иммунотурбидиметрическим методом, учет реакции осуществляли с помощью спектрофотометра Multiskan GO (Thermo Scientific). Использованы тест-системы DiaSys (Германия).

На основании антропометрических показателей рассчитывали индекс массы тела (ИМТ), который определяется как отношение массы тела ребенка в килограммах к росту в метрах, возведенному в квадрат [2]. Физическое развитие оценивали на основании норм роста с помощью программного средства ВОЗ AnthroPlus (5–19 лет) для персональных компьютеров по общепринятой методике. Диагноз «ожирение» устанавливали в соответствии с критерием ВОЗ [2, 15] при значении ИМТ, превышающем средний показатель для данного возраста и пола более чем на два стандартных отклонения (SDS), «избыточная масса тела» – соответственно при значении ИМТ от+1SDS до +2SDS. %ЖМ и %АКМ в организме измеряли на анализаторе импедансного состава тела – комплекс КМ-АР-01, комплектация «ДИАМАНТ-АИСТ» (v.11.05, прибор №178079).

Этическая экспертиза

Исследование одобрено локальным этическим комитетом Уральского государственного медицинского университета (протокол №8 от 19.10.2018). Все участники исследования или их законные представители подписывали информированное согласие на участие в исследовании и на обработку персональных данных.

Статистический анализ

Принципы расчета размера выборки. Размер выборки предварительно не рассчитывался.

Методы статистического анализа данных. Полученные данные обрабатывали с помощью пакета статистических программ Statistica версии 10.0 for Windows (StatSoft Inc., США). При нормальном распределении (холестерин и его фракции) данные представлены как среднее значение и стандартное отклонение (М±δ). При описании данных, распределение, которых отличалось от нормального (аполипопротеины и несфатин-1), рассчитывали медиану (Ме) и доверительный интервал (ДИ); рассчитывали коэффициент корреляции Спирмена (r). Достоверность различий значений признаков между группами определялась с использованием F-критерия Фишера, различия считались статистически значимыми при р<0,05.

Объекты (участники) исследования

В исследование включены 53 ребенка с избыточной массой тела и ожирением, средний возраст 11,9 (10; 14) года, мальчики (64%), сформировавших основную группу. В контрольную группу включены 31 практически здоровый ребенок с нормальной массой тела в возрасте 11 (10; 13) лет, мальчики (58%). Статистически значимых различий по возрасту и полу не обнаружено (р=0,319).

Из основной группы детей дополнительно была выделена подгруппа из 26 человек (49%) с низким уровнем концентрации несфатина-1 в сыворотке крови –1,0 нг/мл и менее.

Согласно проведенному статистическому анализу, в основной группе избыточная масса тела зарегистрирована в 39,6%, ожирение – в 60,4% случаев. Значения SDS ИМТ в группе с ожирением – 2,81 (2,2; 3,1), с избыточной массой тела – 1,64 (1,4; 1,8), в группе контроля – 0,3 (-0,3; 0,7). Группы статистически значимо различаются (критерий сравнения долей р<0,001).

Длительность заболевания, наличия избыточной массы тела от 1 до 3 лет была у 15 (28%) детей основной группы, от 3 до 5 лет – у 28 (53%), более 5 лет – у 10 (19%). Жалобы на увеличение массы тела предъявляли 22 (41%) ребенка, повышенный аппетит (большие объемы порций, частые приемы пищи) – 32 (60%) пациента, периодическое повышение АД у ребенка отмечали 8 (15%) родителей.

Основные результаты исследования

Уровень несфатина-1 в сыворотке крови детей с ожирением был статистически значимо ниже, чем в контрольной группе: медиана значения в основной группе – 1,0 нг/мл (доверительный интервал (ДИ) 0,1; 12,7), в контроле 11,0 нг/мл (ДИ 6,7; 21,0), р<0,01. В группе детей с ожирением при нормальных показателях липидного обмена концентрация сывороточного несфатина-1 была снижена до 1,96 нг/мл (ДИ 0,8; 12,7), тогда как при ожирении в сочетании с дислипидемией – 0,41 нг/мл (ДИ 0,1;1,3), р<0,001.

На основании оценки взаимосвязи несфатина-1 с особенностями липидного обмена в подгруппе детей с уровнем концентрации полипептида в сыворотке крови 1,0 нг/мл и менее установлено, что снижение данного показателя сопряжено с «неблагоприятными» изменениями липидного профиля – снижением ХС-ЛПВП и повышением ХС-ЛПНП, общего холестерина (табл. 1). Была выявлена положительная взаимосвязь между уровнем несфатина в сыворотке и %АКМ (r=0,45) и отрицательная корреляция с %ЖМ (r=-0,39), ИМТ (r=-0,42) р<0,01. Также этот показатель отрицательно коррелирует с повышенным аппетитом (r=-0,42), р<0,01.

Таблица 1. Взаимосвязь несфатина-1 и показателей липидного обмена у детей с ожирением

Примечание. ИМТ – индекс массы тела; ХС ЛПВП/ЛПНП – холестерин липопротеидов высокой/низкой плотности; апоА-1 – аполипопротеин А1; апоВ – аполипопротеин В; r – коэффициент корреляции Спирмена; р – достоверность коэффициента корреляции.

При оценке уровня несфатина у 4 пациентов из основной группы с жалобами на периодические подъемы АД было установлено повышение уровня несфатина до 25,12±2,5 нг/мл, что существенно выше, чем у пациентов, не отметивших у себя данных жалоб, р<0,001.

Дополнительные результаты исследования

В предварительном исследовании [16] нами было показано отсутствие значимых половозрастных различий в исследуемых группах: школьники с избыточной массой тела имели более высокие показатели массы тела, ИМТ. С возрастом во всех группах установлен рост ИМТ и абсолютных значений компонентов состава тела (жировой, активной клеточной и безжировой массы тела). Вместе с тем у детей с избыточной массой тела установлено статистически значимое увеличение процентного содержания жира в организме: в группе с ожирением – до 33% (30; 41), с избыточной массой тела – до 25% (21; 28) против 18% (13; 21) в группе контроля (р<0,001). Данные изменения регистрировались на фоне снижения доли активной клеточной массы у детей с ожирением – 43% (41; 45) и избыточной массой тела – 48% (45; 49) против 54% (51; 56) в группе с нормальной массой тела (р<0,001).

Оценка взаимосвязи внутри групп показала наличие прямой сильной корреляции между ИМТ и %ЖМ (r=0,80 в основной группе и r=0,78 в контрольной, р<0,001) и обратной корреляции между %АКМ и ИМТ (r=-0,49 и r=-0,45 соответственно, р<0,001). Также установлена обратная взаимосвязь между процентным содержанием ЖМ и АКМ (r=-0,90 и r=-0,77 соответственно, р<0,001).

Изученные параметры липидного обмена у детей основной группы не отличались от показателей контрольной группы (табл. 2). При этом у 24% школьников с ожирением концентрация ОХ была повышена до уровня >4,55 ммоль/л. Несмотря на то что в целом в данной группе концентрации ОХ и ХС-ЛПНП находились в пределах референсных значений, отмечена тенденция к увеличению значений показателей в сравнении с таковыми у практически здоровых детей. Вместе с тем уровни ХС-ЛПВП характеризовались снижением по сравнению с контрольной группой, что указывает на развитие дислипидемии (табл. 3).

Таблица 2. Характеристика липидного обмена у детей 9–15 лет (М±δ)

Примечание. М – среднее значение; δ – стандартное отклонение от среднего; SDS ИМТ – оценка стандартного отклонения индекса массы тела; % ЖМ – доля жировой массы тела; ХС ЛПВП/ЛПНП – холестерин липопротеидов высокой/низкой плотности. *различия статистически значимы при сравнении исследуемых групп.

Таблица 3. Содержание аполипопротеинов и несфатина у детей 9–15 лет (Ме, ДИ)

Примечание. Ме – медиана; ДИ – доверительный интервал; *различия статистически значимы при сравнении исследуемых групп.

Нежелательные явления

Нежелательные явления отсутствовали.

Резюме основного результата исследования

В исследовании показано, что у детей школьного возраста с ожирением зарегистрированный сывороточный уровень несфатина-1 был значимо ниже, чем у детей с нормальной массой тела, особенно выраженное снижение установлено при наличии дислипидемии. Уровень несфатина-1 отрицательно коррелировал с ИМТ, содержанием жира в организме (%ЖМ). Отмеченное повышение аппетита может быть связано как со снижением доли АКМ, так и с низким уровнем несфатина-1 в сыворотке крови у детей с ожирением.

Обсуждение основного результата исследования

Несфатин-1 относится к недавно открытым нейропептидам. Он продуцируется нейронами ядер гипоталамуса, нейроэндокринными клетками желудочно-кишечного тракта, адипоцитами и в меньшей степени – другими видами клеток. Основные свойства несфатина-1 связывают с его анорексигенным эффектом, регуляцией пищевого поведения. Установлено его выраженное воздействие на формирование массы тела, также он влияет на моторику желудочно-кишечного тракта, участвует в регуляции углеводного и энергетического обменов, репродуктивных функций [17, 18, 19]. Недостаточная выработка несфатина-1 в организме приводит к увеличению аппетита, учащению эпизодов голода, увеличению жировых отложений и массы тела, невозможности «чувствовать насыщение» [10, 19, 20]. Полученные нами данные о взаимосвязи уровня несфатина-1 с развитием ожирения, изменениями липидного обмена и увеличением жировой компоненты тела в целом соответствуют установленным ранее фактам.

Согласно данным исследований, проведенных на детской популяции, у детей с ожирением регистрировались низкие уровни несфатина-1, также отмечалась возможная важная роль в регуляции потребления пищи [10, 12, 21] в связи с тем, что его продукция увеличивается в ответ на потребление пищи, богатой жиром. В исследовании Kim S.H. и соавт. [12] была отмечена отрицательная корреляция несфатина с хронологическим возрастом.

По данным настоящего исследования, концентрация несфатина-1 в сыворотке была статистически значимо ниже у детей с ожирением и избыточной массой тела, чем в группе с нормальной массой тела (р<0,001). Установленная отрицательная взаимосвязь между уровнем несфатина-1 и ИМТ подтверждена в других исследованиях, проведенных у детей и подростков [10, 12, 21]. В нашем исследовании показано, что уровень несфатина-1 был существенно снижен у детей с дислипидемией и ожирением. Наличие отрицательной взаимосвязи между уровнем несфатина и показателями липидного обмена, долей жировой массы тела в организме указывает на важную роль этого пептида в формировании увеличенного объема жировой ткани у детей и подростков.

Роль несфатина в регуляции потребления пищи подтверждена в многочисленных исследованиях [18–24]. A. Anik и соавт. [10] не обнаружили взаимосвязи между уровнями несфатина-1 в сыворотке натощак и после приема пищи, а также предположили отсутствие кратковременного эффекта несфатина-1 в регуляции потребления пищи. Оценка взаимосвязи уровня несфатина-1 с состоянием аппетита у детей с ожирением в нашем исследовании показала наличие отрицательной корреляции между концентрацией несфатина в сыворотке крови и повышенным аппетитом (по субъективной оценке, при сборе жалоб). Вместе с тем чувство голода и увеличение аппетита может быть обусловлено не только низким уровнем несфатина, но и недостаточным уровнем активной клеточной массы (%АКМ) у детей с ожирением [25]. Полученные результаты могут указывать не только на влияние несфатина-1 на антропометрические показатели и компонентный состав тела, но и на его роль в регуляции пищевого поведения и аппетита. Необходимы дополнительные исследования, позволяющие установить роль несфатина-1 в регуляции аппетита в детской популяции.

Разумеется, роль несфатина в развитии ожирения реализуется не только через воздействие на липидный обмен, но и на углеводный [10, 12, 19, 21, 26]. В ранее проведенных исследованиях оценивались взаимосвязи несфатина-1 с уровнем глюкозы, инсулина, индексом инсулинорезистентности у детей. Статистически значимой разницы при сравнении уровней несфатина-1 среди пациентов с ожирением в отношении наличия резистентности к инсулину обнаружено не было [12, 21]. В нашем исследовании проводилось определение только уровня глюкозы. Анализ зависимости содержания несфатина в сыворотке от уровня глюкозы у детей с ожирением показал наличие средней силы прямой корреляционной связи. Однако полученные нами данные неоднозначны и требуют уточнения при проведении дальнейших расширенных исследований для установления роли несфатина-1 в метаболизме глюкозы у детей с ожирением.

В нескольких работах [23, 27, 28] показано значение несфатина в патогенезе нарушений функций сердечно-сосудистой системы, устойчивости к стрессу, развитии депрессии во взрослой популяции. О.Н. Ковалева и соавт. [26] обнаружили, что уровень несфатина-1 в сыворотке здоровых взрослых был значимо ниже, чем у пациентов с гипертонической болезнью. При анализе уровней несфатина-1 у пациентов с избыточной массой и ожирением нами было выявлено значительное повышение концентрации несфатина (до 25,1 нг/мл) в группе детей с жалобами на периодическое повышение АД. На момент проведения исследования ни один из этих пациентов не имел установленного диагноза артериальной гипертензии. Ввиду незначительного числа таких детей мы не можем сделать вывод о взаимосвязи повышения АД с уровнем несфатина-1 в сыворотке крови. Также обращает внимание, что не у всех школьников, отметивших периодические подъемы АД, были зарегистрированы аномальные уровни несфатина-1. Установленные на взрослой популяции взаимосвязи уровня несфатина-1, ожирения и повышения артериального давления в педиатрической практике изучены недостаточно [21].

При наличии плейотропных эффектов авторы считают клинически наиболее значимым участие несфатина-1 в развитии метаболического синдрома, включающего в себя прежде всего ожирение, нарушения липидного обмена и артериальную гипертензию [17, 26, 29].

Также часть исследователей рассматривают несфатин-1 как потенциальный препарат в фармакотерапии ожирения [19, 22].

Резюме дополнительного результата исследования

Анализ результатов биоимпедансометрии у школьников показал, что у детей с избыточной массой тела и ожирением компонентный состав тела характеризуется увеличением доли жировой массы тела на фоне снижения активной клеточной массы. Установлено наличие прямо пропорциональной зависимости между ИМТ и %ЖМ. Показатели липидного обмена у детей с ожирением существенно не отличались от нормальных значений, однако в данной группе пациентов выявлены признаки дислипидемии. Концентрация переносчиков ХС-ЛПВП – апоА-1 снижалась, а содержание переносчика ХС-ЛПНП – апоВ увеличивалась.

Обсуждение дополнительного результата исследования

Проведение биоимпедансного анализа тканевых компонентов по их процентному содержанию в организме позволило исключить влияние существенной разницы в массе тела в возрастных группах. Установленная взаимосвязь между значениями ИМТ и %ЖМ подтверждает информативность определения процентного содержания жира в качестве дополнительного критерия диагностики ожирения у детей и подростков.

В детском возрасте ожирение в основном обусловлено избыточным уровнем поступления калорий в сочетании с низким уровнем физической активности [2–6, 30]. Перераспределение компонентного состава тела у детей и подростков с ожирением приводит к повышению процентного содержания ЖМ и снижению доли АКМ. Показатель %АКМ дает интегральную оценку как уровня метаболической активности организма, являясь значимой характеристикой интенсивности обменных процессов, так и позволяет судить об уровне двигательной активности [31]. Использование биоимпедансометрии в качестве дополнительного метода диагностики ожирения у детей рекомендовано Федеральными клиническими рекомендациями [2] и является целесообразным для детальной оценки компонентного состава тела, степени развития мускулатуры и мониторинга показателей в динамике [3, 5].

Несмотря на относительно небольшую длительность заболевания, у четверти школьников с ожирением установлены патологические изменения липидного профиля. Появление признаков дислипидемии является основой для дальнейшего формирования осложнений и коморбидной патологии. Исследование липидного обмена должно проводиться всем детям с ожирением в процессе обследования и лечения на этапе первичного звена здравоохранения [2, 3]. Это позволит комплексно подходить к профилактике и лечению избыточной массы тела, а также своевременно выявлять метаболические нарушения.

Ограничения исследования

Исследование имеет ряд ограничений, связанных с формированием выборки: небольшой размер выборки и возрастные ограничения. При формировании выборки в исследование не попали дети младше 9 и старше 15 лет, что не позволяет получить полноценное представление о распределении концентрации изученного полипептида и экстраполировать полученные результаты на всю популяцию детей. Проведение биоимпедансометрии в детском возрасте имеет ряд ограничений, обусловленных отсутствием нормативных показателей для детей и подростков [5, 31].

Роль несфатина в регуляции аппетита, метаболизма липидов и глюкозы, а также его воздействие на формирование массы тела были неоднократно показаны в исследованиях. Немногочисленные исследования, проводимые на детской популяции, свидетельствуют о наличии ассоциаций между уровнем несфатина-1 и ИМТ, отмечалась возможная важная роль в регуляции потребления пищи и участии полипептида в регуляции углеводного обмена. Вместе с тем до настоящего времени не определены референсные интервалы несфатина у детей. Малоизучены роль несфатина в регуляции аппетита у детей, а также его взаимосвязи при ожирении и повышении артериального давления в детском возрасте.

Нами установлены уровни концентрации несфатина у детей с ожирением и нормальной массой тела. Выявленные нарушения липидного обмена коррелируют с выраженным снижением уровня несфатина-1 при ожирении в детском возрасте. В то же время у детей с избыточной массой тела показатели липидного обмена не были изменены, а содержание несфатина-1 снижено, но в меньшей степени, чем при ожирении. Получены данные об отрицательной взаимосвязи концентрации несфатина-1 в сыворотке с ИМТ, долей жировой массы и аппетитом. Отмеченное повышение аппетита может быть связано как со снижением доли АКМ, так и с низким уровнем несфатина-1 в сыворотке крови у детей с ожирением. Это дает основание полагать, что наряду с известной ключевой ролью несфатина в регуляции пищевого поведения и аппетита он также влияет на антропометрические показатели у детей, прежде всего связанные с накоплением избыточной жировой массы и может рассматриваться как потенциальный маркер развития ожирения у детей. Приведены сведения об аномально высоких уровнях несфатина у детей с ожирением и жалобами на повышения АД, однако обнаруженные изменения требуют дальнейшего подтверждения с увеличением числа обследуемых. Полученные нами результаты обосновывают необходимость дальнейшего исследования с целью уточнения референсных интервалов концентрации несфатина-1 у детей, определения прогностического значения данного параметра при ожирении на выборках большего размера.

Источник финансирования. Подготовка и публикация рукописи проведены на личные средства авторского коллектива.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов. Базарный В.В. – концепция исследования, написание текста; Ануфриева Е.В. – дизайн исследования, сбор и анализ полученных данных, написание текста; Максимова А.Ю. – обработка материала, анализ полученных данных; Полушина Л.Г. – обработка материала; Ковтун О.П. – концепция исследования, написание текста. Все авторы внесли значимый вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию статьи перед публикацией.