Медико-генетические аспекты физического развития детей школьного возраста Шакирова Алсу Тауфиковна

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Обзор литературы 10

1.1 Состояние физического развития современных детей и подростков и последствия его нарушения 10

1.2. Факторы, влияющие на физическое развитие детей и подростков 13

1.2.1. Влияние пищевого поведения и образа жизни на физическое развитие детей и подростков 15

1.2.2. Влияние генетических факторов на формирование физического развития детей и подростков 19

ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 27

ГЛАВА 3. Клиническая характеристика обследованных детей

3.1. Антропометрические показатели школьников с различными параметрами физического развития 38

3.2. Компонентный состав тела школьников с различными параметрами физического развития 43

3.3 Сопоставление полученных данных с центильными таблицами 56

3.4. Распределение подкожно-жировой клетчатки 61

3.5. Лабораторные данные 64

3.6. Функциональные показатели 67

3.7. Влияние анамнестических факторов на физическое развитие детей школьного возраста 68

ГЛАВА 4. Анализ основных средовых факторов, влияющих на физическое развитие детей школьного возраста 76

4.1. Пищевое поведение школьников 76

4.2. Физическая активность и социализация детей с различными параметрами физического развития 93

ГЛАВА 5. Генетические факторы, влияющие на физическое развитие школьников 100

5.1. Распределение частот генотипов и аллелей генов, влияющих на обмен жиров и углеводов

5.2. Взаимосвязь полиморфизмов генов с анамнестическими и лабораторными данными 104

5.3. Комплексный анализ по нескольким полиморфизмам генов 106

5.4. Сопоставление генетических данных с внешними факторами риска развития ожирения 111

5.5. Прогнозирование риска развития избыточной массы тела на основе молекулярно-генетического анализа у детей 114

Заключение 117

Выводы 128

Список сокращений 131

Список литературы 133

• Факторы, влияющие на физическое развитие детей и подростков
• Компонентный состав тела школьников с различными параметрами физического развития
• Физическая активность и социализация детей с различными параметрами физического развития
• Сопоставление генетических данных с внешними факторами риска развития ожирения

Введение к работе

Актуальность проблемы

На современном этапе развития общества оценка различных критериев состояния здоровья детей не теряет своей актуальности. Основу здоровья детей составляет физическое развитие, которое одним из первых реагирует на воздействие различных неблагоприятных факторов.

При нарушении физического развития нередко детям и подросткам затруднительно выполнять в полном объеме свои основные социальные и биологические функции на данном этапе жизни – учебу, профессиональное обучение и труд, подготовку к службе в армии, реализацию репродуктивной функции (Сидорова И.Ю., 2010; Пуршаева Э.Ш. и соавт., 2013; Pizzi M.A. et al., 2013). Доступность и простота, высокая информативность результатов антропометрических исследований позволяет выявлять нарушения физического развития и проводить динамическое наблюдение.

Несбалансированное питание, урбанизация, снижение физической активности, высокий темп жизни и технический прогресс сопровождаются ухудшением состояния физического развития детей. Одновременно с астенизацией растущего поколения, сопровождающегося снижением массы тела (Година Е.З. и соавт.,2013), наблюдается рост числа детей, имеющих избыточный вес. За последние десятилетия распространенность детского ожирения выросла на 47,1% (Ng M. et al., 2014).

Избыточная масса тела у ребенка – значимый предиктор развития ожирения в будущем: 20% детей, имевших повышенную массу тела в 4-летнем возрасте, имеют ожирение во взрослом возрасте, а среди подростков эта цифра достигает 80% (Bhargava S.K. et al., 2004). У таких детей страдает качество жизни (Самойлова Ю.Г. и соавт., 2006; Riazi A. et al., 2010; Ottova V. et al., 2012), ухудшаются взаимоотношения со сверстниками, снижается самооценка (Sawyer, M.G. et al., 2011;Van Grieken A. et al., 2013; Miller A.L. et al., 2015). Повышенная масса тела, возникшая в детстве, нередко трансформируется в ожирение и редко существует изолированным заболеванием. Дефицит массы

тела может сопровождаться когнитивными расстройствами и снижением иммунитета (Санакоева Л.П., 2007; Victora C.G. et al., 2008; Benton D. Et al., 2010).

Дети с нарушением физического развития являются группой риска развития патологии эндокринной (ожирение, сахарный диабет, заболевания щитовидной железы), репродуктивной и сердечно-сосудистой систем (атеросклероз, гипертоническая болезнь), желудочно-кишечного тракта (стеатогепатит, панкреатит, холецистит, желчнокаменная болезнь, и т.д.) и опорно-двигательного аппарата (Давыдова А.В. и соавт., 2014; Гурова М.М. и соавт., 2015; Jung, U.J. et al., 2014).

В XXI веке понятие «профилактическая медицина» приобрело новое значение. В настоящую эпоху постгенома разрабатываемые новые методы выявления предболезни являются актуальными.

Известно, что в патогенезе развития ожирения основную роль играют генетические и гормональные факторы, однако пусковым моментом в реализации данных особенностей индивида являются неправильное питание и образ жизни (Щербакова М.Ю. и соавт., 2010).

Расшифровка структуры генома человека в 2003 году дала возможность изучения генов, ассоциированных с определенными параметрами физического развития. Они оказывают влияние на различные функции организма, например, на энергетический обмен, гомеостаз, пищевое поведение, функции нейронов, клеточную адгезию т.д. (Levian C. et al., 2014). Принято считать, что данные гены оказывают аддитивный эффект и взаимодействуют со средовыми факторами, что приводит к положительному энергетическому балансу и, как результат, к значительному увеличению веса (Levin B.E., 2009; Sandholt C.H. et. al., 2010).

Исследования полиморфизмов данных генов и комплексная оценка физического состояния детей позволят прогнозировать с раннего детства вероятность развития отклонений в физическом развитии и профилактировать их, в том числе путем подбора оптимального уровня физической нагрузки и коррекции питания.

Цель исследования: Оптимизация диагностики и профилактики отклонений в физическом развитии у детей школьного возраста.

Задачи исследования:

1. Выявить клинико-анамнестические особенности детей с различными параметрами физического развития.

2. Изучить метаболический статус у детей с различными параметрами физического развития.

3. Сопоставить пищевое поведение и физическую активность школьников с их физическим развитием.

4. Установить ассоциации полиморфизмов генов FTO rs9939609 T/A, ADR B2 Gln27Glu, AD RB 3 Trp64Arg, CLOCK 3111 Т/С, FABP2 A l a 5 4 T hr, PPARA rs4253778 G/C, PPARD rs2016520 T/C, PPARG Pro12Ala, PPARGC1A Gly482Ser, UCP2 Ala55Val, UCP3 rs1800849 C/T и MTHFR C677T с различными параметрами физического развития у детей школьного возраста.

5. Изучить связь полиморфизмов генов FTO, ADRB2, ADRB3, CLOCK, FABP2, PPARA, PPARD, PPARG, PPARGC1A, UCP2, UCP3 и MTHFR с биохимическими показателями.

Научная новизна. Впервые представлены генетические особенности школьников Республики Татарстан по полиморфным вариантам генов FTO rs9939609 T/A, ADRB2 Gln27Glu, ADRB3 Trp64Arg, CLOCK 3111 Т/С, FABP2 Ala54Thr, PPARA rs4253778 G/C, PPARD rs2016520 T/C, PPARG Pro12Ala, PPARGC1A Gly482Ser, UCP2 Ala55Val, UCP3 rs1800849 C/T и MTHFR C677T с учетом региональных стандартов физического развития. Показано, что вариации в этих генах в комбинации ассоциированы с некоторыми антропометрическими, композиционными и биохимическими показателями, а также предрасположенностью к развитию повышенной массы тела. Установлено, что в детской популяции Республики Татарстан rs9939609 A аллель гена FTO ассоциирован с более высокой степенью избытка массы тела.

Доказано, что у детей школьного возраста с избыточной массой тела имеются специфические черты: более высокая масса при рождении, отсутствие родных братьев/сестер и/или одного из родителей, недооценка количества

съеденной пищи и физической активности, а также носительство большего числа аллелей риска по 7 генам (ADRB3 Arg64, FTO rs9939609 A, UCP2 55Val, PPARD rs2016520 T, PPARA rs4253778 C, FABP2 54Thr, CLOCK 3111 С). Впервые установлено, что носители 7 и более аллелей риска по данным генам, имеют в 2,3 раза выше шансы увеличения массы тела (OR=2,3, ДИ=1,071 – 4,978).

Научно обоснован алгоритм диагностических и профилактических мероприятий на ранних этапах формирования отклонений в физическом развитии с использованием методов молекулярной диагностики.

Практическая и теоретическая значимость работы. В работе показано распределение частот аллелей и генотипов по полиморфизмам генов, регулирующих липидный и углеводный обмены и влияющих на показатели физического развития, в детской популяции Республики Татарстан.

Выявлено, что носительство бльшего числа аллелей риска по различным комбинациям генов FTO, ADRB3, CLOCK, FABP2, PPARA, PPARD, PPARG, PPARGC1A, UCP2 может служить ранним маркером изменений показателей метаболического статуса (ЛПВП, ЛПНП, триглицеридов, глюкозы) и физического развития (индекса массы тела, окружностей груди и живота).

Установлено, что на основе анамнестических данных можно выделить группу детей, имеющих большую вероятность развития избыточной массы тела в школьном возрасте.

Выявлены особенности биохимических показателей крови у детей с избыточной массой тела, что позволяет рекомендовать динамическое наблюдение за ними с целью ранней диагностики формирования метаболических нарушений и сопряженных с ними изменений здоровья.

Разработанная программа диагностических и профилактических мероприятий, включающая комплексную оценку влияния средовых факторов и молекулярно-генетическое тестирование по полиморфизмам ADRB3 Trp64Arg, FTO rs9939609 T/A, UCP2 Ala55Val, PPARD rs2016520 T/C, PPARA rs4253778 G/C, FABP2 Ala54Thr, CLOCK 3111 Т/С, может быть использована в медицинских учреждениях педиатрического профиля. Предложенный метод

генной диагностики и интерпретации ее результатов является неинвазивным, что имеет важное значение в педиатрической практике.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Анамнестические особенности (масса при рождении, состав семьи) взаимосвязаны с физическим развитием детей школьного возраста.

2. Анкетный тест, включающий вопросы о питании, не позволяет использовать его как метод выявления особенностей пищевого поведения у детей с различными параметрами физического развития.

3. Полиморфизмы генов FTO, ADRB3, CLOCK, FABP2, PPARA, PPARD, PPARG, PPARGC1A, UCP2, MTHFR ассоциируются с физическим развитием детей школьного возраста и их метаболическим статусом.

Степень достоверности и апробация результатов работы.

Достоверность полученных данных обеспечивается достаточным объемом выборки, а также использованием современных методов статистической обработки. Материалы диссертации были представлены и обсуждены на XIV Всероссийском конгрессе диетологов и нутрициологов с международным участием «Алиментарно- зависимая патология: предиктивный подход» (Москва, 2012 г.); XII Российском конгрессе «Инновационные технологии в педиатрии и детской хирургии», (Москва, 2014 г.); IV международной научно-практической конференции «Постгеномные методы анализа в биологии, лабораторной и клинической медицине» (Казань, 2014 г.); 89-й Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых (Казань, 2015 г.); XVIII и XIX Конгрессе педиатров России с международным участием «Актуальные проблемы педиатрии» (Москва, 2015, 2016 гг.).

Публикации результатов исследования. По результатам работы опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных исследований.

Реализация результатов работы. Научные положения диссертации внедрены в работу детского стационара ГАУЗ «Центральная городская клиническая больница № 18», педиатрического отделения ГАУЗ «Клиника

медицинского университета» и используются в учебном процессе на кафедре пропедевтики детских болезней и факультетской педиатрии с курсом детских болезней лечебного факультета ГБОУ ВПО Казанский ГМУ Минздрава России и кафедре педиатрии и неонатологии ГБОУ ДПО КГМА Минздрава России.

Личное участие автора. Автором был проведен анализ литературных данных по данной проблеме, на основании чего был разработан дизайн исследования и составлены анкетные тесты. Отбор пациентов, проведение антропометрических измерений и функциональных проб, забор материала для молекулярно-генетического анализа, статистическая обработка материала были осуществлен лично автором. Диссертантом сформулированы основные научные положения работы, выводы и практические рекомендации. Автором оформлены к печати публикации по результатам исследований.

Объем и структура диссертации.

Факторы, влияющие на физическое развитие детей и подростков

Рациональное питание, способствующее сохранению и укреплению здоровья школьников, а также формированию их нормального физического развития, должно быть сбалансированным по качественному и количественному составу. По мнению В.А. Тутельяна [73], здоровое питание зависит от трех основных показателей: экономических возможностей, ассортимента пищевых продуктов, а также уровня образования в вопросах правильного питания. Пищевое поведение можно охарактеризовать как совокупность действий по поиску, выбору, употреблению пищи с учетом ее свойств с целью обеспечения организма энергией и достижения психологического комфорта [17].

Нарушения пищевого поведения имеют в своей основе следующие причины: -неуправляемые: наследственная дисфункция систем, ответственных за прием пищи (серотонинергическая недостаточность) - условно управляемые, к которым относятся особенности личности – стрессоустойчивость, интеллект, социальный статус и т.д. - управляемые — формирование отношения к еде на основе семейных традиций, воспитания [47]. Таким образом, родители и семья с раннего возраста воздействуют на самое доступное звено в становлении правильного восприятия ребенком пищи, а сформированный в детстве стереотип пищевого поведения превалирует в течение всей последующей жизни [66].

Во многих семьях пища преподносится как эквивалент любви, заботы, внимания или поощрения, «успокаивающего» средства при стрессах или неприятностях [48], также иногда мать с раннего детства воспринимает любой внутренний дискомфорт у ребенка как «голод», не позволяя ему различать соматические и эмоциональные ощущения [68], что в дальнейшем приводит к формированию нарушений пищевого поведения, и, следовательно, к формированию избытка массы тела. Родители являются примером для детей, и, потребляя регулярно жирную пищу и легкоусвояемые углеводы, побуждают к этому и своего ребенка. Зачастую, родители, видя, что дети отказываются есть полезную пищу, боятся оставить их голодными и предлагают другие, более «вредные», но вкусные варианты, что также программирует дальнейшее поведение ребенка [57].

Многие родители пытаются значительно ограничить в еде своих склонных к полноте детей, что негативно влияет на восприятие сигналов голода, а также врожденные способности организма ребенка контролировать и регулировать поступление пищевых веществ. Ограничение может также спровоцировать «протест» в виде увеличивающихся перекусов, склонности к нездоровой пище и неконтролируемому приему пищи без чувства голода [248], что неблагоприятно влияет на количество принимаемой пищи в дальнейшем, даже когда ограничения будут сняты [93, 230]. Противоположная крайность – насильственное кормление ребенка также может привести к ожирению в будущем [178, 201]. Так, более 30% родителей детей, имеющих нормальную массу тела, ошибочно считают, что их дети мало едят, несмотря на их адекватное возрасту питание. Считая их постоянно голодными, несмотря на недавний прием пищи, матери постоянно пытаются накормить их, ведь достаточное питание воспринимается ими как важнейшая часть родительской заботы [133].

Доказано, что наиболее важными факторами, влияющими на развитие избыточной массы тела, являются переедание [121] и потребление высококалорийной пищи с высоким содержанием жиров [72]. Жиры, являясь наиболее энергоемким продуктом, меньше растягивают желудок и усиливают перистальтику, что снижает чувство насыщения, и, в результате, приводит к перееданию [13]. Также переедание может развиться как ответ на эмоциональные всплески, однако установлено, отрицательные эмоции вызывают прием большего количества пищи, чем положительные [18].

Здоровое питание подразумевает прием пищи не реже 3 раз в день - на завтрак, обед и ужин [229]. Описано, что отсутствие полноценного завтрака [81, 242, 243] и нерегулярность приема пищи [104, 176, 222] предрасполагают к развитию избыточной массы тела. Традиция собираться за столом всей семьей может снизить риск пропуска приема пищи [163], также имеются данные, что дети, регулярно принимающие пищу совместно с семьей, имеют более здоровый рацион питания [138].

В рационе современных школьников уменьшается количество свежих фруктов и овощей, мясных, крупяных, рыбных и молочных продуктов, растет употребление кондитерских, макаронных, хлебобулочных изделий, полуфабрикатов [9, 35, 75, 222, 272]. Некоторые дети по разным причинам отказываются принимать пищу в школьной столовой, либо пользуются услугами «буфетов», предпочитая покупать выпечку [71].

Во всем мире растет распространённость заведений фаст-фуда. В связи с урбанизацией и ускорением темпа жизни, повсеместно рекламируемые продукты быстрого питания, позволяющие утолить голод, становятся все более популярными. Великолепный вкус, привлекательный внешний вид наряду с рекламой притягивают детей и подростков [87, 142, 258]. Повышенная энергетическая ценность данной пищи дает основание связывать прогрессирующую распространенность ожирения с ростом популярности фаст-фуда [96]. Многие дети посещают заведения быстрого питания в связи с эмоциональными порывами – когда испытывают стресс, волнуются или скучают [140]. Немаловажную роль в формировании желаний есть «вне дома» также играет разнообразие продукции, представленной в кафетериях [78].

Доступность вредной пищи (жвательная резинка, сладкие и соленые снэки, сладости, различные напитки и др.), массивная ее пропаганда через СМИ, Интернет, фильмы, песни, игры и игрушки, реклама их знаменитостями [248], наряду с отсутствием у большинства школьников необходимых знаний по вопросам правильного питания [35], приводит к большой популярности среди молодежи высококалорийной и нездоровой пищи.

Компонентный состав тела школьников с различными параметрами физического развития

Для получения информации об уровне тренированности школьника с различными параметрами ФР и кислородном обеспечении его организма [28] были проведены пробы с задержкой дыхания. Проба Штанге В положении сидя ребенок делает глубокий вдох, выдыхает, затем еще раз вдыхает, закрывает рот и нос, задерживает дыхание. Здоровые люди, не имеющие серьезной физической подготовки, способны задерживать дыхание на 40-55 с, люди, занимающиеся спортом - на 60-90 с и дольше. Проба Генчи

В положении сидя ребенок делает глубокий вдох, выдыхает, после чего дыхание задерживается. Здоровые люди способны задерживать дыхание на 25-30 с, спортсмены - на 40-60 с и более [51].

Нами был разработан анкетный тест, с обязательным указанием ФИО опрашиваемого ребенка, содержащий вопросы о семье, имеющихся жалобах и отношении к своему здоровью, взаимоотношениях с родителями и сверстниками, режиме и характере питания, физической и социальной активности, вредных привычках.

Состояние углеводного обмена оценивалось по уровню глюкозы натощак, белкового – по уровню общего белка крови, липидного – по уровню общего холестерина, ЛПВП, ЛПНП, триглицеридов.

Расчет коэффициента атерогенности производился по формуле Климова [33]: КА = (общий холестерин - ЛПВП)/ЛПВП (9) Молекулярно-генетические исследования были проведены на базе ЦНИЛ КГМУ (зав. лабораторией – д.м.н., профессор Семина И.И). Для анализа были использованы образцы ДНК, полученные с помощью соскоба буккального эпителия. Выделение ДНК проводилось сорбентным методом в соответствии с прилагаемой инструкцией по применению к комплекту реагентов для выделения ДНК из клинического материала «ДНК-сорб-АМ» (ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзор). Выделение ДНК из эпителиальных клеток ротовой полости сорбентным способом После гигиены полости рта ребенку стерильным одноразовым зондом в течение 2 минут протирали внутреннюю поверхность щеки, после чего зонд опускали в микропробирку с транспортной средой объемом 300 мкл и тщательно взбалтывали. Дальнейшее хранение пробирок с пробами осуществлялось при t=-20С.

Флаконы с лизирующим раствором и промывочным раствором №1 прогревали до 65С в течение 20-25 минут. Микропробирки с пробами центрифугировали в течение 5 секунд при 3000 об/мин для осаждения капель материала со стенок. Вакуумным отсасывателем с использованием отдельного наконечника забирали 200 мкл жидкости, не захватывая клетки. К осадку добавляли по 20 мкл сорбента, далее – 300 мкл лизирующего раствора. Также добавили по 100 мкл анализируемого материала, после чего, встряхнув на вортексе, инкубировали в термостате 5 минут при 65 С. Затем пробы оставили на 2 минуты при комнатной температуре. Далее проводили центрифугирование в течение 30 сек при 10000 об/мин и удаляли надосадочную жидкость. После добавления 1 мл отмывочного раствора каждый образец перемешивали в вортексе до ресуспендирования сорбента и центрифугировали при 10000 об/мин на протяжении 30 сек. В дальнейшем производили инкубацию пробирок в термостате 10 мин при 65С с открытыми крышками. Встряхнув на вортексе, добавили по 100 мкл ТЕ-буфера для элюции ДНК и снова инкубировали 5 мин в термостате при 65 С. Микропробирки центрифугировали при 12000 об/мин 1 мин, после чего супернатант, содержащий ДНК, готовую к постановке ПЦР, раскапывали в пробирки на аликвоты по 50 мкл для хранения. Анализ полиморфизмов генов методом ПЦР-ПДРФ

Полиморфизмы rs9939609 T/A гена FTO, Ala54Thr гена FABP2, rs4253778 G/C гена PPARA, rs2016520T/C гена PPARD, Pro12Ala (rs1801282) гена PPARG, Gly482Ser гена PPARGC1A, Ala55Val гена UCP2, rs1800849 C/T гена UCP3 определялись методом ПЦР-ПДРФ.

Постановка полимеразной цепной реакции Для постановки ПЦР использовали амплификаторы «Терцик» (ДНК-Технология, Москва). Программы для ПЦР заимствованы из литературы. Раскапывание смеси реагентов и ДНК-матрицы проводились в стерильном ламинаре. Компоненты реакционной смеси ПЦР были одинаковыми для всех исследуемых локусов и приведены в таблице 2.1.

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программ Excel 7.0, Statistica 6.0 и GraphPad InStat. Описание количественных данных, имеющих нормальное распределение, представлено как среднее арифметическое (M) и стандартное отклонение (m). Достоверность различий между ними определяли с помощью критерия Стьюдента. Корреляционный анализ проводился с использованием коэффициентов Пирсона (для количественных величин) и Спирмена (для ранговых величин). Значимость различий между группами определялась с помощью статистики для больших выборок и точного критерия Фишера для маленьких выборок.

Для оценки значимости различий в частоте аллелей и генотипов между сравниваемыми выборками и соответствия распределения генотипов равновесию Харди-Вайнберга применяли критерии и Фишера. Для оценки ассоциации генотипа с фенотипом рассчитывали показатель «отношение шансов» (OR). Оценка вклада генетического компонента в фенотипическую дисперсию проводилась с использованием корреляционного анализа; в этом случае вклад (%) генотипа в определение признака был равен r. Для всех видов анализа отличия считались достоверными при p 0,05.

Физическая активность и социализация детей с различными параметрами физического развития

Таким образом, мы видим, что при сравнении антропометрических данных с центильными таблицами, большинство детей с гармоничным ФР относятся к 3-5 коридорам, но часть школьников относится и к крайним коридорам. У детей с ИзбМТ основная масса обследованных входит в интервал 6-7 коридоров, однако многие дети относятся к 5 коридору. Дефицит массы тела подразумевает принадлежность детей к 1-2 коридорам, а также часть школьников по некоторым параметрам была отнесена к 3 коридору.

Выявлена связь между коридором центильного распределения ИМТ и процентным содержанием жировой массы тела у детей с гармоничным ФР(r=0,3761, p 0,01) и ИзбМТ (r=0,4166, p 0,001). Особенно сильно данная корреляция видна при сравнении всех школьников (r=0,7939, p 0,0001). Также %ЖМТ коррелирует у школьников с центильным коридором окружностей грудной клетки (r=0,6857, p 0,0001) и живота (r=0,7189, p 0,0001). Центильный коридор ИМТ обратно связан с уровнем общего белка (r=-0,1429, p 0,05, n=194), ЛПВП (r=- 0,7064, p 0,0001, n=81), и прямо – с уровнем триглицеридов (r=0,3074, p 0,01, n=76), глюкозы (r=0,2985, p 0,0001, n=192), коэффициентом атерогенности (r=0,6711, p 0,0001, n=80), САД (r=0,4602, p 0,0001, n=183), ДАД (r=0,4188, p 0,0001, n=184).

Центильный коридор ОГК также коррелирует с %ЖМТ (r=0,6857, p 0,0001), , уровнем ЛПВП (r=-0,3156, p 0,05, n=49), глюкозы(r=0,1943, p 0,05, n=148), с коэффициентом атерогенности (r=0,3361, p 0,05, n=48), САД (r=0,2444, p 0,01, n=139).

Центильный коридор ОЖ также коррелирует с %ЖМТ (r=0,7189, p 0,0001, n=186), с ЛПВП (r=-0,3577, p 0,05, n=49), с коэффициентом атерогенности (r=0,3290, p 0,05, n=48), глюкозой (r=0,2272, p 0,01, n=148), САД (r=0,2584, p 0,01, n=139). По мнению Международной Диабетической Федерации (IDF), абдоминальное ожирение у детей (как один из критериев МС) может диагностироваться при объеме талии 90 перцентилей для данного возраста [267], что соответствует 6-7 коридорам. Таким образом, из таблицы 3.18 видно, что 57% мальчиков и 24% девочек, имеющих лишний вес, имеют абдоминальное его распределение.

Для изучения распределения жировой массы у обследованных детей был вычислен показатель ОТ/ОБ. Результаты представлены в таблице 3.19. Таблица 3.19 - Соотношение ОТ/ОБ у детей школьников

Из таблицы видно, что среди младших школьников половых различий в распределении жировой клетчатки не выявлено ни в одной из групп физического развития. В возрастных группах 12-14 и 15-17 лет у детей с ДМТ, а особенно с ИзбМТ, начинает проявляться половой диморфизм – у девочек округляются бедра, а у мальчиков жировая масса преимущественно откладывается на животе.

Динамика изменения показателя ОТ/ОБ с возрастом в зависимости от показателей физического развития отражена на рисунках 3.1, 3.2, 3.3.

Из представленных рисунков отчетливо видно, что у всех детей, за исключением мальчиков с ИзбМТ, коэффициент ОТ/ОБ с возрастом снижается, что говорит об увеличении объема бедер. Увеличение этого показателя у мальчиков с ИзбМТ свидетельствует о прогрессировании отложения жира на животе у данной группы обследованных.

Также об этом говорит наличие обратной связи отношения ОТ/ОБ с возрастом у мальчиков (r=-0,5250, p 0,05, n=21) и девочек (r=-0,5250, p 0,05, n=21) со средним ФР, мальчиков (r=-0,5902, p 0,001, n=28) и девочек (r=-0,5948, p 0,001, n=29) с ДМТ и девочек с ИзбМТ (r=-0,4523, p 0,01, n=46) и отсутствие ее у лиц мужского пола с ИзбМТ.

Многими авторами описано, что у детей с избыточной массой тела формируются нарушения углеводного и липидного обмена той или иной степени [55, 67, 208, 231]. Также известно, что дети с абдоминальным типом ожирения являются группой риска по развитию метаболического синдрома, для которого также характерна дислипидемия, артериальная гипертензия (АГ) и инсулинорезистентность. Гормональные и метаболические нарушения при данной патологии способствуют развитию ранних форм атеросклероза, создавая условия для возникновения и прогрессирования тяжелых осложнений [14].

Для оценки состояния метаболизма у детей с различными параметрами ФР были проанализированы лабораторные параметры, характеризующие состояния белкового, липидного и углеводного обменов (таблица 3.20).

Из представленной таблицы видно, что уже в школьном возрасте у детей с избыточным весом начинают проявляться изменения в углеводном и липидном обменах. Так, например, уровень общего холестерина и ЛПНП у них достоверно выше, чем у детей с гармоничным ФР (p 0,05 и p 0,01, соответственно), а ЛПВП ниже, чем у детей со средним ФР и ДМТ (p 0,0001 и p 0,0001, соответственно).

Степень риска атеросклеротических изменений оценивалась по индексу атерогенности, который в норме у детей не должен превышать 3 [37]. У обследованных нами детей данный показатель не превышает рекомендованную норму ни в одной из групп физического развития, однако у детей с ИзбМТ он близок к критическому уровню (2,4±0,77), почти в 2,5 раза выше, чем у детей со средним ФР и ДМТ (p 0,0001 и p 0,0001, соответственно).

Средний уровень глюкозы крови натощак, базовый показатель, отражающий состояние углеводного обмена, также не превышает норму у детей разных групп. Однако у детей с лишним весом он статистически значимо выше, чем у детей из двух других групп (p 0,0001).

Рекомендованный Международной Диабетической Федерацией (IDF) для постановки диагноза «Метаболический синдром» (МС) уровень триглицеридов составляет более 1,7 ммоль/л, ЛПВП менее 1,03 ммоль/л, глюкозы более 5,6 ммоль/л [267]. Как видно из таблицы 3.20, критического уровня не достигает ни одна группа, однако дети с ИзбМТ ближе всего к данным показателям.

Показатель общего белка у обследованных детей находится в пределах нормы и значимых различий не наблюдается, что, вероятно, связано с малым количеством в представленной выборке детей с ДМТ II ст., при котором уже значительно уменьшается концентрация общего белка, а дети с ДМТ 1 ст., преобладающие в представленной выборке, еще не имеют значительных отклонений в белковом обмене.

При изучении уровня гемоглобина у 224 школьников наличие анемии (гемоглобин ниже 120 г/л) было выявлено лишь у 4% детей со средним ФР и 7% детей с ДМТ и ИзбМТ. Критическим уровнем, по мнению Международной Диабетической Федерации (IDF), является САД от 130 мм рт. ст. и выше или ДАД от 85 мм рт. ст. и выше у детей старше 10 лет. Детям младшей возрастной группы диагноз МС не ставится и рекомендуется лишь наблюдение в динамике. В связи с данными утверждениями и вариабельностью нормы у школьников 7-10 лет, нами были проанализированы данные АД лишь детей 10-17 лет. Так, среди детей со средним ФР ни у одного обследуемого из 37 не были обнаружены данные, позволяющие отнести его в группу риска, а группе детей с ДМТ – у двоих из 37 уровень ДАД составлял 88 и 90 мм. рт. ст. Среди 97 детей с ИзбМТ у 3 было выявлено САД выше 130 мм рт. ст., у 5 - ДАД выше 85 мм рт. ст., а у 13 - повышены оба показателя. Таким образом, среди детей, имеющих повышенную массу тела, 22% имеют повышенный уровень АД.

Сопоставление генетических данных с внешними факторами риска развития ожирения

Среди школьников, не имеющих регулярных занятий спортом и имеющих значительные погрешности в питании, носители высокого количества аллелей риска (5-12) по генам ADRB3 Arg64, FTO rs9939609 A, PPARD rs2016520T, PPARA rs4253778C, FABP 254Thr, CLOCK 3111С имеют в 3 раза выше шансы развития ожирения, чем носители 0-4 аллелей риска (OR=2,95, ДИ=1,08-8,1) ( таблица 5.6).

Таблица 5.6 - Количество детей с различными параметрами ФР, находящихся в группе риска по воздействию средовых факторов и имеющих определенное число аллелей риска по генам ADRB3, FTO, PPARD, PPARA, FABP2, CLOCK Число аллелей риска Дети с ДМТ Дети со средним ФР Дети с ИзбМТ Таким образом, можно сделать вывод, что даже при воздействии одинаковых факторов риска, некоторые дети больше других склонны к развитию отклонений в физическом развитии в сторону избытка массы тела, что связано с их генетическими особенностями.

Полученные данные позволяют утверждать, что генотипические особенности школьников оказывают значительное влияние на их физическое развитие и метаболические процессы. Также выявлено, что главные факторы риска развития ожирения – гиподинамия и неправильное питание не у всех приводят к формированию избыточной массы тела, а, чаще, у детей с большим количеством аллелей риска развития метаболических отклонений. Учитывая огромное количество таких генов, и полученные нами результаты по наиболее известным и изученным из них, можно предположить, что суммарный вклад всех генов оказывает значительное влияние на формирование фенотипа. Необходимо дальнейшее изучение влияния генов на метаболические процессы в организме, что позволит в будущем широко использовать генетическое типирование для получения положительных результатов по профилактике ожирения и, тем более, по снижению избыточной массы тела.

Прогнозирование риска развития избыточной массы тела на основе молекулярно-генетического анализа у детей

На основе суммирования результатов генотипирования детей с различными параметрами физического развития нами было выделено сочетание наиболее значимых генетических маркеров – предикторов развития избытка массы тела в детском возрасте.

В зависимости от числа аллелей риска по генам 7 генам (ADRB3, FTO, UCP2, PPARD, PPARA, FABP2, CLOCK) мы сформировали 3 группы риска развития повышенной массы тела: 1) низкий риск - носители 0-4 аллелей риска, это дети, вероятность развития лишнего веса у которых относительно мала и в большей степени детерминирована воздействием средовых факторов или других генов. По данным литературы, около 40% населения генетически «защищены» от ожирения [21]. 2) умеренный риск – носители 5-6 аллелей риска, имеется относительная вероятность развития ожирения, особенно при воздействии средовых факторов или других генов. 3) высокий риск – носители 7-14 аллелей риска, у таких детей имеется большая вероятность формирования избыточной массы тела, что усугубляется нарушениями в пищевом поведении и низкой физической активностью. У таких детей, по нашим данным, в 2,3 раза выше риск развития ИзбМТ по сравнению с носителями 0-6 аллелей (OR=2,3, ДИ=1,071 – 4,978).

Таким образом, комплексный молекулярно-генетический анализ по полиморфизмам ADRB3 Trp64Arg, FTO rs9939609 T/A, UCP2 Ala55Val, PPARD rs2016520T/C, PPARA rs4253778 G/C, FABP2 Ala54Thr, CLOCK 3111 Т/С может быть рекомендован для выявления групп риска развития избыточной массы тела и метаболических отклонений. Полученная информация позволит начать профилактические мероприятия на той стадии, когда фенотипических проявлений еще нет. Возможно, на данном этапе жизни, ребенок имеет высокий уровень физической активности, а его питание оптимальное или даже недостаточное для данного возраста и активности. Необходимо на ранних этапах разъяснять ребенку и его родителям, что изменение образа жизни в сторону понижения физической активности в дальнейшем с большой степенью вероятности может привести к формированию у него избыточной жировой массы. Регулярное наблюдение за показателями физического развития и метаболизма у таких детей позволит уже на ранних этапах предупредить развитие ожирения и связанных с ним отклонений.

Детям с ДМТ, независимо от количества аллелей риска, будет рекомендован анализ пищевого поведения на предмет дефицита питательных веществ, а также комплексное обследование для выявления заболеваний, способных вызвать подобные изменения нутритивного статуса с дальнейшей коррекцией.

Детям, не имеющим большого количества аллелей риска, но страдающим ожирением, будет рекомендован более подробный и объективный анализ пищевого поведения и физической активности, а также молекулярно-генетический анализ по более расширенной панели генетических маркеров, ассоциированных с особенностями обмена жиров и углеводов и пищевым поведением.

Наиболее сложной является работа с детьми из группы высокого риска, уже имеющими избыток массы тела. Необходимо объяснить ребенку последствия ожирения, даже если сейчас его ничего не беспокоит. Оптимальным решением является разработка персонифицированной диеты врачом-диетологом с учетом данных генотипирования, а затем - строгий контроль за ее соблюдением с участием родителей, родственников или врача - педиатра. Необходимый уровень физической нагрузки также рекомендуется подбирать индивидуально, а занятия должны быть либо персональными, либо коллективными под руководством опытного тренера, способного мотивировать ребенка к занятиям спортом и пресечь возможные насмешки со стороны сверстников, которые могут привести к