Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

International journal of endocrinology Том 13, №1, 2017

Back to issue

Peculiarities of changes in body fluid sectors in obesity found by studying its structure

Authors: Кравчун Н.О., Місюра К.В.
ДУ «Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського НАМН України», м. Харків, Україна

Categories: Endocrinology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Важливість своєчасної діагностики надлишку маси тіла та ожиріння з урахуванням, крім індексу маси тіла, і параметрів структури тіла, у тому числі особливостей змін його рідинних секторів, обумовлена значним збільшенням поширеності ожиріння та його ускладнень. Мета: вивчити особливості розподілу рідинних секторів організму та взаємозв’язку з показниками компонентного складу тіла в осіб із надлишковою масою тіла та ожирінням на прикладі дорослого населення м. Харкова. Матеріали та методи. Обстежено 485 мешканців м. Харкова віком понад 18 років. Методом біоімпедансного аналізу залежно від індексу маси тіла та статі оцінено рівні загальної води (л); загальної; позаклітинної, внутрішньоклітинної, інтерстиціальної рідини (л). Результати. Установлено, що в пацієнтів із надлишком ваги різного ступеня разом з абсолютним збільшенням загальної води та загальної, позаклітинної, у т.ч. інтерстиціальної, та внутрішньоклітинної рідини відзначається відносний дефіцит цих параметрів. Виявлені зміни поглиблюються з прогресуванням ступеня ожиріння. Розуміння цих закономірностей важливе для розробки персоніфікованих підходів до надання допомоги населенню з надлишком маси тіла. Висновки. Для використання в клінічній практиці запропоновано математичні формули для визначення параметрів рідинних секторів тіла в міського населення України без застосування інструментальних методів.

Актуальность. Важность своевременной диагностики избытка массы тела и ожирения с учетом, кроме индекса массы тела, и параметров структуры тела, в том числе особенностей изменений его жидкостных секторов, обусловлена значительным увеличением распространенности ожирения и его осложнений. Цель: изучить особенности распределения жидкостных секторов организма и взаимосвязи их с показателями компонентного состава тела у лиц с избыточной массой тела и ожирением на примере взрослого населения г. Харькова. Материалы и методы. Обследовано 485 жителей г. Харькова в возрасте старше 18 лет. Методом биоимпедансного анализа в зависимости от индекса массы тела и пола оценен уровень общей воды (л); общей; внеклеточной, внутриклеточной, интерстициальной жидкости (л). Результаты. Установлено, что у пациентов с избыточным массой тела различной степени наряду с абсолютным увеличением общей воды и общей, внеклеточной, в т.ч. интерстициальной, и внутриклеточной жидкости отмечается относительный дефицит этих параметров. Эти изменения усугубляются с прогрессированием степени ожирения. Понимание этих закономерностей важно для разработки персонифицированных подходов к оказанию помощи населению с избытком массы тела. Выводы. Для использования в клинической практике предложены математические формулы для определения параметров жидкостных секторов тела у городского населения Украины без применения инструментальных методов.

Background. Timely diagnosis of excess body weight and obesity, by studying the body mass index and body structure parameters, including the characteristics of changes in its fluid sectors, is critical due to the significant spread of obesity and complications it may cause. Objective was to study the distribution of the body fluid sectors and the relationship with the indicators of the body composition among people with excess body weight and obesity on the example of the adult population in Kharkiv. Materials and methods. A total of 485 of Kharkiv residents were studied, all over 18 years of age. Using the method of bioimpedance analysis and according to the body mass index and gender, there was evaluated the total amount of water (L) and total, extracellular, intracellular, interstitial fluids (L). Results. It has been established that in patients with overweight of different degrees, there is an increase in the absolute amount of total water, as well as total, extracellular, interstitial and intracellular fluids. However, the relative content of these parameters decreases. The revealed changes are being intensified with the progression of the degree of obesity. Understanding of these mechanisms is important for the development of personalized approaches to
assist the population with overweight. Conclusions. For use in the clinical practice, mathematical formulas are being offered for determining the parameters of body fluid sectors in the urban population of Ukraine, without the use of instrumental methods.


Keywords

ожиріння; надлишкова маса тіла; рідинні сектори тіла; біоімпедансний аналіз

ожирение; избыточная масса тела; жидкостные сектора тела; биоимпедансный анализ

obesity; overweight; body fluid sectors; bioimpe­dance analysis

Вступ

З кожним роком стає більш актуальною проблема катастрофічного збільшення кількості осіб, які мають надлишкову масу тіла (надлМТ) та ожиріння (ОЖ). Перше місце за поширеністю надлМТ та ОЖ займають США, країни Західної Європи, Канада. Разом із тим поширення глобальної епідемії ОЖ не обмежується розвиненими країнами: уразливими для неї є і ті, що розвиваються або знаходяться на етапі соціальних перебудов [1]. На тлі значних соціальних змін, що відбуваються в Україні, проблема підтримки маси тіла на оптимальному рівні, а значить, і профілактики розвитку хронічних супутніх ускладнень та коморбідних неінфекційних захворювань важлива для всіх верств населення, незалежно від соціальної і професійної приналежності, статі, віку та місця проживання.
З метою розробки ефективного лікування пацієнтів із зайвою вагою необхідною є оцінка в кожного з них, крім індексу маси тіла (ІМТ), ще і параметрів його структури. У поняття «структура тіла» входить визначення співвідношення води, жиру і нежирових речовин (худа маса) [2]. 
Найбільш поширеним методом визначення структури (складу) тіла людини, у тому числі і його рідинних секторів, на сучасному етапі є біоімпедансний аналіз (БІА) [3]. 
Перші застосування БІА для вивчення складу тіла людини пов’язують із роботами французького анестезіолога А. Thomasset, що виконані на початку 60-х років XX століття. За простотою проведення процедури досліджень, доступністю БІА можна порівняти з кардіографічним дослідженням, за інформативністю — із рентгенівською денситометрією, комп’ютерною томографією та морфологічними дослідженнями. Метод застосовувався в масштабних епідеміологічних дослідженнях населення Бразилії (the Pelotas Birth Cohort Study), Великобританії (CHASE), країн Європейського регіону Всесвітньої організації охорони здоров’я й Євросоюзу (MONICA, NUGENOB), Китаю (KSCDC), США (Framingham Heart Study, NHANES), Південної Кореї (KNHANES), Японії (the Hisayama Study) і інших країн світу [3].
БІА — це сучасний високоточний апаратний метод визначення складу тіла людини, що заснований на вимірюванні електричного опору тканин організму з урахуванням різного вмісту рідини та електролітів.
При проведенні БІА визначаються такі рідинні сектори тіла, як: 
— загальна вода; 
— загальна рідина — вода, що знаходиться в незв’язаному стані;
— внутрішньоклітинна рідина, що становить до 40–50 % від загальної рідини; у своїй більшості знаходиться в скелетних м’язах;
— позаклітинна рідина.
Позаклітинна рідина, зі свого боку, розподіляється:
— на інтерстиціальну, що оточує клітини і становить до 15 % від загальної рідини (до її складу відносять і лімфу);
— внутрішньосудинну, що подана плазмою;
— трансцелюлярну, що знаходиться в порожнинах тіла [4].
Слід зазначити, що загальний баланс води в організмі залежить від співвідношення між надходженням аліментарної води (2–3 л) та утворенням ендогенної води (200–300 мл) проти виведення її нирками (600–1600 мл) та з калом (50–200 мл), через дихальні шляхи та шкіру (800–1200 мл) [4].
Оцінка показників, що характеризують рідинні сектори тіла, у комплексі з іншими антропометричними параметрами дозволяє визначити необхідність проведення лікувальних та оздоровчих заходів серед населення [5]. Досягнення оптимального балансу рідини є однією із важливих складових профілактики ускладнень ОЖ, насамперед із боку серцево-–судинної системи. 
На сьогодні результати наукових досліджень, що присвячені вивченню розподілу води в організмі при різних ступенях ОЖ, досить суперечливі. Також відсутні дані щодо результатів розподілу рідинних секторів в осіб із різною масою тіла — мешканців України. 
Мета: вивчити особливості розподілу рідинних секторів організму та взаємозв’язку з показниками компонентного складу тіла в осіб із надлМТ та ОЖ на прикладі дорослого населення м. Харкова. 

Матеріали та методи

В ДУ «Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського НАМН України» у 2015–2016 рр. проведено дослідження особливостей складу тіла та рідинних секторів у 419 пацієнтів із надлМТ і ОЖ — мешканців м. Харкова. До дослідження залучалися пацієнти тільки з екзогенно-конституційним ОЖ, без тяжкої супутньої патології, які не отримували медикаментозну терапію на момент обстеження. Середній вік пацієнтів становив 45,08 ± 14,43 року.
У всіх обстежених вимірювалася МТ і визначався ІМТ.
За величиною ІМТ було сформовано 4 групи обстежених: група 1 — пацієнти з надлМТ (n = 117 осіб; ч/ж = 45/72); група 2 — пацієнти з ОЖ 1-го ступеня (n = 109 осіб; ч/ж = 30/79); група 3 — пацієнти з ОЖ 2-го ступеня (n = 58 осіб; ч/ж = 17/41); група 4 — пацієнти з ОЖ 3-го ступеня (n = 69 осіб; ч/ж = 16/53).
Контрольну групу становили 66 практично здорових осіб із нормальною масою тіла (НМТ) (ч/ж = 17/49).
Для визначення складу тіла використовувався програмно-апаратний комплекс «Діамант — АІСТ-ІРГТ» ЗАТ «Діамант».
Під час дослідження проведено оцінку таких параметрів: загальної води (ЗВ) (л); загальної рідини (ЗР) (л); позаклітинної рідини (позаклР) (л); внутрішньоклітинної рідини (внутрішньоклР) (л); інтерстиціальної рідини (інтерстР).
При обробці клініко-функціональних результатів використовувалися методи описового статистичного аналізу.

Результати дослідження

Результати комплексного обстеження складу тіла, у т.ч. і рідинних секторів, осіб, які були залучені до дослідження, наведені в табл. 1.
Визначено, що в організмі жителів м. Харкова із надлМТ, ОЖ 1, 2 і 3-го ст. рівні ЗВ та ЗР є статистично значуще меншими (p < 0,001 та р < 0,001), ніж в осіб із нМТ, відповідно в 1,2; 1,2; 1,3 і 1,4 раза та в 1,1; 1,4; 1,5 і 1,7 раза. 
При аналізі статевих особливостей накопичення ЗВ та ЗР виявлено, що чоловіки мають більш високий рівень гідратації організму (рис. 1): у жінок із нМТ вміст ЗВ та ЗР реєструється на рівні 32,87 ± 3,44 та 29,09 ± 3,25 відповідно, а в чоловіків — в 1,4 та 1,3 раза більше — 45,28 ± 5,22 та 37,27 ± 3,95 (p < 0,001; p < 0,001). 
При збільшенні маси тіла до ОЖ 3-го ст. і в чоловіків, і в жінок реєструється вірогідне (p < 0,001; p < 0,001) зростання в 1,3 та 1,4 раза рівня ЗР до 49,03 ± 4,63 та 41,30 ± 4,2. Рівень ЗВ також збільшується в 1,4 та 1,5 раза — до 62,14 ± 6,42 та 48,88 ± 4,78 (p < 0,001; p < 0,001).
Отримані дані свідчать про збільшення ЗВ та ЗР в організмі хворих із зайвою масою тіла, що можна пояснити декількома причинами. По-перше, затримкою води і мікроелементів в організмі під впливом надлишкової продукції інсуліну, що підвищує гідратацію тканин. По-друге, підвищеною продукцією антидіуретичного гормона, що зменшує виділення сечі [6]. До факторів, що визначають накопичення рідини в організмі хворого з ОЖ, відносять і особливості харчування: вживання великої кількості вуглеводів та кухонної солі [7, 8].
Усе це обов’язково треба взяти до уваги при діагностиці надлМТ та ОЖ.
Загальновідомо, що важливість проблеми ОЖ обумовлена насамперед розвитком його ускладнень, пов’язаних із патологічними метаболічними змінами в організмі. 
Для оцінки метаболічних процесів більш значущими, ніж абсолютні значення вмісту ЗВ та ЗР, є показники їх накопичення щодо маси тіла (відносний вміст) (табл. 1). 
Установлено, що відносний вміст ЗВ та ЗР зменшується в осіб з ОЖ 3-го ст. порівняно з контрольною групою відповідно в 1,3 та в 1,4 раза (p < 0,001; p < 0,001).
У чоловіків із нМТ ЗВ визначається на рівні 60,90 ± 3,56 %, а при ОЖ 3-го ст. — 43,68 ± 2,49 %. У жінок — 50,13 ± 2,00 % та 34,49 ± 2,51 % відповідно. Це свідчить про статистично значуще (p < 0,001) його зниження при розвитку морбідного ОЖ в осіб обох статей (рис. 2). 
ЗР у чоловіків і жінок при збільшенні маси тіла до ОЖ 3-го ст. також статистично значуще (p < 0,001) зменшується — з 50,13 ± 2,23 % та 48,71 ± 1,85 % при нМТ — до 34,49 ± 1,85 % та 34,41 ± 1,84 %.
Таким чином, незважаючи на зростання абсолютного значення ЗВ та ЗР, в осіб із надлишком маси тіла спостерігається дегідратація організму. 
Відповідно до сучасних уявлень для характеристики водного обміну недостатньо враховувати загальну кількість води, а важливо дослідити, як розподіляється водне середовище в порожнинах, тканинах і клітинах організму. Тому поряд із визначенням загальної кількості рідини в організмі необхідним є дослідження кількості екстрацелюлярної (позаклітинної) та інтрацелюлярної (внутрішньоклітинної) рідини. 
Визначено, що при збільшенні ІМТ абсолютне значення позаклітинної та внутрішньоклітинної рідини загалом по групі статистично значуще (в 1,4 раза; p < 0,001) зростає (табл. 1). Так, у чоловіків — з 12,68 ± 1,65 л до 17,00 ± 2,35 л (в 1,3 раза, p < 0,001); у жінок — з 9,94 ± 1,18 л до 13,93 ± 1,52 л (в 1,4 раза, p < 0,001) (рис. 3). 
Підтримка та нормалізація об’єму позаклітинної рідини є основою для регуляції артеріального і центрального венозного тиску, нормалізації серцевого викиду, ниркового, печінкового, мозкового і коронарного кровотоку, мікроциркуляції та підтримки біохімічного гомеостазу, а значить, і розвитку ускладнень, насамперед із боку серцево-судинної системи. Указані особливості слід взяти до уваги як при діагностиці ОЖ, так і в процесі лікування пацієнтів із надлишком маси тіла. 
При вивченні структури тіла важливим є дослідження вмісту інтерстР — сегмента рідинних секторів, що може механічно впливати на клітини організму. 
Визначено, що в осіб із ОЖ 3-го ст. цей показник
зростає порівняно з особами з нМТ — з 8,13 ± 1,29 л до 11,19 ± 1, 58 л (p < 0,001) (табл. 1). А в осіб із ОЖ 2-го та 1-го ступеня — до 10,05 ± 0, 98 л (p < 0,001) та 9,45 ± 1,24 л (p < 0,001) відповідно. 
Така тенденція характерна для осіб обох статей: і в чоловіків, і в жінок з ОЖ рівень інтерстР статистично значуще зростає порівняно як із нМТ (p < 0,001 та p < 0,001 відповідно), так і з надлМТ (p < 0,001 та p < 0,001 відповідно). Так, якщо в чоловіків із нМТ цей показник дорівнює 9,51 ± 1,24 л, то при надлМТ — 10,34 ± 1,21 л, а при ОЖ
3-го ст. — 12,75 ± 1,76 л. У жінок аналогічні показники визначаються на рівні 7,65 ± 0,90 л, 8,41 ± 0,83 л та 10,71 ± 1,17 л відповідно (рис. 4).
Таким чином, установлено, що в осіб із надлМТ та ОЖ спостерігається механічне здавлення клітин інтерстР порівняно з особами із нМТ, що патологічно впливає на метаболічні процеси.

Обговорення

При проведенні дослідження доведено, що середні показники вмісту рідини в різних середовищах організму залежать від статі обстежених. Установлено, що в організмі осіб із надлМТ та ОЖ відзначається разом із абсолютним збільшенням загальної води та загальної, позаклітинної, у т.ч. інтерстиціальної, та внутрішньоклітинної рідини відносний дефіцит цих параметрів. Визначено також, що ці зміни поглиблюються з прогресуванням ступеня ожиріння.
На жаль, на сьогодні при діагностуванні надлишку ваги та динамічному нагляді за пацієнтами із надлМТ та ОЖ у практичній медицині указані зміни не враховуються. Основна причина — неможливість визначення параметрів рідинних секторів без інструментальних методів, відсутність необхідного обладнання для його проведення в закладах практичної охорони здоров’я. 
Слід підкреслити, що існують формули щодо визначення обсягів ЗВ залежно від антропометричних даних людини без застосування інструментальних методів [9, 10]. Вони розроблені наприкінці минулого сторіччя іноземними дослідниками. Недоліком цих способів є те, що оцінку загальної води проводять за формулами, побудованими залежно від маси тіла і зросту людини, але без урахування інших антропометричних параметрів, що визначають топографію відкладення жирової тканини. Крім того, використання наведених формул для розрахунку загальної води у вітчизняній популяції дало недостатню точність.
Тому в процесі даного дослідження на основі визначення кореляційних зв’язків основних антропометричних показників із параметрами рідинних секторів тіла, отриманих при проведенні БІА у мешканців м. Харкова, та використання статистичних методів багатовимірного регресійного аналізу були побудовані математичні моделі визначення обсягів водних секторів організму залежно від антропометричних параметрів. Рівняння регресії, показники інформативності моделей (коефіцієнти детермінації — R2) і рівні значущості за F-критерієм наведені в табл. 2.
Дані, що отримані за допомогою розроблених у процесі цього дослідження формул, статистично значимо не відрізнялися від отриманих за допомогою інструментального методу — БІА. Таким чином, їх можна рекомендувати для використання в клінічній практиці.

Висновки

1. При діагностуванні надлишкової маси тіла та ожиріння різного ступеня, крім обчислення індексу маси тіла, необхідно оцінювати особливості дизгідрії.
2. В осіб із надлишковою масою тіла та ожирінням збільшення маси тіла обумовлюється і значущим накопиченням загальної води та загальної рідини.
3. В осіб із надлишком ваги, незважаючи на зростання абсолютного значення загальної води та загальної рідини, спостерігається дегідратація організму.
4. При однакових значеннях індексу маси тіла чоловіки мають більш високий рівень гідратації організму.
5. Зміни метаболізму на рівні клітин також можуть бути обумовлені і змінами рівня внутрішньоклітинної та позаклітинної, насамперед інтерстиціальної, рідини.
6. Запропоновано математичні формули для визначення параметрів рідинних секторів тіла за основними антропометричними показниками.
 
Конфлікт інтересів. Автори гарантують відсутність конфлікту інтересів та власної фінансової зацікавленості при виконанні роботи та написанні статті.

Bibliography

1. WHO, 2015 // http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/
2. Lorenzo A. Predicting body cell mass with bioimpedance by using theoretical methods: a technological review / A. Lorenzo, A.  Andreoli, J. Matthie // Am. Physiol. Soc. — 1997. — P. 1542-1547.
3. Мартиросов Э.Г. Технологии и методы определения состава тела человека / Э.Г. Мартиросов, Д.В. Николаев, С.Г. Руднев. — М.: Наука, 2006. — 256 c.
4. Зайчик А.Ш. Патохимия (эндокринно-метаболические нарушения) / А.Ш. Зайчик, Л.П. Чурилов. — СПб.: Элби-СПб, 2007. — 768 с.
5. Рекомендації ААСЕ/АСЕ-2016 з ведення пацієнтів із ОЖ // https://www.aace.com/files/final-appendix.pdf
6. Оценка водных секторов организма методом биоимпедансной спектроскопии и зависимость от пола, возраста и антропометрических данных / Г.Г. Иванов, Л.В. Котлярова, А.Н. Грибанов, В.Е. Дворников // Восьмая научно-практическая конференция. Главный клинический госпиталь МВД России. — М., 2006. — С. 95-106.
7. Состав плазмы и межклеточной жидкости. Компоненты внутриклеточной жидкости // http://meduniver.com/Medical/Physiology/685.html
8. Трушкина И.В. Оценка структуры тела у пациентов с различной степенью избытка веса / И.В. Трушкина, Г.П. Филиппов, И.В. Леонтьева // Сибир. мед. журн. — 2010. — Т. 25, № 3–1. — С. 38-44. 
9. Watson P.E. Total body water volumes for adult males and females estimated from simple anthropometric measurements / P.E. Watson, I.D. Watson, R.D. Batt // Am. J. Clin. Nutr. — 1980. — Vol. 33(1). — P. 27-39. 
10. Hume R. Relationship between total body water and surface area in normal and obese subjects / R. Hume, E. Weyers // J. Clin. Pathol. — 1971. — Vol. 24. — P. 234-238.

Similar articles

Dynamics of fractalkine among Kharkiv residents with different body mass
Authors: Місюра К.В.(1), Кравчун П.П.(2)
(1) — ДУ «Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського НАМН України», м. Харків, Україна
(2) — Харківський національний медичний університет, м. Харків, Україна

International journal of endocrinology Том 13, №3, 2017
Date: 2017.06.23
Categories: Endocrinology
Sections: Clinical researches
Features of melatonin and serotonin secretion in young women with different body weight and their relationship with the development of insulin resistance
Authors: Місюра К.В., Манська К.Г.
ДУ «Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського НАМН України», м. Харків, Україна

International journal of endocrinology Том 15, №6, 2019
Date: 2019.12.13
Categories: Endocrinology
Sections: Clinical researches
The state of carbohydrate metabolism in patients with polycystic ovary syndrome
Authors: Архипкіна Т.Л., Любимова Л.П., Місюра К.В., Караченцев Ю.І.
ДУ «Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського НАМН України», м. Харків, Україна

International journal of endocrinology Том 13, №6, 2017
Date: 2017.11.13
Categories: Endocrinology
Sections: Clinical researches
Vaspin is a compensatory molecule in the pathogenesis of metabolic obesity-induced disorders
Authors: Місюра К.В.(1), Кравчун П.П.(2)
(1) — ДУ «Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського НАМН України», м. Харків, Україна
(2) — Харківський національний медичний університет, м. Харків, Україна

International journal of endocrinology Том 13, №4, 2017
Date: 2017.07.17
Categories: Endocrinology
Sections: Clinical researches

Back to issue