Adobe Systems Poruchy příjmu potravy – hodnocení stavu výživy ZL 2020 –jaro- seminář Prof. Anna Vašků 1 Adobe Systems ̶Základní fyziologické mechanismy řízení příjmu potravy, regulace chuti k jídlu ̶ ̶Tuková tkáň a její metabolická aktivita ̶ ̶Poruchy příjmu potravy, obezita ̶ ̶ CÍLE SEMINÁŘE Prof. Anna Vašků 2 Image Energetická homeostáza Prof. Anna Vašků 3 Adobe Systems Image85 Prof. Anna Vašků 4 Image86 Drug Insight: the functions of ghrelin and its potential as a multitherapeutic hormone Masayasu Kojima and Kenji Kangawa Nature Clinical Practice Endocrinology & Metabolism (2006) 2, 80-88 REGULACE CHUTI K JÍDLU Prof. Anna Vašků 5 LEPTIN INSULIN BLOOD VESSEL NPY AgRP α-MSH MORE FOOD INTAKE LESS FOOD INTAKE α-MSH RECEPTORS OREXIGENNÍ-ANOREXIGENNÍ CESTY Prof. Anna Vašků 6 ZÁKLADNÍ KOMUNIKACE MEZI NEURONY CRH NPY GHRELIN POMC Prof. Anna Vašků 7 HYPOTHALAMUS ARC ARC VMN DMN PVN VMN DMN PVN LHA MCH CART RETINA LHA DYNORPHIN OREXINS CEREBRAL CORTEX LIMBIC SYSTEM THALAMUS PITUITARY GLAND GLUCOCORTICOIDS IL-6 INSULIN LEPTIN/ ADIPONECTIN/ TNFα, IL-6 GHRELIN ENDOCRINE GLANDS MUSCLE PANCREAS ADIPOSE TISSUE STOMACH/GUT Prof. Anna Vašků 8 VZTAH KE KORTIKOIDŮM LEPTIN ADIPOSE TISSUE ADRENAL GLAND THIRD VENTRICLE ARC PVN/LHA POMC NPY/AgRP OREXIN CRH CRH ACTH CORTISOL Prof. Anna Vašků 9 Adobe Systems Gut hormones and the regulation of energy homeostasis Kevin G. Murphy and Stephen R. Bloom Nature 444, 854-859(14 December 2006) CENTRÁLNÍ I PERIFERNÍ OKRUHY UPLATŇUJÍCÍ SE V REGULACI PŘÍJMU POTRAVY Prof. Anna Vašků 10 An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is nihms284822f2.jpg The loss of universal helminth infection as occurred in earlier human evolution may alter the numbers or types of bacterial and fungal commensals and thus affect normal mucosal tissue homeostasis. In susceptible or highly exposed individuals, such alterations might alter the balance between immunotolerance, immunosurveillance and nutrient extraction. This imbalance may contribute to the appearance of inflammatory systemic dysregulation at mucosal surfaces, resulting in increases in asthma and allergic diseases, particularly in the setting of environmental changes that have increased exposure to indoor allergens and pollutants, and even to increases in obesity, which can be a risk factor for severe asthma. Immunosurveillance is a term used to describe the processes by which cells of the immune system look for and recognise foreign pathogens, such as bacteria and viruses, or pre-cancerous and cancerous cells in the body. Prof. Anna Vašků 11 Adobe Systems •Virulence některých parazitů podmíněna přítomností některých bakterií (E. histolytica a E. coli nebo S. dysenteriae. •Vnímavost hostitele k virové infekci je podmíněna zvláštní konfigurací mikroorganismů •Infekce herpesvirem může podmiňovat resistenci vůči některým bakteriálním infekcím. •Antibiotika mohou signifikantně změnit složení mikroflóry. •Jasná korelace zjištěna mezi mnohými nemocemi a dysbiózou. •Široké užívání antibiotik může být významné ve vztahu k dramatickému nárůstu autoimunnich nemocí v posledních letech. •Parazitární infekce naopak podporují resistenci vůči rozvoji autoimunitních nemocí. Effect of Interactions of Bacteria, Viruses, and Eukaryotes in Health and ... Efekt interakce bakterií, virů a eukaryot ve zdraví a nemoci 12 Cell 2012; 148: 1258–1270 Prof. Anna Vašků Adobe Systems „Poptávka“ („wanting“) po jídle a energetický příjem ̶„Poptávka“ po jídle a energetický příjem se jasně liší mezi jedinci s normální váhou a jedinci s viscerální obezitou a mezi klidovým stavem a stavem stresu. ̶Jedinci s normální váhou reagují podobně v klidových a stresových podmínkách: poptávka po jídle a energetický příjem klesá v nepřítomnosti hladu. ̶Jedinci s viscerální nadváhou mají naproti tomu zvýšenou poptávku po jídle i energetický příjem v nepřítomnosti hladu ve stresových podmínkách. Jejich poptávka po jídle, po dezertu, snacku a jejich energetický příjem, příjem cukrů a tuků v nepřítomnosti hladu je vyšší za stresových podmínek oproti klidovým podmínkám. ̶Psychosociální stres je spojen s vyšším přírůstkem váhy mezi jedinci s nadváhou oproti jedincům s normální nebo nižší váhou. Zdá se, že jedinci s nadváhou jedí, aby potlačili stres. Prof. Anna Vašků 13 Adobe Systems Regulace příjmu potravy a tělesné hmotnosti ØRegulace příjmu potravy a tělesné hmotnosti podléhají neuroimunohormonální kontrole. ØCentrum příjmu potravy: ventrolaterální hypothalamus ØCentrum sytosti: ventromediální hypothalamus ØAdipostat je nastaven na dosažení určité masy tělesného tuku ØAdipostat je regulován: Økrátkodobou regulací (vzestupem glykemie nebo inzulínu po jídle) Ødlouhodobě se uplatňuje celková masa tělesného tuku. Zvýšená hladina leptinu u všech typů obezit. Prof. Anna Vašků 14 Adobe Systems Metabolismus ̶Všechny chemické změny, které se odehrávají v organismu. Zahrnuje: ̶Anabolismus: proces vyžadující energii. Malé molekuly se spojují a vytvářejí velké molekuly ̶Katabolismus: proces vedoucí k uvolnění energie. Velké molekuly jsou obvykle štěpeny na menší ̶Energie obsažená v cukrech, tucích a bílkovinách je použita k produkci ATP prostřednictvím oxidačně redukčních reakcí. ̶ Prof. Anna Vašků 15 Adobe Systems Stupně metabolismu Figure 24.3 • Nutrienty obsahující energii jsou zpracovány ve třech stupních: 1. Digesce – zpracování potravy; nutrienty jsou transportovány do tkání 2. Anabolismus a tvorba katabolických intermediálních produktů, kde jsou nutrienty: • vázány do lipidů, proteinů a glykogenu, nebo: • rozštěpeny v metabolických cestách na pyruvát a acetyl CoA. 3. Oxidativní rozštěpení– nutrienty jsou katabolizovány na CO2, vodu a ATP Prof. Anna Vašků 16 Metabolické cesty 04-21_1b Intermediární metabolismus Prof. Anna Vašků 17 Adobe Systems Energetický metabolismus ̶-většina látek z potravy je využívána jako zdroj energie ̶1g cukru 17,22kJ ̶1g tuku 39,06kJ ̶1g bílkoviny 23,73kJ Prof. Anna Vašků 18 Adobe Systems Glykolýza Figure 24.6 Prof. Anna Vašků 19 Major enzymes and substrates involved in the regulation of gluconeogenesis. Red arrows and text represent the major enzymes and pathways involved in the regulation of gluconeogenesis. Direct glucose release from glycogen via the debranching enzyme accounts for <10% of the total glucose made via gluconeogenesis. AAT, alanine aminotransferase; fruc-1,6-bisphosphatase, fructose-1,6-bisphosphatase; glu-6-phosphatase, glucose-6-phosphatase; glyceraldehyde-3-P, glyceraldehyde-3-phosphate; glycerol-3-P, glycerol-3-phosphate; LDH, lactate dehydrogenase; OAA, oxaloacetate; PC, pyruvate carboxylase; PDH, pyruvate dehydrogenase phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) Gluconeogenesis Prof. Anna Vašků 20 An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 1743-7075-2-5-2.jpg Jaterní metabolismus fruktózy: vysoce lipogenní metabolická cesta. oFruktóza je rychle absorbována z potravy a rychle metabolizována zejména v játrech. Může poskytovat atomy uhlíku jak glycerolu, tak acylové části triglyceridů. oFruktóza je proto vysoce účinným induktorem lipogenezy de novo. oVysoké koncentrace fruktózy mohou sloužit jako relativně neregulovaný zdroj acetyl CoA. oNa rozdíl od glukózy fruktóza nestimuluje inzulin ani leptin. oStimulace syntézy triglyceridů vede k jaterní akumulaci triglyceridů, což snižuje senzitivitu jater vůči inzulinu. oZvyšuje se tvorba VLDL částic v důsledku větší dostupnosti substrátu, zvýšené stability apoB a vyšší produkce MTP (microsomal triglyceride transfer protein), kritického faktoru pro tvorbu VLDL. Prof. Anna Vašků 21 Adobe Systems Podkožní tuk (SCAT) a viscerální tuk (VAT) ̶VAT obsahuje více buněk (imunitního systému a velkých adipocytů), cév i nervů ̶VAT obsahuje více receptorů pro androgeny a glukokortikoidy ̶VAT je senzitivnější k adrenergní stimulaci ̶VAT vychytává více glukózy ̶Adipocyty ve VAT jsou metabolicky aktivnější a senzitivnější vůči lipolýze ̶VAT tvoří větší množství volných mastných kyselin ̶SCAT se více účastní absorbce cirkulujících volných mastných kyselin a triglyceridů ̶Akumulace VAT zvyšuje riziko metabolických onemocnění (T2DM, hypertenze, hyperlipidémie a aterosklerózy) Prog Cardiovasc Dis. 2018 May - Jun;61(1):3-9 Prof. Anna Vašků 22 Při zánětu vyvolaném fruktózou (zvýšená infiltrace tukové tkáně makrofágy) dochází také k nárůstu 11B-hydroxysteroid dehydrogenázy-1. To vede k nárůstu intracelulárního kortizolu v SCAT a k inzulinové resistenci, takže méně mastných kyselin vstupuje do SCAT. O to více mastných kyselin vstupuje do VAT a jater, kosterního svalstva , srdce a pankreatu, což vede k metabolickým problémům a poruše funkce těchto orgánů. Prog Cardiovasc Dis. 2018 May - Jun;61(1):3-9 Zánět indukovaný fruktózou Prof. Anna Vašků 23 Adobe Systems Podstata trávení: Ò Ò-hydrolýza makromolekulárních látek z potravy účinkem enzymů, vznikají jednoduché látky rozpustné ve vodě, procházející biomembránami Ò-hydrolytické štěpení zajišťují tři základní skupiny enzymů: Òproteázy = proteolytické enzymy – postupně štěpí bílkoviny na peptidy až na aminokyseliny Òamylázy – štěpí škrob a glykogen na disacharidy až monosacharidy (především glukózu) Òlipázy – štěpí triacylglyceroly na mastné kys. a glycerol Prof. Anna Vašků 24 Adobe Systems Biochemická charakteristika prostého hladovění ØVzestup koncentrace adrenalinu, glukagonu, později glukokortikoidů (= biochemické změny odpovídající stresové reakci) ØVyčerpání zásob jaterního glykogenu (za 12-24 hod) ØZvýšená glukoneogeneze ØPokles sekrece inzulínu (antagonismus s glukokortikoidy) ØZvýšená lipolýza se zvýšenou ketogenezí (kys. b-hydroxymáselná, acetoctová, aceton). ØBílkoviny se šetří ØHubnutí až marasmus (pokud se spotřebovávají i strukturní bílkoviny) ØStav se dá rychle zlepšit dodávkou glukózy Prof. Anna Vašků 25 Adobe Systems Katabolické stavy Jsou vyvolány narušenou regulací metabolických dějů zánětlivou reakcí (cytokiny), stresem (KA, GK), dlouhodobou immobilizací. ØAkutní těžká onemocnění (adaptace na hladovění klesá, hrozí rychlý rozvoj proteinové malnutrice). ØZhoubné nádory - kachexie (cytokiny TNF, IL-1 a IL-6). ØTraumata, popáleniny, horečka, bolestivé stavy, AIDS (wasting syndrom). Ø Prof. Anna Vašků 26 Adobe Systems ZPĚTNOVAZEBNÉ OKRUHY UPLATŇUJÍCÍ SE V REGULACI PŘÍJMU POTRAVY Prof. Anna Vašků 27 ADIPOKINY Metabolický efekt Adiponektin Inhibice adheze monocytů na endotelie, inhibice transformace makrofágů do pěnových bb Leptin Signalizace sytosti, inhibice lipogeneze, stimulace lipolyzy, zlepšování inzulinové senzitivity, proangiogenní efekty IL-6 Ovlivňuje apetenci, snižuje množství tukové tkáně aniž by vyvolával ztrátu svalové tkáně, inhibuje glukoneogenezi, zvyšuje hepatální de novo syntézu mastných kyselin a cholesterolu PAI 1 Inhibitor tkáňového aktivátoru plazminogenu, antitrombogenní efekt Adipsin Stimuluje ukládání triglyceridů v tukové tkání stimulací glukózového transportu, zvyšuje re-esterifikaci mastných kyselin, inhibuje lipolýzu TNF Stimuluje uvolňování volných mastných kyselin adipocyty, snižuje syntézu adiponektinu Resistin Kontroverzní účinky v rámci regulace glykémie Angiotensinogen Působí přes RAAS, moduluje krevní tlak Aromatáza Konvertuje androstenedion na estron 11-hydroxysteroid dehydrogenáza Regeneruje metabolicky aktivní kortizol z kortisonu Prof. Anna Vašků 28 cen_2474_f1 Ronti T, 2006 Prof. Anna Vašků 29 anorexia nervosa (mentální anorexie): (hladovění, excesivní váhový úbytek) bulimia nervosa (mentální bulimie) (epizody excesivního přejídaní s následným kompenzačním chováním) „binge eating“ (záchvatovité přejídaní bez následných kompenzačních rituálů ke snížení váhy) obezita (není sama o sobě poruchou příjmu potravy, ale často se s anomálním potravním chování spojuje) PORUCHY PŘÍJMU POTRAVY Prof. Anna Vašků 30 Adobe Systems ETIOLOGIE PORUCH PŘÍJMU POTRAVY Prof. Anna Vašků 31 Adobe Systems ̶AN je 11x častější u příbuzných probandů než u běžné zdravé populace ̶BN je 4-5x častějších u příbuzných ženského pohlaví ̶~15% riziko vzniku poruchy příjmu potravy u příbuzných AN a BN vs. 4% riziko u zdravé populace Strober et al. Am J Psychiatry 2000; 157:393 GENETICKÉ VLIVY GENETICKÉ VLIVY??? Prof. Anna Vašků 32 ENVIRONMENTÁLNÍ VLIVY ENVIRONMENTÁLNÍ VLIVY? Prof. Anna Vašků 33 Adobe Systems ̶William Hammond publikoval v odborné literatuře první článěk o pacientce s mentální anorexií v roce 1879. ̶Již ve středověké literatuře se vyskytují zmínky o pacientech trpících poruchou příjmu potravy. ̶kulturní posedlost štíhlostí a celkovou image jednotlivce vede k výraznému zvýšení prevalence ̶ HISTORICKÝ PŘEHLED Prof. Anna Vašků 34 Sociocultural factors may contribute to the prevalence of eating disorders in economically advantaged countries (though these disorders are still described in poorer communities). Interpersonal factors and family dysfunction also contribute to risk. Adobe Systems ̶Sekundární hypothyreoidismus - suchá kůže, zácpa, hypotermie, bradykardie, zpomalené šlachové reflexy, bradykardie, hypotenze – mech. snížená periferní konverze T4 Þ T3 vedoucí k normálním T4 a velmi nízkým T3 hladinám ̶ ̶Hypogonadotropní hypogonadismus - Narušená sekrece LHRH vede k ß LH, FSH, a snížené tvorbě estradiolu PATOFYZIOLOGICKÉ ZMĚNY U MENTÁLNÍ ANOREXIE Prof. Anna Vašků 35 Adobe Systems BMI = hmotnost [kg] / výška [m]2 BMI = hmotnost (libry)/výška (palce) x 703 Zdravý dospělý: BMI = 18.5-24.9 Nadváha: BMI = 25.0-29.9 Obezita: Třída I: BMI = 30-34.9 Třída II: BMI = 35.0-39.9 Třída III: BMI = 40 a více Je obezita genetická? OBEZITA Prof. Anna Vašků 36 Adobe Systems ̶Argumenty proč ano: ̶Familiární agregace ̶Studie na dvojčatech (větší konkoradance výskytu obezity u MZ dvojčat než u DZ) ̶Velké rodinné studie (množství „statistických modelů“ konzistentních s genetickými vlivy ̶ ̶ HERITABILITA OBEZITY Rodinné studie 30-50% Adopční studie 10-30% Studie na dvojčatech 50-90% GENETIKA OBEZITY Prof. Anna Vašků 37 Více než 430 genů už bylo v literatuře asociováno s výskytem obezity. Snyder EE et al. Obes Res. 12:369, 2004. Slide: compliments of Diane Finegood, CIHR-INMD OBESITY GENE MAP Jakým způsobem hodnotit jejich interakce? Jakým způsobem srovnávat velikost jejich účinku? Různé populace? GENETIKA OBEZITY - ÚSKALÍ Prof. Anna Vašků 38 img004 Worm Research To Fight Obesity About 40 percent overweight! A typical obese cat... 28 pounds! People get too fat when they eat too much and don't get enough exercise. Je obezita dána kulturně – stravovacími zvyklostmi? GENETIKA OBEZITY – ARGUMENTY PROČ NE Prof. Anna Vašků 39 Adobe Systems 1. „Feeding control“ = biochemické procesy determinující vnímání sytosti a hladu, preference určitých typů potravy, frekvenci příjmu potravy 2. Kontrola energetického výdeje termogeneze uncoupling proteiny 3. Adipogeneze: adipokiny (leptin, leptinový receptor, ghrelin, adiponektin...) PATOGENEZE OBEZITY Prof. Anna Vašků 40 NRG403 DRÁHY TRANSKRIPČNÍCH FAKTORŮ ÚČASTNÍCÍCH SE NUTRIČNĚ-ZALOŽENÝCH INTERAKCÍ Prof. Anna Vašků 41 groupimage pleiotropní syndromy s obezitou „monogenní“ syndromy s obezitou polygenní komplexní syndromy KLASIFIKACE SYNDROMŮ S OBEZITOU Prof. Anna Vašků 42 Pleiotropní syndromy: cca 30 syndromů, u nichž obezita představuje konstatní syndromologickou komponentu a jež jsou způsobeny alteracemi známých oblastí PLEIOTROPNÍ SYNDROMY S OBEZITOU Prof. Anna Vašků 43 leptin a jeho receptor (hypogonadotropní hypogonadismus, hyperfágie, hyperinzulinémie, narušená fce T-lymfocytů, časná těžká obezita) proopiomelanocortin (POMC) (hypokortizolémie, časná závažná obezita, světlá pleť, červené vlasy) receptor pro melanokortin-4 (MC4R) (hyperinzulinémie, hyperfagie zmírňující se s věkem) prohormonkonveráza 1(PC1) (těžká obezita, hypogonadotropní hypogonadismus, těžká hypokortizolémie, hypoinzulinémie a abnormální glukózová tolerance) single-minded homolog 1 (SIM1) Většinou se jedná o geny kódující proteiny regulující orexigenní-anorexigenní regulace MONOGENNÍ SYNDROMY S OBEZITOU Prof. Anna Vašků 44 Adobe Systems Prof.Stephen O'Rahilly, MD and I. Sadaf Farooqi, MD Heiko Krude, Heike Biebermann, Werner Luck, Rüdiger Horn, Georg Brabant & Annette Grüters Kongenitální leptinová deficience před a po léčbě POMC mutace (cave rudé vlasy) FENOTYPICKÉ PROJEVY U PACIENTŮ S MONOGENNÍ FORMOU OBEZITY Prof. Anna Vašků 45 Adobe Systems ̶Geny vnímavosti: Celogenomové scany zaměřené na detekci chromosomálních lokusů asociovaných s obezitou Asociační studie zaměřené na studium kandidátních genů pro obezitu Tiffin et al: 2006, Nucleic Acid Res Metaanalýza kandidátních genů identifikovaných 7 různými metodami OBEZITA JAKO MULTIFAKTORIÁLNÍ ONEMOCNĚNÍ Prof. Anna Vašků 46 Adobe Systems TOFI ̶Thus, overconsumption of added sugars promotes “thin on the outside, fat on the inside” (TOFI). ̶The term TOFI is used to describe lean individuals with an increased fat deposition within their abdomen (visceral adiposity). ̶Subjects with TOFI have a body mass index < 25 kg/m2 with an increase in risk factors associated with the metabolic syndrome. This phenotype is a subtype of “metabolically-obese but normal-weight”. ̶The prevalence of TOFI is uncertain but it is estimated that 14% of men and 12% of women have TOFI. ̶TOFI can be diagnosed by MRI or CT scan which can help in differentiating fat (bright white) and other tissues (dark). Prog Cardiovasc Dis. 2018 May - Jun;61(1):3-9 Prof. Anna Vašků 47 Adobe Systems Lipodystrofie ̶Heterogenní skupina onemocnění definovaná jako lokalizovaná nebo generalizovaná ztráta tělesného tuku. ̶Je-li lokalizovaná, obvykle souvisí s tukovou hypertrofií jinde v organismu. ̶Obvykle asociovaná se závažnými metabolickými změnami včetně inzulínové rezistence, dyslipidémie a glukózové intolerance. ̶Celková ztráta tuku velmi závažná. Prof. Anna Vašků 48 High-quality image (742K) - Opens new window Prof. Anna Vašků 49 High-quality image (863K) - Opens new window Prof. Anna Vašků 50 Adobe Systems Popis Ženy Muži Esenciální tuk 10-13% 2-5% Atleti 14-20% 6-13% Fitness 21-24% 14-17% Přijatelně 25-31% 18-24% Obézní 32% a více ≥ 25% ̶ ̶ HODNOCENÍ STAVU VÝŽIVY Prof. Anna Vašků 51 Adobe Systems Výpočet % tělesného tuku pomocí BMI ̶ ̶Dítě = (1,51 x BMI) – (0,70 x věk) – (3,6 x pohlaví) + 1,4 ̶ ̶Dospělý = (1,20 x BMI) – (0,23 x věk) – (10,8 x pohlaví) – 5,4 ̶ ̶Muž = 1, žena = 0 ̶ HODNOCENÍ STAVU VÝŽIVY II Prof. Anna Vašků 52 Adobe Systems „Relative mass fat“ (RMF) Muži: ̶RMF=64 - (20x výška/ obvod pasu) Norma : do 22,8 Ženy ̶RMF=76 - (20x výška/ obvod pasu) ̶Norma: do 33,9 Prof. Anna Vašků 53 50-70 % tuku je tuk subkutánní. Není odrazem zásob viscerálního tuku Distribuce tuku může být různá u různých chorob (lipodystrofie) HODNOCENÍ % PODKOŽNÍHO TUKU Prof. Anna Vašků 54 Adobe Systems ̶Počítačová tomografie ̶Magnetická rezonance ̶Rentgenová denzitometrie ̶ ̶Bioimpedanční analýza (BIA) ̶Spektroskopie blízkého infračerveného pásma ̶ METODY HODNOCENÍ CELKOVÉ ADIPOZITY Prof. Anna Vašků 55 Adobe Systems ̶Rozdílná elektrická vodivost různých tkání těla ̶Nosičem náboje je voda, hojně obsažená v tělesných tkáních ̶Tuková tkáň má nižší impedanci ̶Střídavé proudy ve výši nA ̶Frekvence 0-100 KHz ̶Výsledky odrážejí i stupeň hydratace pacienta BIOIMPEDANČNÍ ANALÝZA Prof. Anna Vašků 56 BODYSTAT Prof. Anna Vašků 57 Adobe Systems Děkuji vám za pozornost cathammock Prof. Anna Vašků 58 Kocour Vasyl II Adobe Systems