Ожирение, бактерии и вирусы. Как тучность провоцирует инфекционные заболевания
На фоне популярности бодипозитива многие люди перестали считать ожирение проблемой. Тучные модели всё чаще появляются на обложках глянца и фешн-подиумах всего мира, и если раньше основной идеей этого движения была борьба со стигмой веса, то сегодня его участники призывают не только любить свое полное тело, но и считать тучность нормой. Однако ожирение, увы, по-прежнему вызывает множество заболеваний: наряду с информацией о столь хорошо известных проблемах, как сахарный диабет, гипертония и онкология, в последнее время появляется всё больше данных о связи тучности с инфекциями. Рассказываем, почему вирусы и бактерии любят тучных людей и как снизить риск инфекционных заболеваний при ожирении.
Тучный организм = низкий иммунный статус
Иммунитет — комплекс реакций, который защищает организм от вирусных, бактериальных и прочих инфекций. Если сравнить организм со страной, то иммунные клетки — это его армия. Чем грамотнее и быстрее ее ответ на вторжение инфекций, тем надежнее защита организма.
Как в армии есть разные виды войск, так и клетки иммунной системы можно разделить на группы: врожденные и адаптивные. Клетки врожденного иммунитета — силы быстрого реагирования, которые атакуют патогены срезу после их вторжения в организм. Несмотря на быструю реакцию, у врожденного иммунитета есть недостаток — он способен убивать только единичных диверсантов.
Клетки адаптивного иммунитета — медлительные, но элитные войска. Перед вступлением в бой им требуется длительная подготовка. Они способны справляться с многочисленными врагами, применяя хитроумные стратегии.
Если организм атакует небольшая армия патогенов, силы быстрого реагирования справляются с ними, не беспокоя элитные войска. Если угроза становится более масштабной, в дело вступает адаптивный иммунитет.
Идеальный организм для патогенов — с ослабленным иммунитетом. Тучность относится к патологическим состояниям, ослабляющим как врожденный, так и адаптивный иммунитет.
При ожирении отряд быстрого реагирования покидают лимфоидные клетки 2-го типа, которые противостоят паразитам, аллергенам, респираторным инфекциям, включая вирус гриппа. Перестает также вырабатываться интерферон II типа, обладающий иммуностимулирующим и иммуномодулирующим действием. Уменьшается количество естественных киллеров, главная функция которых — уничтожение клеток, зараженных вирусами и бактериями. Снижается боеспособность Т- и В-клеток, участвующих в адаптивном иммунном ответе.
Но самое интересное происходит с макрофагами — главными бойцами врожденного иммунитета. Они прячутся в жировую ткань и начинают вырабатывать цитокины, что вызывает системное воспаление. Чем выраженнее ожирение, тем больше макрофагов накапливается в жировой ткани и тем сильнее системное воспаление. При наличии хронического воспалительного процесса организм становится легкой добычей для инфекций.
Макрофаги — многоликие иммунные клетки, которые умеют изменять свою транскрипционную программу (наличие тех или иных генов) и облик (фенотип). В зависимости от обстоятельств, они могут вызывать воспалительный процесс или его гасить. При тучности макрофаги жировой ткани начинают секретировать провоспалительные медиаторы, факторы роста. Большое количество агрессивных макрофагов может привести к инсулинорезистентности и развитию диабета 2-го типа. Кроме этого, они стимулируют рост новообразований. Макрофаги жировой ткани, выделенные у тучных людей, напоминают макрофаги опухоли.
Эксперименты, проведенные на грызунах, показали, что ожирение ускоряет инволюцию тимуса и старение иммунной системы. Тимус — военная база иммунитета, в которой проходят обучение его элитные войска. Предшественники Т-клеток созревают в костном мозге и с кровотоком попадают в тимус. Там они приобретают способность противостоять определенным антигенам. Так создается огромное разнообразие иммунокомпетентных клеток, благодаря которым организм справляется с разными видами патогенов.
С возрастом меняется архитектура тимуса и происходит усыхание его тканей, что снижает количество зрелых Т-клеток и повышает уязвимость к инфекциям. У тучных мышей, которых кормили жирными продуктами, в тимусе наблюдались аналогичные изменения.
Жировая ткань — полноценный эндокринный орган, вырабатывающий гормоны, в том числе лептин, который регулирует работу иммунитета. При ожирении уровень лептина повышается, что приводит к лептинорезистентности — снижению чувствительности тканей к этому гормону. В свою очередь, лептинорезистентность снижает реакцию иммунных клеток и повышает восприимчивость к инфекциям.
Многим тучным людям свойственна гиподинамия, что снижает эффективность иммунитета. Умеренные физические нагрузки стимулируют отдельные звенья иммунной системы. Например, усиливают активность нейтрофилов, обеспечивающих фагоцитоз бактерий и вирусов.
Ожирение — пособник эпидемий
Тучные люди дольше выделяют вирусные частицы во внешнюю среду, чем люди с нормальным весом, что повышает риск заражения окружающих. При ожирении вирус гриппа А в среднем выделяется у них 5,23 дня против 3,68 у худых. При ковиде тучные пациенты остаются заразными на шесть дней дольше по сравнению с людьми без ожирения.
Жировая ткань становится надежным убежищем для вирусов, в котором они чувствуют себя в безопасности и быстро размножаются. Это касается таких инфекций, как аденовирус человека, вирус гриппа A, ВИЧ, цитомегаловирус, SARS-CoV-2.
Жировая ткань — уютный домик для палочки Коха, вызывающей туберкулез. В нем туберкулезная палочка становится недосягаемой для противомикробных препаратов и иммунных клеток.
Тучная среда способствует мутации вирусов. Сниженный иммунитет при ожирении приводит к быстрой репликации вирусной РНК и появлению новых, более вирулентных штаммов.
Тучность и риск инфекционных заболеваний
Лидирующую позицию среди инфекционных заболеваний занимают ОРВИ, которые чаще всего поражают детей. В России каждый год диагностируется 70–80 тысяч случаев ОРВИ на 100 тысяч детского населения (в 3,3 раза больше, чем у взрослых). Восприимчивость к острым респираторным инфекциям связана с индексом массы тела. У детей с ИМТ ≥20 риск развития ОРВИ в два раза выше, чем у детей с более низким ИМТ.
По данным ВОЗ, ежегодно в мире диагностируется 3–5 млн тяжелых случаев гриппа, и от 290 до 650 тысяч человек от него умирают. При этом вирус так быстро эволюционирует, что всегда на шаг опережает науку. Ученым приходится участвовать в этой гонке, регулярно создавая новые вакцины и препараты.
Этой зимой в России произошел всплеск свиного гриппа — родственника той самой «испанки», которая сто лет назад унесла миллионы жизней. Последний раз пандемия свиного гриппа бушевала в 2009 году, и один из ее ударов пришелся на Калифорнию. Половина взрослых калифорнийцев старше 20 лет, госпитализированных с инфекцией H1N1, страдали ожирением. 61% людей, умерших от свиного гриппа, имели лишние килограммы. Тучные пациенты в два раза чаще попадали в отделение интенсивной терапии по сравнению с худыми.
Ожирение повышает риск заражения коронавирусной инфекции. В жировой ткани экспрессия белка ACE2 выше, чем в эпителии дыхательных путей, а рецепторы этого белка — входные ворота для коронавируса. Кроме этого, тучность осложняет течение ковида.
Метаанализ 19 исследований продемонстрировал: треть людей, госпитализированных с COVID-19, имеют лишние килограммы. Ожирение наблюдается у 43% пациентов, нуждающихся в ИВЛ, и у 33% умерших от коронавируса.
Частое попадание тучных людей с ковидом на ИВЛ можно объяснить тем, что у них и до этого были проблемы с дыханием. Заболевания респираторной системы встречаются у 35% людей с ожирением. К ним относятся снижение бронхиальной проходимости, синдром обструктивного апноэ во сне и дыхательная недостаточность. При тучности снижается объем легких, сужаются дыхательные пути, нарушается внешнее дыхание, потребность в кислороде возрастает на 25%.
Одно из самых опасных инфекционных заболеваний — туберкулез, который каждый год уносит миллионы жизней. В России на начало 2022 года заболеваемость туберкулезом составляла 48 человек на 100 тысяч населения.
Ожирение — детерминанта диабета 2-го типа. В свою очередь, при СД 2 в три раза увеличивается риск развития туберкулеза и в два раза — вероятность его тяжелого течения. Сниженный иммунитет, системное воспаление, высокий уровень сахара и жиров в крови, кетоз, свойственные диабетикам, повышают их восприимчивость к инфекции.
К распространенным заболеваниям относятся инфекции мочевыводящих путей (ИМП), которые чаще всего вызывает кишечная палочка. Обычно эта бактерия обитает в кишечнике, но иногда (например, при несоблюдении правил гигиены) проникает в мочеиспускательный канал.
В большинстве случаев ИМП возникают у женщин (у 60% хотя бы раз в жизни): мочеиспускательный канал у них короче и расположен ближе к анусу, чем у мужчин. Исследование с участием более 95 тысяч человек показало, что тучность — фактор риска ИМП, в том числе пиелонефрита, который у тучных пациентов встречался в 5 раз чаще, чем у пациентов с нормальным весом.
Ожирение повышает риск развития ИМП и во время беременности. Воспалительные процессы мочевыделительной системы опасны как для будущей матери, так и для плода. У 40% беременных с пиелонефритом развивается поздний гестоз, у 30% беременность заканчивается самопроизвольным прерыванием. Перинатальная смертность составляет 25–50%.
Ожирение и вакцинация
Ожирение повышает риск заражения гриппом даже при наличии вакцинации. У вакцинированных лиц с ожирением вероятность заболеть гриппом в два раза выше, чем у людей с нормальным весом.
Лишние килограммы снижают эффективность вакцинации против вируса гепатита В, поражающего печень. Согласно ВОЗ, в 2019 году в мире насчитывалось 296 млн носителей хронической формы вируса, при этом ежегодно диагностируется 1,5 млн новых случаев инфицирования. Многие зараженные умирают от цирроза и рака печени.
Анализ данных о вакцинации против гепатита В, опубликованных с 1973 по 2015 год, показал связь между низкой эффективностью вакцины и ожирением. Метаанализ 37 исследований продемонстрировал, что эффективность вакцины против гепатита В значительно снижается при ИМТ ≥ 25. Другими факторами риска оказались возраст старше 40 лет и курение. Интересно, что у алкоголиков ответ на вакцину был нормальным.
Доказана связь между висцеральным ожирением и низкими титрами антител после вакцинации против COVID-19. Эффективность вакцины также снижается при курении и артериальной гипертензии.
Физическая активность — защита от вирусов и бактерий
Если тучность снижает иммунитет, увеличивает риск инфекций и осложняет их течение, то логично предположить, что нормализация веса приводит к обратному эффекту. И здесь ключевая роль отводится физической нагрузке, которая позволяет не только похудеть, но также уменьшает системное воспаление и тяжесть инфекционных заболеваний, улучшает ответ антител на вакцины.
Исследование с участием более 48 тысяч человек показало, что физическая активность в течение 2,5 часов в неделю снижает риск тяжелых исходов COVID‐19 даже при наличии хронических заболеваний, в том числе и ожирения.
Метаанализ 20 исследований выявил положительную связь между физическими упражнениями и иммунным ответом на вакцинацию, особенно у людей с иммунной дисфункцией.
Физические упражнения нормализуют работу иммунной системы, но только в том случае, если они дозированные. Избыточная активность, напротив, подавляет иммунитет. После утомительных тренировок возникает временная иммуносупрессия, которая делает человека беззащитным перед инфекциями. Спустя некоторое время работа иммунитета восстанавливается, но в период иммуносупрессии, так называемого открытого окна, легко подцепить заразу.