Классический механизм формирования ожирения предусматривает повышение способности к образованию жира и его отложению в жировой ткани, в основном в «жировых депо», и затруднение мобилизации жира из тканей [Hernandez, Hoebel, 1980]. Повышенное накопление жира в организме осуществляется за счет не столько экзогенно вводимых и эндогенно образуемых жиров, сколько углеводов. Активация циклов обмена веществ, способствующих новообразованию жиров из углеводов, при ожирении преимущественно выражена в жировой ткани. Естественно, она должна занять центральное место среди патогенетических механизмов тучности.
Жировая ткань у здорового человека составляет до 20% массы тела, но у тучного субъекта может достигать 40— 50%, а в отдельных случаях возрастать до 70%. Большую часть жировой ткани составляют триглицериды (70—90%). Жировая ткань в норме не является простым депо жира. Она обладает высокой метаболической активностью. В ней непрерывно совершаются интенсивные процессы обмена веществ, такие как синтез и гидролиз липидов: синтез жирных кислот, в том числе из углеводов, их эстерификация в триглицериды или нейтральный жир, его депонирование и расщепление с образованием жирных кислот, использование последних для энергетических целей. У здорового человека процессы липогенеза и липолиза уравновешены. Синтез жира обеспечивают два метаболических цикла — гликолитический и пентозный.
По гликолитическому пути осуществляется синтез глицерина из глюкозы через стадию образования α-глицерофосфата. Свободный глицерин в жировой ткани используется для синтеза триглицеридов. Стадии пентозного цикла включают образование пировиноградной кислоты из моносахаридов и глюкогенных аминокислот, декарбоксилирование с последующим образованием ацетил-КоА. Ацетил-КоА при участии аденозинтрифосфата (АТФ) и НАДФ-Н2 конденсируется через ряд этапов в высшие жирные кислоты. Если пентозный цикл неактивен, то в среде преобладает невосстановленный НАДФ и процессы липосинтеза неинтенсивны. При преобладании в среде восстановленного НАДФ, или НАДФ-Н2, липосинтез активируется.
Известно, что отложение жира в жировой ткани происходит в основном в результате его новообразования из углеводов пищи. Интенсивность реакций пентозного цикла и определяет скорость формирования жирных кислот из глюкозы. В жировой ткани по сравнению с другими тканями организма пентозофосфатный цикл обладает наивысшей активностью. Соотношение этого и гликолитического цикла в жировой ткани составляет приблизительно 1:1, а в печени 1 : 12. В кишечной ткани обмен по пентозному циклу вообще не осуществляется [Лейтес С. М., 1967]. Расчеты по результатам исследований с меченым углеродом [Winegrad, Benold, 1958] показали, что жировая ткань использует около 50% поступившей в нее глюкозы в реакциях гликолиза и 50% окисляется по пентозофосфатному и другим альтернативным путям обмена.
Доказано, что процессы липосинтеза при ожирении усиливаются в значительной мере повышением активности не гликолиза, а пентозофосфатного цикла [Шонка Г., Ермоленко Р. И., 1960]. Избыточное питание, особенно чрезмерное поступление углеводов с пищей, считают одним из серьезных факторов, способствующих активации пентозофосфатного цикла.
Ферментное соотношение в жировой ткани до недавнего времени изучали лишь в опытах на животных [Лейтес С. М., Давтян Н. К., 1965; Покровский А. А., Пиленицына Р. А., 1966; Когп, 1955, 1959; Korn et al., 1957]. Во многих работах показана важная роль липаз (гидролазы эфиров глицерина и жирных кислот; КФ 3.1.1.3) в процессах обмена веществ в жировой ткани.
Различают несколько типов липаз, активность которых регулируется различными факторами: липаза, активируемая адреналином; липаза, действующая в нестимулированной ткани; липаза липопротеидная, активность которой повышается при инкубации с гепарином [Cherkes, Gordon, Rubinstein, 1964]. Жиромобилизующая липаза осуществляет гидролиз триглицеридов, обеспечивает поступление в кровь НЭЖК с последующим их использованием в качестве энергетического материала. Липазу жировой ткани, кроме адреналина, активируют норадреналин, соматотропный гормон, АКТГ. Липопротеидная липаза обладает как липолитическим, так и липосинтетическим действием в отношении триглицеридов жировой ткани [Robinson, Frenoh, 1957; Laurell, 1960; Engelberg, 1961, и др.]. Кроме гепарина, активность липопротеидлипазы повышает добавление в инкубационную среду инсулина и глюкозы. Липопротеид-липаза в жировой ткани подготавливает липопротеиды крови к ассимиляции и синтезу триглицеридов.
У человека с нормальным обменом веществ, не страдающего ожирением, и та и другая липаза, будучи достаточно активными, в известной мере уравновешивают процессы липогенеза и липосинтеза [Давтян Н. К., 1962; Лейтес С. М. Давтян Н. К., 1963, 1965; Давтян Н. К., Буртман Р. Н., 1964; Nestel, Havel, 1962; Stern et al., 1962; Chlouverakis, 1963, 1979, и др.].
У тучных животных снижена липолитическая активность жировой ткани [Marshall, Engel, 1960; Leboueuf et al., 1961; Lachaya et al., 1963; Sjostrom L., 1980; Enzig et al., 1981, и др.]. Многие авторы [Лейтес С. М., 1962, 1967; Kekwick, Pawan, 1963, 1964, и др.] сообщали, что при ожирении липолитический эффект специально подобранных диет, в том числе малой энергетической ценности, с высоким содержанием жира объясняется активацией липолитических ферментов.
Это стало предпосылкой для определения активности липаз в подкожной жировой ткани у больных ожирением в Институте питания АМН СССР [Покровский А. А., Оленева В. А., Пиленицина Р. А., 1964]. Наблюдения показали, что у всех тучных людей резко снижена активность обеих липаз. Активность жиромобилизующей липазы у больных ожирением снижена в 5 раз, липопротеидлипазы— в 2,6 раза. Те же соотношения сохранялись при применении активаторов — адреналина и гепарина.
Одновременное снижение активности двух ферментов противоположного действия позволило выдвинуть гипотезу о глубокой метаболической инертности жировой ткани у больных ожирением. Тем не менее при общей низкой активности ферментов особенно снижена активность фермента, обеспечивающего липолиз.
Соотношение липопротеидной и жиромобилизующей липаз в подкожной жировой ткани весьма демонстративно показывает преобладание у больных ожирением липосинтеза над липолизом при общей метаболической инертности жировой ткани. Сдвиг активности ферментов в сторону липосинтеза, как было показано, отчетливо виден при стимуляции физиологическими активаторами. В этих условиях соотношение активности липопротеидной и жиромобилизующей липаз в жировой ткани у тучных более чем в Образа превышало соответствующий показатель у здоровых людей. Следует не только оценить это явление с точки зрения снижения процессов биологического окисления, нарушения динамического равновесия между мобилизацией НЭЖК жировой тканью при ожирении и недостаточностью их использования в энергетических целях другими тканями организма, но и предположить своеобразное блокирование перманентного вывода НЭЖК из жировых депо, что прямо связано с торможением липолиза вследствие снижения активности ферментов.
За последние годы возрос интерес к еще одному ферменту жировой ткани — глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназе (Г-6-ФДГ). Этот фермент является ключевым в пентозофосфатном цикле, а в жировой ткани пентозный путь превращения глюкозо-6-фосфата функционирует весьма интенсивно. Глюкозо-6-фосфат окисляется под влиянием дегидрогеназы в 6-фосфоглюконат, который затем подвергается дальнейшему окислению благодаря действию другой дегидрогеназы. Жировая ткань остается наиболее богатым источником дегидрогеназ, дегидрирующих высшие жирные кислоты. В этом отношении активность жировой ткани выше активности печени в 2—3 раза, мышц и почек—в 30 раз [Лейтес С. М., 1948, 1954]. Высокая активность Г-6-ФДГ пентозного пути еще раз свидетельствует о большой способности жировой ткани генерировать НАДФН2, необходимый для биосинтеза жирных кислот [Cahill et ah, 1958; Tepperman, Tepperman, 1962; Wise, Ball, 1964; Flatt, Ball, 1966; Winegrad, 1965; Forster, Kats, 1966]. Активность Г-6-ФДГ повышается при усиленном откармливании нормальных животных [Cohn, Joseph, 1959], а также при кормлении крыс пищей, обогащенной углеводами [Leveille, Hanson, 1966; Takedo et al., 1967]. И то, и другое, по-видимому, объясняется усилением липогенеза в условиях опытов.
Активность Г-6-ФДГ в жировой ткани определяли в микроучастке подкожной жировой клетчатки, добытой путем эксцизии из передней брюшной стенки [Мокина М. Н., 1971]. Использовали спектрофотометрический метод Корнберга и Хорекера в модификации Ю. Л. Захарьина (1967). Активность выражена в микромолях НАДФ, восстановленного за 1 мин, в расчете на 1 г растворенного белка. Белок в жировой ткани определяли методом Лоури (1967). Контролем служили 23 человека (13 мужчин в возрасте 18— 54 лет и 10 женщин в возрасте 16—50 лет) с нормальной массой тела. У лиц контрольной группы биоптат получали во время операции по поводу аппендицита.
Средние величины активности Г-6-ФДГ у людей с нормальной массой тела составили 20,42+3,28 мкМ/(мин·г) белка.
В наших исследованиях при ожирении активность Г-6-ФДГ оказалась значительно сниженной по сравнению с нормой в 3,7 раза [5,5±0,8 мкМ/(мин·г) белка при норме 20,42±3,28]. Тяжесть ожирения не влияла на активность фермента.
Наиболее низкая активность фермента оказалась у людей, давно страдающих ожирением. Так, если ожирение возникало с детских лет или продолжалось 15—20 лет, то активность Г-6-ФДГ была в пределах 4,46±0,76—4,92±1,45 Ед, а при давности болезни не больше 3—5 лет она составляла 12,69±1,75 Ед. У больных последней группы, относительно недавно достигших разных степеней ожирения, активность фермента была почти в 3 раза выше.
Следовательно, у больных ожирением наряду с низкой активностью липолитических ферментов в жировой ткани значительно снижена активность глюкозо-6-фосфат-дегид-рогеназы — одного из ферментов, обеспечивающих необходимое количество НАДФ для биосинтеза жирных кислот, ключевого фермента пентозного цикла. Следовательно, в определенной мере заторможен липосинтез. Представленные данные еще раз подтверждают гипотезу о своеобразной инертности метаболических процессов, о заторможенности ферментных реакций у больных ожирением.