Narůstající výskyt obezity v populaci má výrazný vliv na progres rozvoje širokého spektra onemocnění pohybového aparátu. Obezita je také spojena se zvýšenými operačními riziky při manažování chirurgických zákroků onemocnění muskuloskeletálního aparátu (Amin et al., 2006). V současnosti roste prevalence výskytu onemocnění pohybového aparátu způsobujících časté bolesti. Současně se zvyšuje i výskyt případů obezity druhého stupně, tedy obezity s indexem tělesné hmotnosti BMI (35,0 – 39,9) (Anandacoomarasamy et al., 2008).
Obezita je spojena s mnoha poruchami pohybového aparátu u dětí a dospělých. Zvýšená prevalence obezity má dopad na sníženou kvalitu života, související s ekonomickými náklady nezbytnými pro správnou zdravotní péči a s častou chronicitou onemocnění pohybového aparátu (Townsend, Scriven, 2014). Na základě hodnoty indexu tělesné hmotnosti je možné populaci rozdělit do skupin: podvýživa (pod 18,5 kg/m2), normální váha (18,5- 24,9 kg/m2), nadváha (25-29,9 kg/m2) a obezita (nad 30 kg/m2). Obezita se dělí na stupně: stupeň I (30,0-34,9), stupeň II (35,0-29,9) a stupeň III (> 40,0) (Kozłowska-Wojciechowska, 1996).
Pacienti s diagnostikovanou obezitou trpí bolestmi a nepohodlím, zvýšeným rizikem poranění, obtížemi s termoregulací a zvýšeným rizikem rozvoje osteoartrózy a dalších onemocnění (Shultz et al., 2014). Studie z roku 2006 podle McTigue a kol. uvedla, že hmotnost pacienta je důležitým modifikovatelným rizikovým faktorem zdravotního rizika při vzniku onemocnění pohybového aparátu. Případy mortality úměrně narůstají se stupněm obezity. Pacienti s diagnostikovanou obezitou třetího stupně při vzniku onemocnění mají zvýšené riziko mortality ve srovnání s pacienty s nižším stupněm obezity, s nadváhou nebo normální váhou (McTigue et al., 2006).
Muskuloskeletální poruchy jsou definovány jako poškození pohybového ústrojenství vyvolané vnějším působením, vysokou biomechanickou expozicí, psychosociálním a psychologickým faktorem. Onemocnění pohybového aparátu se projevují akutním nebo chronickým stavem se výraznou symptomatologií bolesti a omezením fyzické výkonnosti (Lentz et al., 2019). Mezi nejvýznamnější rizikové faktory, které podmiňují riziko vzniku těchto onemocnění, patří věk, pohlaví, sedavý způsob života a s tím spojená nedostatečná fyzická aktivita a zejména antropometrické ukazatele, jako je index tělesné hmotnosti. Přibývání tělesné hmotnosti značně zatěžuje váhu nosné klouby. Obézní jedinci jsou vystaveni vyššímu riziku poranění kloubů v důsledku biochemických změn organismu spojených s vyšší tělesnou hmotností při výkonu každodenních činností. Nedostatek fyzické aktivity v kombinaci se zvýšenou hmotností jedince zvyšuje pravděpodobnost vzniku nesprávného pohybu a fyziologického postavení kloubů a svalů, přičemž se zvyšuje riziko vzniku muskuloskeletálního defektu (Faghri, Momeni, 2014).
Dětská obezita a vliv na pohybový aparát
Pravidelná fyzická aktivita je nezbytným faktorem pro optimální růst a vývoj dítěte. Rozvoj obezity u dětí je spojen s celou řadou funkčních problémů včetně bolesti, nepohodlí a ztuhlosti kloubů dolních končetin, úbytku svalové hmoty a vzniku deformit hrudníku a páteře. Děti a mládež trpící obezitou jsou nejčastěji postiženy odchylkami chůze, deformitami postavení dolních končetin a posunutím epifýzy hlavici stehenní kosti (Gettys et al., 2011). Vysoká prevalence onemocnění pohybového aparátu, jako je bederní hyperlordóza, získaná deformita postavení kolen a hyperextenze kolenního kloubu, se vyskytuje ve vyšší míře u obézních dětí ve srovnání s dětmi s normální hmotností (O'malley et al., 2012).
Ortopedické komplikace a fyzická aktivita přispívají k bolesti a nepohodlí u jedinců s obezitou, což má přímý vztah ke snížení motivace k výkonu fyzické aktivity a k nárůstu tělesné hmotnosti. Dětscí pacienti trpící obezitou a chronickou muskuloskeletální bolestí mají zvýšené riziko vzniku úzkosti a rozvoje deprese (Gettys et al., 2011).
Podeswa a kol. se ve své studii (2006) zabývali určením celkového zdravotního stavu obézních dětí, sledovali přítomnost bolesti a schopnost účastnit se každodenních aktivit života a intenzivního cvičení. Studie potvrdila u dívek s obezitou ve věku 11 až 18 let signifikantní redukci funkčnosti a mobility pohybového aparátu s výraznou bolestivostí. Chlapci s obezitou ve studii vykazovali výraznou redukci mobility, avšak bez zvýšení bolesti v porovnání s chlapci s normální váhou. Výsledky studie poukázaly na vyšší míru prevalence vzniku zdravotního postižení v dospělosti (Podeszwa et al., 2006).
Hainsworth a kol. (2009) zkoumali zdravotní dopady na populaci dětí s obezitou, u nichž se projevovala výrazná chronická bolest pohybového aparátu. Výsledky poukázaly na to, že u 48 % obézních dětí je častěji přítomná bolest pohybového aparátu než jiné typy bolesti, například bolest hlavy nebo břicha. Studie vycházela z předpokladu kombinace chronické bolesti a obezity a jejich negativního účinku na mobilitu a funkci muskuloskeletálního systému. Výzkum potvrdil existenci vzájemné souvislosti mezi chronickou bolestí, obezitou a úrovní fyzické aktivity. Nedostatek fyzické aktivity přispívá k negativnímu efektu, kdy děti s nadváhou a obezitou s přítomnou chronickou bolestí nadále snižují fyzickou aktivitu a cvičení, což potenciálně přispívá k dalšímu nárůstu hmotnosti (Hainsworth et al., 2009).
Obezita u dospělých a její vliv na pohybový aparát
Kompozice těla v kombinaci se svalovou hmotou hraje klíčovou roli v funkční zdatnosti pohybu u obézních jedinců. Vysoký podíl tělesného tuku negativně ovlivňuje svalovou vytrvalost organismu. Klinické studie poukazují na to, že populace s obezitou trpí nižší kadencí chůze a zkracující se délkou kroku, přičemž dochází k prodloužení trvání cyklu chůze (Vaara et al., 2012). Pacienti s obezitou trpí progresivní ztrátou funkčnosti fyzické výkonnosti. Ta se projevuje slabostí, vyčerpáním a nedostatečnou fyzickou aktivitou, která opět přispívá k nárůstu hmotnosti. Zánětlivé a oxidační metabolické poruchy v důsledku nadměrné adipozity v kombinaci s katabolickými změnami bílkovin kosterní svaloviny vedou ke ztrátě svalové hmoty a omezení fyzické výkonnosti jedinců (Reyes et al., 2016).
Osteoartróza
Mezi nejčastější patologické změny pohybového aparátu u dospělých pacientů s diagnostikovanou obezitou patří degenerativní zánětlivé změny kloubů. Nadměrná tělesná hmotnost alteruje strukturu a funkci kolenní chrupavky, což přímo ovlivňuje progres rozvoje osteoartrózy.
Osteoartrózu je možné definovat jako multifaktoriální onemocnění, které vede k dysfunkci až úplné změně alterace kloubů způsobené kloubovou degenerací (Brooks, 2002). Symptomatologií onemocnění je výrazná bolest, snížená pohyblivost, což má negativní dopad na kvalitu života. Patogeneze onemocnění má souvislost s nadměrným přetěžováním kloubů spolu s hormonální a biochemickou dysregulací organismu. Nadměrná hmotnost u jedinců s obezitou přispívá k zvýšené zátěži kloubů, což má za následek negativní vliv na funkci kloubů.
Redukce hmotnosti významně působí na klinické zmírnění bolesti a je schopna oddálit progres rozvoje strukturálního poškození kloubů (King et al., 2013). Narůstající váha zatěžuje a poškozuje kloubní chrupavku nad rámec jejích biologických možností a způsobuje degenerativní změny. Rizikovým faktorem pro vznik prvního stádia osteoartrózy přímo koreluje se zvýšením množství již 1 kg celkové tělesné tukové hmoty (Teichtahl et al., 2015).
Studie Misra a kol. (2019) sledovala účastníky kohortové studie, kteří vykazovali zvýšené riziko rozvoje osteoartritidy. Pomocí DEXA (dvojenergetické rentgenové absorpciometrie) byli účastníci studie kategorizováni na základě kompozice těla a množství svalové hmoty a tuku. Studie se zabývala vztahem mezi kompozicí těla, množstvím tuku v organismu a rizikem rozvoje osteoartritidy během 60 měsíců trvání výzkumu. Analytickou kohortovou skupinu představovalo 1653 jedinců. Byl pozorován signifikantní nárůst rizika rozvoje osteoartritidy ve skupině obézních žen bez klinické formy osteoartrózy na počátku průběhu výzkumu (Misra et al., 2019).
Hinman a kol. ve svém výzkumu (2023) se zabývali porovnáním vlivu fyzioterapeutického cvičení a fyzické aktivity na zlepšení stavu u pacientů s diagnostikovanou osteoartritidou kolenního kloubu. Kvalitativní studie porovnávala účinek fyzické aktivity a cvičení na randomizovaném vzorku 26 pacientů. Sledovala zmírnění projevů bolesti a zlepšení pohybové funkce během 9 měsíců. Výsledky studie potvrdily pozitivní vliv fyzické aktivity na zmírnění klinických projevů onemocnění (Hinman et al., 2023).
Sarkopenická obezita
Sarkopenická obezita je považována za klinický stav, při kterém u pacientů s obezitou dochází k infiltraci svalstva tukovou tkání, čímž se děje úbytek kostní a svalové hmoty. Věk, pohlaví, nadměrná konzumace alkoholu a nesprávně zvolená nekvalitní dieta s nízkým obsahem bílkovin patří k rizikovým faktorům, které jsou asociovány se zvýšeným rizikem vzniku sarkopenické obezity (Pang et al., 2021). Ve kosterní svalovině u pacientů s potvrzenou obezitou dochází k metabolickým změnám, které negativně ovlivňují funkci svalové hmoty. Alterace tukové tkáně, kosterní svaloviny a kosti jsou úzce propojené, přičemž vitamin D plní klíčovou metabolickou roli při udržování homeostázy a zdraví pohybového aparátu (Liu et al., 2022). Nedostatek vitaminu D je celosvětově rozšířený zdravotní problém. Jedna třetina světové populace trpí nedostatkem vitaminu D, což představuje více než 20 % populace severní Evropy, 30–60 % populace západní, jižní a východní Evropy a až 80 % v zemích Blízkého východu (Lips et al., 2019). Zánět a oxidační stres buněk jsou schopny vyvolat anabolickou rezistenci v kosterní svalovině, ektopickou akumulaci tuku s tukovou infiltrací. Infiltrace vede k lipotoxicitě a změnám ve svalových kmenových buňkách. Diferenciace adipocytů, mitochondriální dysfunkce a progres růstu tělesné hmotnosti s rozvojem obezity vedou ke snížení produkce energie, zvýšení oxidačního stresu, funkčním omezením a muskuloskeletálním komplikacím (Barazzoni et al., 2018).
V současnosti trpí sarkopenickou obezitou 19 % populace. Prevalence sarkopenické obezity se liší podle populace a její nárůst souvisí hlavně s věkem navzdory fyziologickému úbytku svalové hmoty. Pacienti s diagnostikovaným metabolickým syndromem, nadměrnou adipozitou a inzulínovou rezistencí mají dvojnásobné riziko vzniku osteosarkopenické obezity. Dalšími rizikovými faktory etiologie vzniku sarkopenické obezity jsou pohlaví, nadměrná konzumace alkoholu, nízký příjem vápníku a nekvalitní strava. Riziku vzniku osteosarkopenické obezity je vystavena část populace s Cushingovou chorobou v důsledku nadměrné expozice glukokortikoidům, pacienti s diabetes mellitus 2. typu, pacienti po transplantaci ledviny a dlouhodobém užívání anabolických steroidů. Pacienti po prodělané těžké formě onemocnění COVID-19, v důsledku léčby vysokými dávkami steroidů a zvýšené adipozity, trpí také rizikem vzniku onemocnění sarkopenické obezity. Jedinci trpící osteosarkopenickou obezitou se zvýšeným množstvím viscerálního tuku mají vyšší riziko vzniku zlomeniny ve srovnání s jedinci, u nichž převažuje podkožní tuk (Di Fillipo et al., 2022).
Diskuse
Dostatečná fyzická aktivita a aktivní životní styl obzvlášť důležité pro děti všech věkových skupin přispívá ke zvýšené pravděpodobnosti správného fyziologického vývoje motorických schopností. Minimalizace fyzické aktivity narušuje rozvoj základních pohybových schopností. Výsledkem je nedostatečná tvorba motorických dovedností potřebných pro zapojení do pohybových aktivit každodenního života (Fisher et al., 2005).
Mnohé studie uvádějí významný vliv obezity na zdravotní stav kostí a kloubů, zejména etiologii patologických stavů jako demineralizace, deformace a dysfunkce kostí asociovaná s bolestivostí v důsledku změn struktury organismu. Studie Taylora a kol. (2006) uvedla při zkoumání ortopedických komplikací výrazně vyšší prevalenci zlomenin u dětí a dospívajících pacientů trpících nadváhou a obezitou, ve srovnání se skupinou dětí a dospívajících s normální váhou (Taylor et al., 2006).
Studie Sá Pinta a kol. (2006) uvádí výskyt degenerativních změn kloubů u pacientů s dětskou obezitou druhého a třetího stupně podle hodnot BMI (indexu tělesné hmotnosti). Výsledky prokázaly častý výskyt případů degenerativních změn kloubů s výraznou bolestí a vyšší frekvencí výskytu genu recurvatum (nadměrné rozšíření kolenního kloubu) v porovnání s populací s normální hmotností. Studie poukazuje na přítomnost vážného rizika vzniku muskuloskeletálních dysfunkcí, deformací a výrazné bolestivosti u pacientů s diagnostikovanou obezitou (De Sá Pinto et al., 2006).
Reijman a kol. (2007) v populační kohortové studii zkoumali vztah mezi indexem tělesné hmotnosti, incidencí a progresí rozvoje osteoartrózy kolenního a kyčelního kloubu. Výsledky studie potvrdily vliv nadváhy na výskyt osteoartrózy kolenního kloubu. Nebyl však prokázán vztah mezi nadváhou a jejím vlivem na etiologii osteoartrózy kyčelního kloubu. Obezita u pacientů byla asociována s progresí osteoartrózy kolenního kloubu, avšak souvislost mezi obezitou a osteoartrózou kyčelního kloubu nebyla prokázána. Progres osteoartrózy byl hodnocen na základě zmenšení šířky kloubního prostoru na rentgenovém snímku (Reijman et al., 2007).
Redukce hmotnosti výrazně zmírňuje bolest a funkci pohybového aparátu u obézních jedinců s diagnostikovanou osteoartrózou kolenního kloubu. Gudbergsen a kol. (2012) ve své studii demonstrovali vliv redukce hmotnosti u obézních jedinců na symptomatickou úlevu osteoartrózy kolenního kloubu, nezávisle na závažnosti poškození kloubu. Studie hodnotila 175 jedinců s obezitou třetího stupně a klinickou formou osteoartrózy kolenního kloubu. Výsledky byly vyhodnocovány na základě diagnostické metody MRI (magnetická rezonance) po uplynutí 16týdenní indikovány nízkoenergetické diety. Pacienti dosáhli výrazného úbytku hmotnosti a 64 % pacientů zaznamenalo významné symptomatické zlepšení onemocnění. Zmírnění projevů bolesti bylo asociováno s úbytkem hmotnosti, avšak nebyly pozorovány strukturální změny. Výsledky naznačují možnost klinického zlepšení stavu pacienta při úbytku hmotnosti, navzdory výrazné degeneraci kolenního kloubu (Gudbergsen et al., 2012).
Závěr
Obezita má výrazný vliv na mnoho onemocnění pohybového aparátu a snížení kvality života. Redukce hmotnosti je klíčová pro zmírnění projevů onemocnění pohybového aparátu. Obezita je asociována s bolestí, kloubovou dysfunkcí a častějšími zlomeninami kostí. Progres osteoartikulárních změn dospělé populace s obezitou vede k potřebě dlouhodobé ortopedické terapie. Narůstající prevalence obezity v současnosti přispívá k nárůstu společenské zátěže, vzniku chronických muskuloskeletálních onemocnění a snižující se kvalitě života související se zdravím a náklady na zdravotní péči (Anandacoomarasamy et al., 2008).
Autoři: *MVDr. Martina Tejová doc. MUDr. Kvetoslava Rimárová, CSc., mim. prof. prof. Mgr. MUDr. Erik Dorko, Phd., MPH, MBA***
Práce je podpořena granty KEGA 008UPJŠ-4/2020 Multimediální technologie ve výuce studií kardiovaskulárního rizika a zdravotního stavu populace pro studenty VŠ s využitím volně dostupných softwarových aplikací a grantem KEGA 010UPJŠ-4/2021 Implementace e-learningových preventivních intervencí v rámci výuky lékařských a ne lékařských oborů.
Seznam bibliografických odkazů
AMIN, Anish K. – SALES, James D. – BRENKEL, Ivan J. 2006. Obesity and total knee and hip replacement. In Current orthopaedics. 1941-7551, 2006, 20, 3, 216–221.
ANANDACOOMARASAMY, Ananthila, et al. 2008. The impact of obesity on the musculoskeletal system. In International journal of obesity. 1476-5497, 2008, 32, 2, 211-222.
BARAZZONI, Rocco, et al. 2018. Sarcopenic obesity: time to meet the challenge. In Obesity facts. 1662-4033, 2018, 11, 4, 294-305.
BROOKS, Peter M. 2002. Impact of osteoarthritis on individuals and society: how much disability? Social consequences and health economic implications. In Current opinion in rheumatology, 1531-6963, 2002, 14, 5, 573-577.
DE SÁ PINTO, Ana L, et al. 2006. Musculoskeletal findings in obese children. In Journal of paediatrics and child health, 1440-1754, 2006, 42, 6, 341-344.
DI FILLIPO, et al. 2022. Vitamin D in Osteosarcopenic Obesity. In Nutrients, 2072-6643, 2022, 14, 9, 1816.
FAGHRI, PD – MOMENI, K. 2014. Musculoskeletal diseases, overweight and obesity, and aging workforce: how to encounter the problem. In Journal of obesity and weight loss therapy, 2473-7372, 2014, 4, 2.
FISHER, Abigail, et al. 2005. Fundamental movement skills and habitual physical activity in young children. In Medicine & Science in Sports & Exercise, 1530-0315, 2005, 37, 4, 684-688.
GETTYS, F Keith, et al. 2011. Obesity in pediatric orthopaedics. In Orthopedic Clinics, 0030-5898, 2011, 42, 1, 95-105.
GUDBERGSEN, H, et al. 2012. Weight loss is effective for symptomatic relief in obese subjects with knee osteoarthritis independently of joint damage severity assessed by high-field MRI and radiography. In Osteoarthritis and Cartilage, 1522-9653, 2012, 20, 6, 495-502.
HAINSWORTH, Keri R, et al. 2009. Co-occurring chronic pain and obesity in children and adolescents: The impact on health-related quality of life. In The Clinical journal of pain, 1536-5409, 2009, 25, 8, 715-721.
HINMAN, Rana S, et al. 2023. Why don't some people with knee osteoarthritis improve with exercise? A qualitative study of responders and non‐responders. Arthritis Care & Research, 2151-4658, 2023.
KING, Lauren K – MARCH, Lyn – ANANDACOOMARASAMY, Ananthila. 2013. Obesity & osteoarthritis. In The Indian journal of medical research, 0971-5916, 2013, 138, 2, 185.
KOZŁOWSKA-WOJCIECHOWSKA, M. Zasady racjonalnego żywienia. 1996. In Nowa Medycyna, 1731-2485, 1996, 3, 21, 48-59.
LENTZ, Trevor A, et al. 2019. Factors associated with persistently high-cost health care utilization for musculoskeletal pain. In PLoS ONE, 1932-6203, 2019, 14, 11, e0225125.
LIPS, Paul, et al. 2019. Current vitamin D status in European and Middle East countries and strategies to prevent vitamin D deficiency: a position statement of the European Calcified Tissue Society. In European journal of endocrinology, 1479-683X, 2019, 180, 4, 23-54.
LIU, Yanhui – CHEN, Schuchun. 2022. Interpretation and Clinical Significance of the Definition and Diagnostic Criteria for Sarcopenic Obesity: ESPEN and EASO Consensus Statement. In Chinese General Practice, 1007-9572, 2022, 0.
MCTIGUE, Kathleen, et al. 2016. Mortality and cardiac and vascular outcomes in extremely obese women. In Jama, 0098-7484, 2006, 296, 1, 79–86.
MISRA, Devyani, et al. 2019. Risk of knee osteoarthritis with obesity, sarcopenic obesity, and sarcopenia. In Arthritis & Rheumatology, 1529-0131, 2019, 71, 2, 232-237.
O'MALLEY, Grace - HUSSEY, Juliette - ROCHE Edna. 2012. A pilot study to profile the lower limb musculoskeletal health in children with obesity. In Pediatric Physical Therapy, 1538-005X, 2012, 24, 3, 292-298.
PANG, Benedict Wei Jun, et al. 2021. Coexistence of osteoporosis, sarcopenia and obesity in community-dwelling adults–The Yishun Study. In Osteoporosis and Sarcopenia, 2405-5255, 2021, 7, 1, 17-23.
PODESZWA, David A, et al. 2006. An analysis of the functional health of obese children and adolescents utilizing the PODC instrument. In Journal of Pediatric Orthopaedics, 1539-2570, 2006, 26, 1, 140-143.
REIJMAN, Max, et al. 2007. Body mass index associated with onset and progression of osteoarthritis of the knee but not of the hip: the Rotterdam Study. In Annals of the rheumatic diseases, 0003-4967, 2007, 66, 2, 158-162.
REYES, Carlen, et al. 2016. Association between overweight and obesity and risk of clinically diagnosed knee, hip, and hand osteoarthritis: a population-based cohort study. In Arthritis Rheumatol, 1529-0131, 2016, 68, 8, 1869–75.
SHULTZ, Sarah P – BYRNE, Nuala M – HILLS, Andrew P. 2014. Musculoskeletal Function and Obesity: Implications for Physical Activity. In Current obesity reports 3, 2162-4968, 2014, 355–360.
TAYLOR, Erica D, et al. 2006. Orthopedic complications of overweight in children and adolescents. Pediatrics, 1098-4275, 2006, 117, 6, 2167-2174.
TEICHTAHL, Andrew J, et al. 2015. Weight change and change in tibial cartilage volume and symptoms in obese adults. In Annals of the rheumatic diseases, 0003-4967, 2015, 74, 6, 1024-1029.
TOWNSEND, Nick – SCRIVEN, A. 2014. Public health mini-guides: obesity London: Churchill Livingston. In Elsevier, 0346-251X, 2014.
VAARA, Jani P, et al. 2012. Associations of maximal strength and muscular endurance test scores with cardiorespiratory fitness and body composition. In The Journal of Strength & Conditioning Research, 1533-4287, 2012, 26, 8, 2078-2086.