Зростання поширеності ожиріння в популяції має значний вплив на прогресування широкого спектра захворювань опорно-рухового апарату. Ожиріння також асоціюється з підвищеними операційними ризиками при менеджменті хірургічних втручань при захворюваннях опорно-рухового апарату (Amin et al., 2006). На сьогодні зростає поширеність захворювань опорно-рухового апарату, що спричиняють частий біль. Водночас зростає і кількість випадків ожиріння другого ступеня, тобто ожиріння з індексом маси тіла BMI (35,0 – 39,9) (Anandacoomarasamy et al., 2008).
Ожиріння асоціюється з багатьма порушеннями опорно-рухового апарату у дітей та дорослих. Підвищена поширеність ожиріння впливає на зниження якості життя, що пов'язано з економічними витратами, необхідними для належного медичного догляду та через часту хронічність захворювань опорно-рухового апарату (Townsend, Scriven, 2014). На основі значення індексу маси тіла популяцію можна розділити на групи: недостатня вага (менше 18,5 кг/м2), нормальна вага (18,5-24,9 кг/м2), надмірна вага (25-29,9 кг/м2) та ожиріння (понад 30 кг/м2). Ожиріння можна розділити на ступені: ступінь I (30,0-34,9), ступінь II (35,0-39,9) та ступінь III (> 40,0) (Kozłowska-Wojciechowska, 1996). Пацієнти з діагностованим ожирінням страждають від болю та дискомфорту, підвищеного ризику травмування, труднощів з терморегуляцією та підвищеного ризику розвитку остеоартрозу та інших захворювань (Shultz et al., 2014). Дослідження 2006 року, проведене McTigue та співавт., зазначило, що вага пацієнта є важливим модифікованим фактором ризику для здоров'я при виникненні захворювань опорно-рухового апарату. Випадки смертності пропорційно зростають зі ступенем ожиріння. Пацієнти з діагностованим ожирінням третього ступеня при розвитку захворювання мають підвищений ризик смертності порівняно з пацієнтами з нижчим ступенем ожиріння, надмірною вагою або нормальною вагою (McTigue et al., 2006).
Опорно-рухові порушення визначаються як пошкодження опорно-рухового апарату, спричинені зовнішнім впливом, високою біомеханічною експозицією, психосоціальними та психологічними факторами. Захворювання опорно-рухового апарату проявляються гострим або хронічним станом із вираженою симптоматичною болючістю та обмеженням фізичної працездатності (Lentz et al., 2019). До найважливіших факторів ризику, що зумовлюють ризик виникнення цих захворювань, належать вік, стать, сидячий спосіб життя та пов'язана з цим недостатня фізична активність, і особливо антропометричні показники, такі як індекс маси тіла. Приріст маси тіла значно навантажує суглоби, що несуть вагу. Ожирілі особи піддаються вищому ризику травмування суглобів внаслідок біохімічних змін організму, пов'язаних із вищою масою тіла при виконанні повсякденних дій. Нестача фізичної активності в поєднанні зі збільшеною вагою особи підвищує ймовірність виникнення неправильного руху та фізіологічного положення суглобів і м'язів, при цьому підвищується ризик виникнення опорно-рухового дефекту (Faghri, Momeni, 2014).
Дитяче ожиріння та вплив на опорно-руховий апарат
Регулярна фізична активність є необхідним фактором для оптимального росту та розвитку дитини. Розвиток ожиріння у дітей пов'язаний із цілою низкою функціональних проблем, включаючи біль, дискомфорт та скутість суглобів нижніх кінцівок, втрату м'язової маси та виникнення деформацій грудної клітки та хребта. Діти та молодь, які страждають на ожиріння, найчастіше уражаються відхиленнями ходи, деформаціями положення нижніх кінцівок та зісковзуванням епіфіза головки стегнової кістки (Gettys et al., 2011). Висока поширеність захворювань опорно-рухового апарату, таких як поперековий гіперлордоз, набута деформація положення колін та гіперекстензія колінного суглоба, зустрічається частіше у дітей з ожирінням порівняно з дітьми з нормальною вагою (O'malley et al., 2012).
Ортопедичні ускладнення та фізична активність сприяють болю та дискомфорту в осіб з ожирінням, що має прямий зв'язок зі зниженням мотивації виконувати фізичну активність та зі збільшенням маси тіла. Дитячі пацієнти, які страждають на ожиріння та хронічний опорно-руховий біль, мають підвищений ризик виникнення тривожних станів та розвитку депресії (Gettys et al., 2011).
Podeszwa та співавт. у своєму дослідженні (2006) займалися визначенням загального стану здоров'я дітей з ожирінням, відстежували наявність болю та здатність брати участь у повсякденній діяльності та інтенсивних вправах. Дослідження підтвердило у дівчат з ожирінням віком від 11 до 18 років значне зниження функціональності та мобільності опорно-рухового апарату з вираженою болючістю. Хлопці з ожирінням у дослідженні демонстрували значне зниження мобільності, проте без посилення болю порівняно з хлопцями з нормальною вагою. Результати дослідження вказали на вищий рівень поширеності виникнення інвалідності в дорослому віці (Podeszwa et al., 2006).
Hainsworth та співавт. (2009) досліджували вплив на здоров'я популяції дітей з ожирінням, у яких проявлявся виражений хронічний біль опорно-рухового апарату. Результати вказали на той факт, що у 48 % дітей з ожирінням частіше присутній біль опорно-рухового апарату, ніж інші типи болю, наприклад, головний біль або біль у животі. Дослідження базувалося на припущенні про поєднання хронічного болю та ожиріння та його негативного впливу на мобільність та функцію опорно-рухового апарату. Дослідження підтвердило існування взаємозв'язку між хронічним болем, ожирінням та рівнем фізичної активності. Нестача фізичної активності сприяє негативному ефекту, при якому діти з надмірною вагою та ожирінням із присутнім хронічним болем продовжують знижувати фізичну активність та вправи, що потенційно сприяє подальшому збільшенню приросту маси тіла (Hainsworth et al., 2009).
Ожиріння у дорослих та його вплив на опорно-руховий апарат
Композиція тіла в поєднанні з м'язовою масою відіграє ключову роль у функціональній здатності руху в осіб з ожирінням. Висока частка жиру в організмі негативно впливає на м'язову витривалість організму. Клінічні дослідження вказують на той факт, що популяція з ожирінням страждає від нижчої частоти ходи та скорочення довжини кроку, при цьому відбувається подовження тривалості циклу ходи (Vaara et al., 2012). Пацієнти з ожирінням страждають від прогресуючої втрати функціональності фізичної працездатності. Вона проявляється слабкістю, виснаженням та недостатньою фізичною активністю, що знову сприяє збільшенню маси тіла. Запальні та окислювальні метаболічні порушення внаслідок надмірної адипозності в поєднанні з катаболічними змінами білків скелетних м'язів призводять до втрати м'язової маси та обмеження фізичної працездатності осіб (Reyes et al., 2016).
Остеоартроз
До найчастіших патологічних змін опорно-рухового апарату у дорослих пацієнтів із діагностованим ожирінням належать дегенеративні запальні зміни суглобів. Надмірна маса тіла змінює структуру та функцію колінного хряща, що безпосередньо впливає на прогресування розвитку остеоартрозу.
Остеоартроз можна визначити як мультифакторне захворювання, що призводить до дисфункції та навіть повної зміни (альтерації) суглобів, спричиненої суглобовою дегенерацією (Brooks, 2002). Симптоматологією захворювання є виражений біль, знижена рухливість, що має негативний вплив на якість життя. Патогенез захворювання пов’язаний із надмірним навантаженням на суглоби разом із гормональною та біохімічною дисрегуляцією організму. Надмірна вага в осіб з ожирінням сприяє підвищеному навантаженню на суглоби, що має наслідком негативний вплив на функцію суглобів.
Зниження ваги суттєво впливає на клінічне полегшення болю і здатне відтермінувати прогресування розвитку структурного пошкодження суглобів (King et al., 2013). Зростаюча вага навантажує та пошкоджує суглобовий хрящ понад межі його біологічних можливостей і спричиняє дегенеративні зміни. Ризик виникнення початкової стадії остеоартрозу прямо корелює зі збільшенням кількості навіть на 1 кг загального тілесного жиру (Teichtahl et al., 2015).
Дослідження Misra et al. (2019) спостерігало за учасниками когортного дослідження, які демонстрували підвищений ризик розвитку остеоартриту. Використовуючи DEXA (двоенергетичну рентгенівську абсорбціометрію), учасники дослідження були класифіковані на основі складу тіла та кількості м’язової маси й жиру. Дослідження займалося зв’язком між складом тіла, кількістю жиру в організмі та ризиком розвитку остеоартриту протягом 60 місяців тривання дослідження. Аналітичну когортну групу становили 1653 особи. Було помічено значне зростання ризику розвитку остеоартриту в групі жінок з ожирінням без клінічної форми остеоартрозу на початку перебігу дослідження (Misra et al., 2019).
Hinman et al. у своєму дослідженні (2023) присвятили увагу порівнянню впливу фізіотерапевтичних вправ та фізичної активності на покращення стану у пацієнтів із діагностованим остеоартритом колінного суглоба. Якісне дослідження порівнювало ефект фізичної активності та вправ на рандомізованій вибірці з 26 пацієнтів. Воно спостерігало за полегшенням проявів болю та покращенням рухової функції протягом 9 місяців. Результати дослідження підтвердили позитивний вплив фізичної активності на полегшення клінічних проявів захворювання (Hinman et al., 2023).
Саркопенічне ожиріння
Саркопенічне ожиріння вважається клінічним станом, при якому у пацієнтів з ожирінням відбувається інфільтрація м’язів жировою тканиною, через що відбувається зменшення кісткової та м’язової маси. Вік, стать, надмірне споживання алкоголю та неправильно обрана неякісна дієта з низьким вмістом білків належать до факторів ризику, які асоційовані з підвищеним ризиком виникнення саркопенічного ожиріння (Pang et al., 2021). У скелетній мускулатурі у пацієнтів із підтвердженим ожирінням відбуваються метаболічні зміни, які негативно впливають на функцію м’язової маси. Альтерації жирової тканини, скелетної мускулатури та кісток тісно пов’язані, причому вітамін D виконує ключову метаболічну роль у підтриманні гомеостазу та здоров’я опорно-рухового апарату (Liu et al., 2022). Нестача вітаміну D є загальносвітовою проблемою охорони здоров’я. Одна третина світового населення страждає від нестачі вітаміну D, що становить понад 20 % населення Північної Європи, 30–60 % населення Західної, Південної та Східної Європи і до 80 % у країнах Близького Сходу (Lips et al., 2019). Запалення та оксидативний стрес клітин здатні викликати анаболічну резистентність у скелетній мускулатурі, ектопічне накопичення жиру з жировою інфільтрацією. Інфільтрація призводить до ліпотоксичності та змін у м’язових стовбурових клітинах. Диференціація адипоцитів, мітохондріальна дисфункція та прогрес росту маси тіла з розвитком ожиріння призводять до зниження вироблення енергії, збільшення оксидативного стресу, функціональних обмежень та мускулоскелетних ускладнень (Barazzoni et al., 2018).
На сьогодні саркопенічним ожирінням страждає 19 % населення. Поширеність саркопенічного ожиріння відрізняється залежно від популяції, і її збільшення пов’язане насамперед із віком, попри фізіологічне зменшення м’язової маси. Пацієнти з діагностованим метаболічним синдромом, надмірною адипозністю та інсулінорезистентністю мають подвійний ризик виникнення остеосаркопенічного ожиріння. Іншими факторами ризику етіології виникнення саркопенічного ожиріння є стать, надмірне споживання алкоголю, низьке споживання кальцію та неякісне харчування. Ризику виникнення остеосаркопенічного ожиріння піддається частина населення з хворобою Кушинга внаслідок надмірного впливу глюкокортикоїдів, пацієнти з цукровим діабетом 2-го типу, пацієнти після трансплантації нирки та тривалого вживання анаболічних стероїдів. Пацієнти після перенесення важкої форми захворювання COVID-19 внаслідок лікування високими дозами стероїдів та підвищеної адипозності також страждають від ризику виникнення захворювання саркопенічного ожиріння. Особи, які страждають на остеосаркопенічне ожиріння з підвищеною кількістю вісцерального жиру, мають вищий ризик виникнення перелому порівняно з особами, у яких переважає підшкірний жир (Di Fillipo et al., 2022).
Дискусія
Достатня фізична активність та активний спосіб життя, особливо важливий для дітей усіх вікових груп, сприяють підвищеній імовірності правильного фізіологічного розвитку моторних здібностей. Мінімізація фізичної активності порушує розвиток базових рухових здібностей. Результатом є недостатнє формування рухових навичок, необхідних для залучення до рухової активності повсякденного життя (Fisher et al., 2005).
Багато досліджень вказують на значний вплив ожиріння на стан здоров’я кісток і суглобів, особливо на етіологію патологічних станів, таких як демінералізація, деформація та дисфункція кісток, асоційована з болісністю внаслідок змін структури організму. Дослідження Taylor et al. (2006) при дослідженні ортопедичних ускладнень вказало на значно вищу поширеність переломів у дітей та підлітків, які страждають на надмірну вагу та ожиріння, порівняно з групою дітей та підлітків із нормальною вагою (Taylor et al., 2006).
Дослідження De Sá Pinto et al. (2006) вказує на виникнення дегенеративних змін суглобів у пацієнтів із дитячим ожирінням другого та третього ступеня на основі значень ІМТ (індексу маси тіла). Результати продемонстрували часте виникнення випадків дегенеративних змін суглобів із вираженою болісністю та вищу частоту виникнення genu recurvatum (надмірного розгинання колінного суглоба) порівняно з популяцією з нормальною вагою. Дослідження вказує на наявність серйозного ризику виникнення мускулоскелетних дисфункцій, деформацій та вираженої болісності у пацієнтів із діагностованим ожирінням (De Sá Pinto et al., 2006).
Reijman та співавт. (2007) у популяційному когортному дослідженні вивчали зв'язок між індексом маси тіла, частотою виникнення та прогресуванням остеоартрозу колінного та кульшового суглобів. Результати дослідження підтвердили вплив надмірної ваги на виникнення остеоартрозу колінного суглоба. Однак зв'язок між надмірною вагою та її впливом на етіологію остеоартрозу кульшового суглоба не було доведено. Ожиріння у пацієнтів асоціювалося з прогресуванням остеоартрозу колінного суглоба, проте зв'язок між ожирінням та остеоартрозом кульшового суглоба не був підтверджений. Прогресування остеоартрозу оцінювали на основі зменшення ширини суглобової щілини на рентгенівському знімку (Reijman et al., 2007).
Зниження маси тіла значно полегшує біль та покращує функцію опорно-рухового апарату в осіб з ожирінням, яким діагностовано остеоартроз колінного суглоба. Gudbergsen та співавт. (2012) у своєму дослідженні продемонстрували вплив зниження маси тіла в осіб з ожирінням на симптоматичне полегшення остеоартрозу колінного суглоба, незалежно від тяжкості ураження суглоба. У дослідженні оцінювали 175 осіб з ожирінням третього ступеня та клінічною формою остеоартрозу колінного суглоба. Результати оцінювали на основі діагностичного методу МРТ (магнітно-резонансна томографія) після завершення 16-тижневої призначеної низькоенергетичної дієти. Пацієнти досягли значного зниження маси тіла, і 64 % пацієнтів відзначили суттєве симптоматичне покращення стану захворювання. Полегшення проявів болю асоціювалося зі зниженням маси тіла, проте структурних змін не спостерігалося. Результати вказують на можливість клінічного покращення стану пацієнта при зниженні маси тіла, попри виражену дегенерацію колінного суглоба (Gudbergsen et al., 2012).
Висновок
Ожиріння має значний вплив на багато захворювань опорно-рухового апарату та зниження якості життя. Зниження маси тіла є ключовим для полегшення проявів захворювань опорно-рухового апарату. Ожиріння асоціюється з болем, суглобовою дисфункцією та частішими переломами кісток. Прогресування остеоартикулярних змін у дорослого населення з ожирінням призводить до потреби у довготривалій ортопедичній терапії. Зростаюча поширеність ожиріння в наш час сприяє збільшенню соціального навантаження, виникненню хронічних кістково-м'язових захворювань та зниженню якості життя, пов'язаної зі здоров'ям, а також витрат на охорону здоров'я (Anandacoomarasamy et al., 2008).
Автори: *MVDr. Martina Tejová doc. MUDr. Kvetoslava Rimárová, CSc., mim. prof. prof. Mgr. MUDr. Erik Dorko, Phd., MPH, MBA***
Робота підтримана грантами KEGA 008UPJŠ-4/2020 Мультимедійні технології у викладанні досліджень серцево-судинного ризику та стану здоров'я населення для студентів ВНЗ з використанням вільно доступних програмних додатків та грантом KEGA 010UPJŠ-4/2021 Впровадження електронного навчання профілактичних інтервенцій у межах викладання медичних та немедичних спеціальностей.
Список бібліографічних посилань
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. Індекс маси тіла пов’язаний із початком і прогресуванням остеоартриту колінного, але не кульшового суглоба: Роттердамське дослідження. In Annals of the rheumatic diseases, 0003-4967, 2007, 66, 2, 158-162.
REYES, Carlen, et al. 2016. Зв’язок між надмірною вагою та ожирінням і ризиком клінічно діагностованого остеоартриту колінного, кульшового суглобів та суглобів кисті: популяційне когортне дослідження. In Arthritis Rheumatol, 1529-0131, 2016, 68, 8, 1869–75.
SHULTZ, Sarah P – BYRNE, Nuala M – HILLS, Andrew P. 2014. Опорно-рухова функція та ожиріння: наслідки для фізичної активності. In Current obesity reports 3, 2162-4968, 2014, 355–360.
TAYLOR, Erica D, et al. 2006. Ортопедичні ускладнення надмірної ваги у дітей та підлітків. Pediatrics, 1098-4275, 2006, 117, 6, 2167-2174.
TEICHTAHL, Andrew J, et al. 2015. Зміна ваги та зміна об’єму великогомілкового хряща і симптомів у дорослих з ожирінням. In Annals of the rheumatic diseases, 0003-4967, 2015, 74, 6, 1024-1029.
TOWNSEND, Nick – SCRIVEN, A. 2014. Міні-посібники з громадського здоров’я: ожиріння London: Churchill Livingston. In Elsevier, 0346-251X, 2014.
VAARA, Jani P, et al. 2012. Зв’язки результатів тестів на максимальну силу та м’язову витривалість із кардіореспіраторною підготовленістю та складом тіла. In The Journal of Strength & Conditioning Research, 1533-4287, 2012, 26, 8, 2078-2086.