Жировая ткань представлена в разном количестве во всех тканях организма, а ее распределение зависит от множества факторов, включающих пол, возраст, этническую принадлежность, генетические особенности, уровень физической активности, характер питания. С развитием новых высокоразрешающих визуализирующих технологий появилась возможность оценки как общего количества жировой ткани в теле, так и исследования топографических особенностей ее распределения.
В настоящее время выделяют два подтипа интраабдоминальной жировой ткани с различными метаболическими характеристиками: подкожную (ПЖТ) и висцеральную (ВЖТ). Особый интерес представляет изучение именно висцерального отложения жировой массы, так как показана его взаимосвязь с высоким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета 2-го типа (СД2), инсулинорезистентности (ИР) и дислипидемии. ВЖТ является источником ряда биологически активных пептидов, адипокинов (висфатин и др.). Адипонектин - уникальный «кардиопротективный адипокин», снижение сывороточного уровня которого при прогрессировании ожирения является независимым фактором риска и предиктором сердечно-сосудистых заболеваний, метаболического синдрома (МС) и СД2 [1, 2]. Уровень адипонектина в сыворотке обратно пропорционален количеству ВЖТ и отрицательно коррелирует с основными компонентами МС [3]. Таким образом, именно висцеральное ожирение определяет высокий кардиометаболический риск, а оценка общего количества жировой ткани и ВЖТ (одномоментно и при динамическом наблюдении) приобретает особую актуальность.
Существует множество методов определения количества и распределения жировой ткани в организме. Наиболее распространенными в клинической практике являются те, которые не требуют больших временных затрат и дают быстрый результат. К ним относятся антропометрические методы и биоимпедансный анализ. Наряду с простыми, существуют более технологичные визуализирующие методики, такие как компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ), при проведении которых возможна непосредственная визуализация жировой ткани и ее количественная оценка. Однако данные методы трудоемки и дороги, что ограничивает их широкое применение в клинической практике. У каждого из методов есть свои достоинства, недостатки и область применения, которые и будут рассмотрены в данном обзоре.
Антропометрические методы
Антропометрические методы являются самыми простыми и доступными для оценки количества жировой массы в организме.
Индекс массы тела (ИМТ) - наиболее широко используемый в клинической практике метод, характеризующий наличие ожирения и его выраженность. У взрослых лиц ИМТ <25 кг/м2 указывает на избыточную массу тела, а его значение <30 кг/м2 - на ожирение.
H. Kvist и соавт. [4] показали, что ИМТ коррелирует с общим количеством жировой ткани, но не с ВЖТ. Недостатками ИМТ являются невозможность оценки количества тощей и висцеральной жировой массы. У детей использование ИМТ еще более затруднительно, так как возникает необходимость вносить поправки на пол и возраст (т.е. использовать перцентильные таблицы).
Окружность талии (ОТ) - другой антропометрический показатель, широко используемый во взрослой популяции для косвенной оценки висцерального ожирения. Существует как минимум 7 различных методик измерения ОТ. Она измеряется посередине расстояния между нижним ребром и краем гребня подвздошной кости согласно критериям международной группы по ожирению и ВОЗ (IOTF, WHO, 1997).
Показано, что ОТ коррелирует с количеством ВЖТ, определяемой с помощью КТ и МРТ. Согласно рекомендациям NCEP ATP III (National Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel III - Третья группа экспертов по лечению взрослых, Национальная образовательная программа по изучению холестерина), ОТ <88 см у женщин и <102 см у мужчин является признаком абдоминального ожирения и ассоциирована с высоким риском развития заболеваний. Международная диабетическая федерация (IDF - International Diabetes Federation) установила границу ОТ <94 см у мужчин и <80 см у женщин соответственно. Несколько стран разработали национальные перцентильные таблицы для оценки ОТ у детей. При этом следует отметить, что величины ОТ, характеризующие висцеральное ожирение в педиатрической популяции, значительно меньше, чем у взрослых [5].
Коэффициент ОТ/ОБ и сагиттальный диаметр (высота живота в положении пациента лежа на спине) являются дополнительными показателями, используемыми в клинической практике для оценки распределения жировой ткани (ЖТ) в теле. Показано, что ОТ и сагиттальный диаметр отражают степень висцерального ожирения, в то время как коэффициент ОТ/ОБ (отношение окружности талии и бедер) - степень развития подкожной жировой клетчатки. Значение коэффициента ОТ/ОБ <1 у мужчин и <0,85 у женщин указывает на преобладание ВЖТ. J. Kullberg и соавт. [6] показали, что ИМТ и саггитальный диаметр положительно коррелируют с количеством ВЖТ, измеренным с помощью МРТ.
Все антропометрические методы являются индикаторами аккумуляции ВЖТ, однако не позволяют количественно оценить ее. К достоинствам всех антропометрических методик можно отнести простоту их выполнения и широкую доступность. Тем не менее все они обладают большой погрешностью измерений. Поэтому для оценки количества жировой массы и ВЖТ необходимо применение более точных методов.
Биоимпедансный анализ
Биоимпедансный анализ (БИА) - электрофизический метод, основанный на измерении электрического сопротивления тканей всего тела и отдельных его частей. По величине сопротивления исходно рассчитывается общее содержание воды в организме, а затем с помощью математических алгоритмов - количество тощей массы. Количество жировой массы получают, вычитывая безжировую массу из общей массы тела. Таким образом, на количественную оценку ЖТ с помощью БИА будет влиять количество воды в организме, которое зависит от пола, возраста, уровня физической активности и водной нагрузки, а также от погрешности при измерении массы тела. Все эти факторы значительно снижают точность данного метода. При сравнении результатов, полученных с помощью БИА, с данными двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (ДРА) у взрослых показана хорошая сопоставимость этих методов в определении количества жировой и тощей массы [7-10]. БИА несколько переоценивает количество жировой ткани в организме, в сравнении с ДРА, но достаточно точно отражает содержание тощей массы, особенно в отсутствие ожирения [11].
Преимуществами метода являются его невысокая стоимость и доступность, отсутствие лучевой нагрузки и возможность проведения исследований в динамике. БИА позволяет оценить как общее количество жировой и тощей массы в организме, так и его регионарное распределение. Как и антропометрические методы, БИА не дает возможности напрямую оценить количество ВЖТ и ПЖТ, однако последние поколения анализаторов состава тела позволяют математически рассчитать объем ВЖТ. По возможностям оценки общего содержания жировой массы в организме данный метод значительно превосходит антропометрические, но существенно уступает другим высокоразрешающим методам.
В педиатрической практике отсутствует единый стандарт проведения исследования и нормативы для различных показателей БИА. Данные о сопоставимости результатов БИА и ДРА у детей крайне противоречивы. Ряд авторов [11-14] указывают на их сопоставимость, особенно при определении количества тощей массы как у детей с ожирением, так и без избытка массы тела. Другие [15, 16] считают, что данные методы не эквивалентны и не взаимозаменяемы, а для детской популяции необходима разработка отдельных нормативов в зависимости от пола, возраста и стадии полового развития.
В 2012 г. Kai-Yu Xiong и соавт. [17] провели БИА у 1548 детей и подростков и впервые определили нормативы количества жировой и тощей массы в китайской популяции в зависимости от возраста и пола. Менее чем через 1 год H. McCarthy и соавт. [18] создали перцентильные кривые для оценки тощей массы, а также относительного и абсолютного значений мышечной массы для европейской популяции, проведя биоимпедансный анализ у 1985 детей и подростков без ожирения и избыточной массы тела. Дальнейшее проведение подобных исследований позволит разработать единые стандарты оценки показателей состава тела методом БИА в зависимости от пола и возраста в педиатрической популяции.
Таким образом, БИА и антропометрические методы могут быть полезны в клинической практике для начальной диагностики ожирения и определения типа распределения жира.
Ультразвуковое исследование
Ультразвуковое исследование (УЗИ) широко распространено в различных областях медицины.
С развитием техники и улучшением разрешающей способности стали предприниматься попытки оценки количества ПЖТ и ВЖТ с помощью УЗИ. Методика определения толщины мезентериального жира состоит в измерении расстояния между передней брюшной стенкой (прямые мышцы живота) и передней стенкой аорты на уровне 5 см ниже мечевидного отростка [19]. Толщина ЖТ, при которой диагностируется ВЖТ, по разным данным, колеблется от 7 до 11 см. Приводятся данные о сопоставимости ультразвуковых оценок ВЖТ и ПЖТ с результатами эталонных методов. Другие авторы [20] сообщают о низкой точности измерений ПЖТ и ВЖТ, не совпадающих с данными КТ или МРТ. Кроме того, к недостаткам УЗИ можно отнести высокую вариабельность результатов при проведении повторных исследований, в особенности разными специалистами.
Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия
Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (ДРА) - метод лучевой диагностики, основанный на регистрации ослабления рентгеновского излучения при прохождении через ткани тела разной плотности. Программный аппарат прибора проводит расчет ослабления рентгеновского излучения и по заданным алгоритмам определяется количество тканей той или иной плотности. ДРА является «золотым стандартом» в оценке минеральной плотности костной ткани и диагностики остеопороза. Однако модуль сканирования всего тела, представленный в современных рентгеновских денситометрах, позволяет оценивать не только минеральную плотность скелета, но и количество жировой и мышечной ткани, а также их регионарное распределение. Исследование проводится в положении лежа на спине, длительность сканирования всего тела колеблется от 10 до 30 мин в зависимости от используемого прибора. Лучевая нагрузка при проведении исследования в 10 раз меньше той, что получает пациент при проведении стандартной рентгенографии легких и составляет 0,02-0,04 мЗв на одно сканирование. Данный метод прост в выполнении, не требует больших временных затрат и специальной подготовки пациента. Кроме того, минимальная доза облучения позволяет использовать ДРА при проведении исследований в динамике. Точность оценки количества жировой ткани сопоставима с таковой КТ и МРТ [21]. Все эти преимущества обусловливают широкое применение ДРА в научных исследованиях, посвященных проблеме ожирения.
В настоящее время имеются противоречивые данные о корреляции показателей ДРА с количеством висцерального жира. A. Hill и соавт. [22] показали, что площадь ВЖТ, оцененная с помощью КТ при анализе отдельных срезов на уровне L4-L5, строго коррелирует с процентным содержанием ЖТ в туловище, определенным с помощью ДРА, однако другие авторы [23] не находят подобных взаимосвязей. Это может быть связано с тем, что при ДРА дифференциация между тканями осуществляется по плотности. ЖТ обладает минимальной плотностью, а костная - максимальной. При оценке региона тела, содержащего преимущественно костную и ЖТ, программное обеспечение усредняет плотность тканей исследуемого региона и относит их к тощей массе, что может влиять на оценку общего количества жировой массы. Ряд работ [24, 25] посвящен регионарной оценке жировой ткани в области на 5-10 см выше подвздошного гребня, так как данная зона традиционно используется для оценки висцерального ожирения методами КТ и МРТ. Однако такие измерения обладают низкой точностью и в настоящее время не могут использоваться как альтернатива КТ и МРТ. Несмотря на определенные недостатки, ДРА является значительно более точным методом оценки ЖТ, чем антропометрия и БИА.
Компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ)
Благодаря высокой разрешающей способности, данные методы позволяет прямо оценивать количество ВЖТ и ПЖТ у взрослых и детей [26]. КТ - метод лучевой диагностики, основанный на расчете коэффициента ослабления интенсивности рентгеновского излучения при прохождении через ткани, выраженного в единицах Хаусфилда. Диапазоном визуализации жировой ткани является область от –190 до –30 единиц Хаусфилда [27]. Одной из проблем при оценке ВЖТ с помощью КТ и МРТ является выбор уровня среза, на котором определяется площадь, занимаемая висцеральной ЖТ. G. Borkan и соавт. [28] предложили определять ВЖТ на уровне пупка, так как данному уровню соответствует максимальное количество ВЖТ. Однако измерение на уровне пупка является крайне неточными из-за вариабельности данного анатомического ориентира в зависимости от степени ожирения. Поэтому было рекомендовано использовать костные ориентиры для определения уровня среза. Таким ориентиром стал уровень межпозвоночного диска L4-L5. Исследования ВЖТ на данном уровне показывают максимальную воспроизводимость и высокую точность измерений. В ряде работ [29, 30] показано, что оценка ВЖТ на 5-6 см выше L4-L5 является более точной при проведении МРТ и КТ в динамике.
Несмотря на большое количество исследований, в настоящее время не существует единых критериев оценки наличия и степени выраженности висцерального ожирения. Ряд авторов [31, 32] указывают, что площадь висцерального жировой массы <100 см2 как у мужчин, так и женщин и отношение ВЖТ/ПЖТ <0,4 ассоциированы со значительным повышением риска сердечно-сосудистых заболеваний. Другие авторы [33] предлагают показатель в 130 см2.
Основной проблемой в использовании КТ и МРТ для оценки ЖТ являются двигательные артефакты. Кроме того, проведение КТ связано с лучевой нагрузкой, что ограничивает использование данного метода в детской популяции, в особенности при необходимости длительных динамических наблюдений. Стоимость оборудования и самого исследования, а также подготовка специально обученного персонала также ограничивают возможность применения КТ для оценки ВЖТ в повседневной клинической практике.
МРТ является другим высокотехнологичным методом визуализации интраабдоминальной и эктопической ЖТ как у взрослых, так и у детей. При исследовании ВЖТ используют Т1-взвешенные спин-эхопоследовательности, так как ЖТ в отличие от большинства «нежировых» тканей имеет высокий Т1-взвешенный сигнал и хорошо визуализируется в данном режиме. Количественные оценки ВЖТ методом МРТ сопоставимы с данными КТ [26]. При МРТ, помимо Т1-взвешенных изображений, могут быть использованы и другие импульсные последовательности: 3D градиент-эхо-последовательность и быстрая Диксон-последовательность, которые сокращают время обследования и повышают его информативность. МРТ в значительно большей степени, чем КТ, подвержена возникновению двигательных артефактов, связанных с дыханием и сердечной деятельностью. Минимизировать их количество позволяет фиксация исследуемой части тела пациента, синхронизация томографии с ЭКГ и дыханием и использование быстрой томографии (FISP - fast imaging with steady-state precission) [34].
В настоящее время возможно проведение МРТ с получением отдельных и множественных срезов через определенные анатомические уровни с последующей мультипланарной реконструкцией и определение количества ЖТ. При МРТ-исследовании отдельных срезов проводится сканирование тела на тех же уровнях, что и при КТ. Далее осуществляется реконструкция изображения с помощью программного обеспечения. Врач лучевой диагностики, имеющий опыт оценки ЖТ, вручную производит маркировку ВЖТ и ПЖТ, а затем автоматически проводится расчет площади, занимаемой каждой из них (см. рисунок).
Таким образом, квалификация специалиста лучевой диагностики играет важную роль в оценке количества жировой ткани данным методом. Еще одним ограничивающим условием для МРТ являются трудности в применении данных методов у пациентов с морбидным ожирением в связи с лимитом нагрузки на стол томографа (как правило, не более 130 кг) и большой окружностью талии, несовместимой с диаметром тоннеля сканера. МРТ с оценкой множества срезов позволяет оценить объем, занимаемый интраабдоминальной ЖТ. При этом проводится сканирование тела от уровня Th 9-10 до S1. В дальнейшем каждый из срезов оценивается отдельно и полученные данные суммируются, что позволяет вычислить объем ЖТ, а не только ее площадь, как при МРТ-исследовании одного среза. Данный метод требует значительно больше временных затрат, что существенно ограничивает его широкое применение. Кроме того, анализ отдельных МРТ-срезов по точности оценки ВЖТ сопоставим с расчетом по методике множественных МРТ-срезов при одномоментном исследовании. Однако их точность недостаточна для оценки динамики количества ВЖТ при длительном наблюдении в ходе снижения массы тела. Это обстоятельство диктует необходимость создания полностью автоматизированного программного обеспечения для оценки количества и топографии ЖТ с помощью МРТ. Подобные алгоритмы обеспечат снижение временных затрат на проведение МРТ-исследований с оценкой множественных срезов и значительно уменьшат его стоимость, что будет способствовать повышению доступности данной методики.
Заключение
В настоящее время существует множество методов, позволяющих оценить количество и распределение ЖТ в организме.
Антропометрические методы являются наиболее простыми, удобными и дешевыми, а потому широко применяются в клинической практике. Главными их недостатками являются невозможность оценить количество тощей массы и дифференцировать ВЖТ и ПЖТ. ОТ может использоваться для косвенной оценки ВЖТ у взрослых, однако информативность данного метода в педиатрической практике остается спорной.
БИА позволяет оценить не только количество тощей и жировой массы, но и их регионарное распределение. Доступность и простота метода позволяют использовать его для динамического наблюдения за пациентами с ожирением и оценки эффективности проводимых лечебных мероприятий.
К главным недостаткам метода можно отнести низкую воспроизводимость результатов и невозможность оценить количество ВЖТ.
УЗИ позволяет непосредственно визуализировать ВЖТ, однако нет убедительных данных о сопоставимости результатов УЗИ с данными эталонных методов. Кроме того, УЗИ не позволяет оценить общее количество жировой и тощей массы в организме. Рентгеновская денситометрия в режиме Total Body является «золотым стандартом» оценки количества жировой и тощей массы тела и используется в большинстве клинических исследований, посвященных проблемам ожирения. Сопоставимость количественных оценок ВЖТ данным методом с результатами эталонных методов (МРТ и КТ) в настоящее время не изучена.
МРТ и КТ являются эталонными методами оценки количества ВЖТ и ПЖТ. Однако высокая стоимость, а также лучевая нагрузка при КТ ограничивают их применение рамками научных исследований. МРТ является более перспективным методом для оценки висцерального ожирения в клинической практике, особенно у детей.