Ожирение собак. Генетика и физиология. Статья Dr. А.Raffan, Великобритания

Ожирение – это большая проблема. В средствах массовой информации регулярно поднимается этот вопрос, так как цена ожирения велика и для человека, и для его бюджета.
Для животных эта проблема также становится реальной и растущей угрозой. В последние годы участившиеся случаи ожирения у домашних животных, в том числе собак, кошек и лошадей, тоже попадают в заголовки, а снижение производительности и плодовитости сельскохозяйственных животных из-за ожирения уже давно признанный факт. И в массовой, и в специализированной ветеринарной прессе эта проблема практически всегда освещается в неодобрительном тоне, когда владельцев обвиняют в отсутствии должного внимания к здоровью животных. Однако научная литература все больше фокусируется на изучении биологических процессов в основе развития ожирения, и на сегодняшний день существует масса свидетельств того, что ожирение, по всей видимости, следует рассматривать как срыв сложного гомеостатического механизма под влиянием генетики.
Эта статья освещает влияние ожирения на собак и наши современные представления о биологии ожирения.
Цель статьи - познакомить читателей с некоторыми нюансами энергетического гомеостаза и, возможно, пересмотреть идею о том, что владелец заведомо виноват в ожирении животного, чтобы клиническая методология могла учесть индивидуальные биологические различия и улучшить исходы у пациентов, страдающих ожирением и находящихся в группе риска.

Стоит ли беспокоиться по поводу ожирения?
Около 40–59 % домашних собак страдают от избыточного веса или ожирения, сходная статистика наблюдается и у домашних кошек. За последние годы эти цифры выросли, и практикующие ветеринарные врачи с уверенностью утверждают, что ожирение представляет собой все более серьезную проблему среди их пациентов – как собак, так и кошек.
С ожирением связана повышенная частота метаболических, эндокринных, респираторных, ортопедических, дерматологических и прочих заболеваний, а это означает, что клиницистам следует уделять особое внимание его профилактике и лечению. Проще говоря, ожирение сокращает жизнь: в долгосрочном исследовании с участием лабрадор-ретриверов, собаки с умеренным (здоровым) весом в среднем жили на два года дольше, чем животные в сходной группе со сходными условиями содержания, которым позволяли потреблять больше корма и которые набрали избыточный вес (1).
Не вызывает сомнений тот факт, что ожирение становится все более значимой проблемой, а связанные с ним заболевания ухудшают качество жизни собак. Следует рассмотреть и причины ожирения, поскольку, чтобы оказать помощь таким пациентам, врачи, безусловно, должны обладать более обширной информацией, чем только сведения о рисках, связанных с образом жизни и рационом питания.

Чем вызвано ожирение?
Ответ на этот вопрос простой: вес будет увеличиваться, если количество потребляемых калорий превысит количество сжигаемых организмом за сутки. Это отражено в литературных источниках, посвященных, главным образом, условиям содержания собак. Перечисляемые факторы риска хорошо известны профессионалам в области ветеринарии: к ожирению склонны собаки, которых кормят едой со стола, высококалорийными продуктами или чаще обычного, а также животные, которым не хватает физических нагрузок, потому что с ними меньше или реже гуляют. В этом перечне присутствуют также порода, возраст и пол, которые не исключаются даже в том случае, когда факторы содержания животных уравниваются при математическом моделировании. То есть, их влияние носит физиологический характер и не зависит от действий владельцев животных.
Итак, при том что несомненны физические процессы, связанные с балансом потребления и расходования энергии, а владельцы должны следить за объемом корма и физическими нагрузками животного для поддержания оптимального веса, нельзя отрицать роль физиологии в развитии ожирения.

Когда накапливание жира шло на пользу.
Хроническое ожирение влечет негативные последствия для здоровья, но не нужно забывать, что есть веские физиологические причины запасать избыточную энергию в виде жира, а именно – создать резервный запас энергии на случай нехватки еды в будущем. С учетом того, что основная часть эволюционного процесса проходила в условиях ограниченности ресурсов, существует физиологический механизм, стимулирующий потребление калорий в количестве, превышающем потребности организма, чтобы накопить жир перед периодом голода (Рисунок 1).

За последние годы ситуация изменилась: большинство домашних собак (и людей) ведет теперь относительно малоподвижный образ жизни и имеет постоянный доступ к калорийной пище. Многие собаки сегодня живут в помещении, и им требуется меньше энергии для сохранения тепла, в то время как животные, содержащиеся на улице, тратят до трети потребляемых калорий на термогенез (Рисунок 2).

В основе современной эпидемии ожирения среди домашних животных лежат те самые быстрые изменения окружающей среды в совокупности с оставшимся генетическим механизмом, выработанным в процессе эволюции для жизни в условиях ограниченных пищевых ресурсов. Логичная формула «меньше корма, больше тренировок» для контроля ожирения у домашних животных работает не всегда, поэтому ветеринарным врачам необходимо более глубокое понимание биологических процессов, лежащих в основе этого заболевания, чтобы помочь своим пациентам.

Биология энергетического гомеостаза
На Рисунке 3 представлена общая информация о механизмах гомеостаза, регулирующих пищевое поведение и расходование энергии. На схеме показано, как передаются сигналы из кишечника и системы кровообращения, информирующие о краткосрочных потоках энергии, а также более длительные сигналы от жировой ткани, информирующие о запасах энергии, поступая через эндокринные или неврологические сигнальные пути в гипоталамус. Там они обрабатываются с последующим формированием ощущений в сознании (голод, насыщение) и поведенческих реакций (поиск корма, выбор корма, потребление корма).
Долгосрочные сигналы – жир как орган эндокринной системы

Жир – это больше, чем просто инертное хранилище энергии: его лучше рассматривать в качестве органа эндокринной системы. Жировая ткань секретирует гормоны (включая лептин и адипонектин) и цитокины, циркулирующие с кровотоком и оказывающие определенное действие на отдаленные системы. Объемы и типы этих высвобождаемых «адипокинов» варьируются в зависимости от массы жировой ткани,
поэтому они играют роль отдаленных сигналов, информирующих о запасах энергии в организме.
Ключом к контролю ожирения является лептин, в больших количествах вырабатываемый богатыми жиром адипоцитами. Основное действие он оказывает на лептин-меланокортиновый сигнальный путь в гипоталамусе, где «выключает» фоновое чувство голода: когда энергетические резервы организма заполнены, поиск корма становится менее приоритетным (Рисунок 4). Поэтому его можно считать своеобразным «переключателем света», меняющим фоновое чувство голода в зависимости от потребностей организма.
Краткосрочные сигналы насыщения и энергетического баланса
Если лептин – это «переключатель света», то кишечник и пептиды поджелудочной железы – «фары», указывающие на краткосрочные потоки энергии и контролирующие пищевое поведение между кормлениями. Ключевой «гормон голода» – грелин, уровень которого достигает максимума прямо перед началом еды, а после кормления падает. Ряд других гормонов (например, глюкагоноподобный пептид-1, пептид YY, оксинтомодулин, холецистокинин), напротив отвечают за выявление питательных веществ в кишечном просвете или в кровотоке после их всасывания и способствуют насыщению.
В реальности лептин, пептиды кишечника и другие гормоны (включая инсулин, глюкагон и тироксин) работают вместе для передачи сложного комплекса сигналов, обрабатываемых в гипоталамусе и трансформируемых во внешнее поведение. Корковый (сознательный) контроль также играет роль в принятии решений, планировании и реализации поиска корма и поедания, но это происходит на фоне тех самых физиологических стимулов голода, насыщения и потребности в определенных питательных веществах.

Значение генетики
В этом контексте легко понять, что генетическая изменчивость может играть роль в изменении энергетического
гомеостаза. Это подтверждено фактами как у собак, когда предрасположенность породы к ожирению явно подразумевает генетическую обусловленность, так и у людей, у которых в 40–70 % случаев склонность к ожирению является следствием генетического строения (2).

Моногенные синдромы ожирения у человека встречаются, однако редки. Участвующие в этом гены были подробно изучены, и большинство причинных мутаций влияют на гипоталамические сигнальные пути, регулирующие пищевое поведение. «Обычное» ожирение полигенно – с десятками и сотнями генетических вариантов, каждый из которых дополнительно способствует повышению или снижению склонности человека к набору веса. Ответственные за это гены охарактеризованы менее четко: выявленные гены часто влияют на пищевое поведение, однако механизм действия многих из них малопонятен (2). Вполне вероятно, что генетика может также влиять на скорость обмена веществ, однако к настоящему времени основные гены-модификаторы данных процессов у человека не определены.
У некоторых пород собак (например, лабрадор-ретриверы) риск ожирения повышен, в то время как другие породы (например, йоркширские терьеры) относительно устойчивы к ожирению. Иногда вина за ожирение животного возлагается на владельцев, но с трудом верится, что все владельцы йоркширских терьеров поддерживают их оптимальный вес, никогда не дают им лакомств и каждый день подолгу с ними гуляют, в то время как владельцы лабрадор-ретриверов гораздо более снисходительны и стараются избегать физических нагрузок. Более вероятно, что влияние породы как фактора риска явно подразумевает роль генетики в развитии ожирения.
Автором недавно сообщалось (3) о мутации у лабрадор-ретриверов, связанной с интересом к корму и весом (Блок 1). Мутация в гене POMC встречается примерно у четверти популяции домашних лабрадоров. Проопиомеланокортин (POMC) представляет собой пропептид, продуцируемый нейронами гипоталамуса и перед высвобождением расщепляемый на нейроактивные лиганды. Мутация у лабрадор-ретриверов нарушает выработку β-МСГ, действие которого обычно направлено на стимуляцию насыщения и повышение расхода энергии (Рисунок 4).

Это первый случай выявления основного гена-модификатора веса и кормового поведения у собак, но многие из них еще только предстоит открыть. Предполагая, что у собак будет наблюдаться такая же картина, как и у человека и других биологических видов, вероятно, что основное влияние генетики будет связано с тем, как мозг контролирует потребление корма.

Клиническое применение знаний по биологии ожирения
С практической точки зрения, ветеринарные врачи могут использовать эти знания для контроля клинического ожирения, признавая, что некоторые собаки на самом деле чаще испытывают чувство голода, чем остальные. С позиции владельца животного это означает, что некоторые собаки не только чаще выпрашивают у них корм, но и демонстрируют большую благодарность, когда его получают, поэтому есть как отрицательные, так и положительные стороны кормления собак с таким поведением. Эти же собаки с большой вероятностью будут искать корм повсюду, поэтому, скорее всего, начнут прибавлять в весе.
Следовательно, вместо того, чтобы обвинять владельца собаки с избыточным весом в безответственном отношении к кормлению, ветеринарный врач должен признать, что такие владельцы всего лишь отвечают на поведение своей собаки, и им, вероятно, требуется больше усилий для контроля потребления корма своим животным, чем владельцам пород, менее заинтересованных в корме. На самом деле, согласно имеющимся данным, владелец собаки с избыточным весом, проявляющей сильный интерес к корму, зачастую будет с большим рвением подходить к ограничению потребления животным корма (например, ограничивая количество лакомств, измеряя порции корма и т. д.), чем владельцы собак с оптимальным весом – они просто не могут добиться успеха (4).
Что касается собак, то животные с генетической потребностью в еде (например, лабрадор-ретриверы с мутацией POMC) на самом деле чувствуют себя «более голодными», чем остальные. Здесь существует противоречие между двумя из «пяти проявлений свободы» для благополучия животных: свобода от голода и свобода от болезни. Всегда ли правильно поддерживать оптимальный вес у собаки, генетически запрограммированной испытывать чувство голода, путем ограничения количества корма? Разумно предположить, что ограничивать количество корма следует таким образом, чтобы организм воспринимал объем съеденного больше, чем на самом деле.
Для достижения максимально возможного насыщения посредством низкокалорийного рациона могут использоваться способы кормления и корма, обеспечивающие более длительную секрецию вырабатываемых кишечником гормонов насыщения. Существуют убедительные доказательства того, что корма с высоким содержанием клетчатки и белка, разработанные для снижения массы тела, способствуют насыщению, и, следовательно, их применение может быть целесообразно для собак с высокой заинтересованностью в корме.
Замена схемы кормления два раза в день на кормление маленькими порциями (например, с помощью кормушки-головоломки) поможет снизить чувство голода и улучшит качество жизни животных, особо заинтересованных в корме, так как обеспечит им получение регулярных, хотя и небольших по объему, поощрений в виде корма .
Оба подхода стоит попробовать применить при лечении проблемных пациентов с ожирением или в качестве стратегии по предотвращению развития ожирения у собак в группе риска.

Заключение
Понимание сложности энергетического гомеостаза и того, как генетические различия вызывают предрасположенность отдельных собак к ожирению, ценно тем, что позволяет ветеринарным врачам и владельцам животных понимать и контролировать ожирение у собак эффективно и в доброжелательной манере. Статья на следующей странице освещает вопросы человеческого фактора при развитии ожирения у домашних животных и то, как принятие этого фактора во внимание может помочь в эффективном контроле данного нарушения

КЛЮЧЕВЫЕ МОМЕНТЫ
•Проблема ожирения у собак становится все более существенной: от 40 до 59 % домашних собак страдают избыточным весом или ожирением.
•Ожирение, по всей видимости, лучше всего рассматривать как нарушение сложного гомеостатического механизма под влиянием генетики.
•Недавние исследования выявили генетическую мутацию у лабрадор-ретриверов, связанную с «тягой к корму».
•Понимание сложности энергетического гомеостаза и того, как генетические различия вызывают предрасположенность отдельных собак к ожирению, позволят клиницисту лучше контролировать ожирение у своих пациентов.

Элеанор Раффан, BVM&S, PhD, CertSAM, дипл. ECVIM-CA, MRCVS
Институт обмена веществ, клиника Адденбрук, Кембридж, Великобритания

28 / Veterinary Focus / 2017


Литература
German AJ. The growing problem of obesity in dogs and cats. J Nutr2006;136:1940S-1946S.
2. Van der Klaauw AA, Farooqi IS. The hunger genes: pathways to obesity. Cell2015;161:119-132.
3. Raffan E, Dennis, RJ, O’Donovan, CJ, et al. Deletion in the canine POMC gene isassociated with weight and appetite in obesity-prone Labrador Retriever dogs. CellMetabolism 2016;23:893-900.
4. Raffan E, Smith SP, O’Rahilly S, et al. Development, factor structure and applicationof the Dog Obesity Risk and ppetite (DORA) questionnaire. Peer J 2015;3:e1278.
5. Raffan E. The big problem: battling companion animal obesity. Vet Rec2013;173:287-291.c Sandor Gora /Shutterstock.com