Obesity – significant medical and social problem of our time: risk factors, pathophysiological determinants, treatment strategies. A review

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Obesity is a chronic multifactorial recurrent condition with serious health consequences that contributes significantly to the morbidity and mortality in the population. A positive energy balance, which occurs when food is consumed in an amount exceeding the energy consumption or when energy consumption is reduced, is considered one of the main mechanisms of obesity. The most common type of obesity is exogenous (alimentary-constitutional). There are various pathophysiological determinants of obesity, with adipose tissue playing the most significant role. Non-pharmacological therapies, including lifestyle changes through nutritional correction and increase in physical activity, behavioral therapies aimed at preventing or treating eating disorders, are recommended as the first, mandatory, and continuous stage of obesity treatment. However, the use of non-pharmacological interventions alone is often limited by insufficient effectiveness. Fonturacetam has a promising potential for use in the fight against obesity. The mechanisms of fonturacetam influence on body weight control, energy homeostasis, carbohydrate and fat metabolism, anorexigenic and anti-inflammatory effects showed in studies are the key factors determining the prospects of fonturacetam use in the complex therapy of obesity.

About the authors

Elena V. Biryukova

Russian University of Medicine

Author for correspondence.
Email: lena@obsudim.ru
ORCID iD: 0000-0001-9007-4123

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Blüher M. Obesity: global epidemiology and pathogenesis. Nat Rev Endocrinol. 2019;15(5):288-98. doi: 10.1038/s41574-019-0176-8
  2. Malik VS, Willet WC, Hu FB. Nearly a decade on – trends, risk factors and policy implications in global obesity. Nat Rev Endocrinol. 2020;16(11):615-1. doi: 10.1038/s41574-020-00411-y
  3. Ожирение и избыточная масса тела. Режим доступа: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight. Ссылка активна на 01.08.2024 [Ozhirenie i izbytochnaia massa tela. Available at: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight. Accessed: 01.08.2024 (in Russian)].
  4. Finucane MM, Stevens GA, Cowan MJ, et al. National, regional, and global trends in body-mass index since 1980: systematic analysis of health examination surveys and epidemiological studies with 960 country-years and 9·1 million participants. Lancet. 2011;377(9765):557-67. doi: 10.1016/S0140-6736(10)62037-5
  5. Simmonds M, Llewellyn A, Owen CG, Woolacott N. Predicting adult obesity from childhood obesity: a systematic review and meta-analysis. Obes Rev. 2016;17(2):95-107. doi: 10.1111/obr.12334
  6. Фурсов А.Б., Оспанов О.Б., Фурсов Р.А. Ожирение и COVID-19 – признаки конвергенции двух пандемий. Рекомендации по борьбе с ожирением, основанные на принципах «ROOTS». Ожирение и метаболизм. 2021;18(4):456-64 [Fursov AB, Ospanov OB, Fursov RA. Obesity and COVID-19 – signs of convergence of two pandemiсs. Guidelines to fight obesity based on the principles of «ROOTS». Obesity and Metabolism. 2021;18(4):456-64 (in Russian)]. doi: 10.14341/omet12745
  7. Wise J. Covid-19: Highest death rates seen in countries with most overweight populations. BMJ. 2021;372:n623. doi: 10.1136/bmj.n623
  8. Bray GA, Kim KK, Wilding JPH; World Obesity Federation. Obesity: a chronic relapsing progressive disease process. A position statement of the World Obesity Federation. Obes Rev. 2017;18(7):715-23. doi: 10.1111/obr.12551
  9. Sbraccia P, Dicker D. Obesity is a chronic progressive relapsing disease of particular interest for internal medicine. Intern Emerg Med. 2023;18(1):1-5. doi: 10.1007/s11739-022-03129-z
  10. Разина А.О., Руненко С.Д., Ачкасов Е.Е. Проблема ожирения: современные тенденции в России и в мире. Вестник Российской академии медицинских наук. 2016;71(2):154-9 [Razina AO, Runenko SD, Achkasov EE. Obesity: Current Global and Russian Trends. Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2016;71(2):154-9 (in Russian)]. doi: 10.15690/vramn655
  11. Klein S, Gastaldelli A, Yki-Järvinen H, Scherer PE. Why does obesity cause diabetes? Cell Metab. 2022;34(1):11-20. doi: 10.1016/j.cmet.2021.12.012
  12. Дедов И.И., Мокрышева Н.Г., Мельниченко Г.А., и др. Ожирение. Клинические рекомендации. Consilium Medicum. 2021;23(4):311-25 [Dedov II, Mokrysheva NG, Mel’nichenko GA, et al. Obesity. Clinical guidelines. Consilium Medicum. 2021;23(4):311-25 (in Russian)]. doi: 10.26442/20751753.2021.4.200832
  13. Dedov I, Shestakova M, Benedetti MM, et al. Prevalence of type 2 diabetes mellitus (T2DM) in the adult Russian population (NATION study). Diabetes Res Clin Pract. 2016;115:90-5. doi: 10.1016/j.diabres.2016.02.010
  14. Bjerregaard LG, Jensen BW, Ängquist L, et al. Change in Overweight from Childhood to Early Adulthood and Risk of Type 2 Diabetes. N Engl J Med. 2018;378(14):1302-32. doi: 10.1056/NEJMoa1713231
  15. Weiss F, Barbuti M, Carignani G, et al. Psychiatric Aspects of Obesity: A Narrative Review of Pathophysiology and Psychopathology. J Clin Med. 2020;9(8). doi: 10.3390/jcm9082344
  16. O'Brien PD, Hinder LM, Callaghan BC, Feldman EL. Neurological consequences of obesity. Lancet Neurol. 2017;16(6):465-77. doi: 10.1016/S1474-4422(17)30084-4
  17. Leutner M, Dervic E, Bellach L, et al. Obesity as pleiotropic risk state for metabolic and mental health throughout life. Transl Psychiatry. 2023;13(1):175. doi: 10.1038/s41398-023-02447-w
  18. Heuschmann PU, Kircher J, Nowe T, et al. Control of main risk factors after ischaemic stroke across Europe: data from the stroke-specific module of the EUROASPIRE III survey. Eur J Prev Cardiol. 2015;22(10):1354-62. doi: 10.1177/2047487314546825
  19. Jin X, Qiu T, Li L, et al. Pathophysiology of obesity and its associated diseases. Acta Pharm Sin B. 2023;13(6):2403-44. doi: 10.1016/j.apsb.2023.01.012
  20. Выборная К.В., Соколов А.И., Кобелькова И.В., и др. Основной обмен как интегральный количественный показатель интенсивности метаболизма. Вопросы питания. 2017;86(5):5-10 [Vybornaya KV, Sokolov AI, Kobelkova IV, et al. Basal metabolic rate as an integral indicator of metabolism intensity. Voprosy Pitaniia = Problems of Nutrition. 2017;86(5):5-10 (in Russian)]. doi: 10.24411/0042-8833-2017-00069.
  21. Levine JA. Measurement of energy expenditure. Public Health Nutr. 2005;8(7A):1123-32. doi: 10.1079/phn2005800
  22. Henry CJ. Basal metabolic rate studies in humans: measurement and development of new equations. Public Health Nutr. 2005;8(7A):1133-52. doi: 10.1079/phn2005801
  23. Pontzer H, Yamada Y, Sagayama H, et al. Daily energy expenditure through the human life course. Science. 2021;373(6556):808-12. doi: 10.1126/science.abe5017
  24. Васюкова О.В., Окороков П.Л., Касьянова Ю.В., Безлепкина О.Б. Энергетический обмен человека: как мы можем персонифицировать терапию ожирения. Проблемы Эндокринологии. 2021;67(5):4-10 [Vasyukova OV, Okorokov PL, Kasyanova YuV, Bezlepkina OB. Energy exchange: how we can personalize obesity therapy. Problems of Endocrinology. 2021;67(5):4-10 (in Russian)]. doi: 10.14341/probl12830
  25. Kodoth V, Scaccia S, Aggarwal B. Adverse Changes in Body Composition During the Menopausal Transition and Relation to Cardiovascular Risk: A Contemporary Review. Womens Health Rep (New Rochelle). 2022;3(1):573-81. doi: 10.1089/whr.2021.0119
  26. Coppack SW. Pro-inflammatory cytokines and adipose tissue. Proc Nutr Soc. 2001;60(3):349-56. doi: 10.1079/pns2001110
  27. Романцова Т.И. Жировая ткань: цвета, депо и функции. Ожирение и метаболизм. 2021;18(3):282-301 [Romantsova TI. Adipose tissue: colors, depots and functions. Obesity and Metabolism. 2021;18(3):282-301 (in Russian)]. doi: 10.14341/omet12748
  28. Nakamura K, Fuster JJ, Walsh K. Adipokines: a link between obesity and cardiovascular disease. J Cardiol. 2014;63(4):250-9. doi: 10.1016/j.jjcc.2013.11.006
  29. Fasshauer M, Blüher M. Adipokines in health and disease. Trends Pharmacol Sci. 2015;36(7):461-70. doi: 10.1016/j.tips.2015.04.014
  30. Wondmkun YT. Obesity, Insulin Resistance, and Type 2 Diabetes: Associations and Therapeutic Implications. Diabetes Metab Syndr Obes. 2020;13:3611-66. doi: 10.2147/DMSO.S275898
  31. Michailidou Z, Gomez-Salazar M, Alexaki VI. Innate Immune Cells in the Adipose Tissue in Health and Metabolic Disease. J Innate Immun. 2022;14(1):4-30. doi: 10.1159/000515117
  32. Романцова Т.И. Иммунометаболизм и метавоспаление при ожирении. Ожирение и метаболизм. 2016;16(4):3-17 [Romantsova TR, Sych YuP. Immunometabolism and metainflammation in obesity. Obesity and Metabolism. 2019;16(4):3-17 (in Russian)]. doi: 10.14341/omet12218
  33. Zhao S, Kusminski CM, Elmquist JK, Scherer PE. Leptin: Less Is More. Diabetes. 2020;69(5):823-2. doi: 10.2337/dbi19-0018
  34. Попов М.Ю., Лепик О.В., Козловский В.Л., Попов Ю.В. Фармакологические стратегии модуляции аппетита при расстройствах пищевого поведения: нарративный обзор литературы. Consortium Psychiatricum. 2023;4(2):79-90 [Popov MY, Lepik OV, Kozlovskii VL, Popov YV. Pharmacological strategies for appetite modulation in eating disorders: a narrative review. Consortium Psychiatricum. 2023;4(2):79-90 (in Russian)]. doi: 10.17816/CP6150
  35. Sainsbury A, Cooney GJ, Herzog H. Hypothalamic regulation of energy homeostasis. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2002;16(4):623-37. doi: 10.1053/beem.2002.0230
  36. Brown SSG, Westwater ML, Seidlitz J, et al. Hypothalamic volume is associated with body mass index. Neuroimage Clin. 2023;39:103478. doi: 10.1016/j.nicl.2023.103478
  37. Kullmann S, Valenta V, Wagner R, et al. Brain insulin sensitivity is linked to adiposity and body fat distribution. Nat Commun. 2020;11(1):1841. doi: 10.1038/s41467-020-15686-y
  38. Guillemot-Legris O, Muccioli GG. Obesity-Induced Neuroinflammation: Beyond the Hypothalamus. Trends Neurosci. 2017;40(4):237-53. doi: 10.1016/j.tins.2017.02.005
  39. Seong J, Kang JY, Sun JS, Kim KW. Hypothalamic inflammation and obesity: a mechanistic review. Arch Pharm Res. 2019;42(5):383-92. doi: 10.1007/s12272-019-01138-9
  40. De Souza CT, Araujo EP, Bordin S, et al. Consumption of a fat-rich diet activates a proinflammatory response and induces insulin resistance in the hypothalamus. Endocrinology. 2005;146(10):4192-9. doi: 10.1210/en.2004-1520
  41. Davidson TL, Monnot A, Neal AU, et al. The effects of a high-energy diet on hippocampal-dependent discrimination performance and blood-brain barrier integrity differ for diet-induced obese and diet-resistant rats. Physiol Behav. 2012;107(1):26-33. doi: 10.1016/j.physbeh.2012.05.015
  42. Sewaybricker LE, Huang A, Chandrasekaran S, et al. The Significance of Hypothalamic Inflammation and Gliosis for the Pathogenesis of Obesity in Humans. Endocr Rev. 2023;44(2):281-96. doi: 10.1210/endrev/bnac023
  43. Bandala C, Cárdenas-Rodríguez N, Reyes-Long S, et al. Trends in Gliosis in Obesity, and the Role of Antioxidants as a Therapeutic Alternative. Antioxidants (Basel). 2022;11(10). doi: 10.3390/antiox11101972
  44. Rosenbaum JL, Melhorn SJ, Schoen S, et al. Evidence That Hypothalamic Gliosis Is Related to Impaired Glucose Homeostasis in Adults With Obesity. Diabetes Care. 2022;45(2):416-24. doi: 10.2337/dc21-1535
  45. Berkseth KE, Rubinow KB, Melhorn SJ, et al. Hypothalamic Gliosis by MRI and Visceral Fat Mass Negatively Correlate with Plasma Testosterone Concentrations in Healthy Men. Obesity (Silver Spring). 2018;26(12):1898-904. doi: 10.1002/oby.22324
  46. Rossi F, Punzo F, Umano GR, et al. Role of Cannabinoids in Obesity. Int J Mol Sci. 2018;19(9). doi: 10.3390/ijms19092690
  47. Дударева В.А., Шикалева А.А., Максимов М.Л., и др. Роль эндоканнабиноидной системы в развитии ожирения. РМЖ. 2020;1:23-8 [Dudareva VA, Shikaleva AA, Maksimov ML, et al. Rol' endokannabinoidnoi sistemy v razvitii ozhireniia. RMZh. 2020;1:23-8 (in Russian)].
  48. Бакулина Н.В., Тихонов С.В., Ермоленко Е.И., и др. Кишечная микробиота, гастроэнтерологические жалобы и качество жизни у пациентов с избыточной массой тела, ожирением и сахарным диабетом 2-го типа. Профилактическая медицина. 2022;25(6):80-8 [Bakulina NV, Tikhonov SV, Ermolenko EI, et al. Intestinal microbiota, gastroenterological complaints and quality of life in overweight, obese and type 2 diabetes patients. Russian Journal of Preventive Medicine. 2022;25(6):80-8 (in Russian)]. doi: 10.17116/profmed2022250618
  49. Mulders RJ, de Git KCG, Schéle E, et al. Microbiota in obesity: interactions with enteroendocrine, immune and central nervous systems. Obes Rev. 2018;19(4):435-51. doi: 10.1111/obr.12661
  50. Madsbad S. The role of glucagon-like peptide-1 impairment in obesity and potential therapeutic implications. Diabetes Obes Metab. 2014;16(1):9-21. doi: 10.1111/dom.12119
  51. Drucker DJ. GLP-1 physiology informs the pharmacotherapy of obesity. Mol Metab. 2022;57:101351. doi: 10.1016/j.molmet.2021.101351
  52. Durrer Schutz D, Busetto L, Dicker D, et al. European Practical and Patient-Centred Guidelines for Adult Obesity Management in Primary Care. Obes Facts. 2019;12(1):40-66. doi: 10.1159/000496183
  53. Chakhtoura M, Haber R, Ghezzawi M, et al. Pharmacotherapy of obesity: an update on the available medications and drugs under investigation. EClinicalMedicine. 2023;58:101882. doi: 10.1016/j.eclinm.2023.101882
  54. Magkos F, Fraterrigo G, Yoshino J, et al. Effects of Moderate and Subsequent Progressive Weight Loss on Metabolic Function and Adipose Tissue Biology in Humans with Obesity. Cell Metab. 2016;23(4):591-601. doi: 10.1016/j.cmet.2016.02.005
  55. Струева Н.В., Гегель Н.В., Полуэктов М.Г., и др. Особенности психического состояния больных с ожирением в зависимости от сопутствующих нарушений сна. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2014;114(11):88-91 [Strueva NV, Gegel' NV, Poluektov MG, et al. Features of the mental state of obese patients with concomitant sleep disorders. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2014;114(11):88-91 (in Russian)].
  56. Путилина М.В. Эффективная нейромодуляция как основа современной нейропротекции в терапии сосудистых заболеваний нервной системы. Нервные болезни. 2022;1:72-6 [Putilina MV. Effektivnaia neiromoduliatsiia kak osnova sovremennoi neiroprotektsii v terapii sosudistykh zabolevanii nervnoi sistemy. Nervnye bolezni. 2022;1:72-6 (in Russian)]. doi: 10.24412/2226-0757-2022-12413
  57. Zvejniece L, Svalbe B, Vavers E, et al. S-phenylpiracetam, a selective DAT inhibitor, reduces body weight gain without influencing locomotor activity. Pharmacol Biochem Behav. 2017;160:21-9. doi: 10.1016/j.pbb.2017.07.009
  58. Коздоба А., Максимов М.Л. Новые свойства ноотропного препарата «Фонтурацетам». Терапевт. 2022;12 [Kozdoba A, Maksimov ML. Novye svoistva nootropnogo preparata “Fonturatsetam”. Terapevt. 2022;12 (in Russian)].
  59. Громова О.А., Торшин И.Ю. Хемореактомное исследование эффектов препарата Актитропил (фонтурацетам): молекулярные механизмы влияния на метаболизм жировой ткани. ФАРМАКОЭКОНОМИКА. Современная фармакоэкономика и фармакоэпидемиология. 2024;17(2):172-81 [Gromova OA, Torshin IYu. Chemoreactomic study of fonturacetam effects: molecular mechanisms of influence on adipose tissue metabolism. FARMAKOEKONOMIKA. Modern Pharmacoeconomics and Pharmacoepidemiology. 2024;17(2):172-81 (in Russian)].
  60. Zvejniece L, Zvejniece B, Videja M, et al. Neuroprotective and anti-inflammatory activity of DAT inhibitor R-phenylpiracetam in experimental models of inflammation in male mice. Inflammopharmacology. 2020;28(5):1283-22. doi: 10.1007/s10787-020-00705-7
  61. Тюренков И.Н., Самотруева М.А., Цибизова А.А., Ясенявская А.Л. Фенотропил как модулятор уровня цитокинов в условиях экспериментальной иммунопатологии. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2015;78(12):15-7 [Tyurenkov IN, Samotrueva MA, Tsibizova AA, Yasenyavskaya AL. Phenotropil as modulator of cytokine level under conditions of experimental immunopathology. Eksperimental'naia i klinicheskaia farmakologiia. 2015;78(12):15-7 (in Russian)].
  62. Енькова Е.В., Минаев Н.Н. Изучение эффективности препарата Фенотропил в качестве корректора веса в дополнение к диетотерапии у женщин репродуктивного возраста с нарушением менструального цикла, ожирением алиментарно-конституционального типа и цефалгией. В: I Всероссийский конгресс молодых ученых в области медицины и биологии по итогам конкурса «Свет знаний во имя здоровья человека». Сборник научных трудов. Под ред. В.И. Ахапкиной. М. 2009 [En'kova EV, Minaev NN. Izuchenie effektivnosti preparata Fenotropil v kachestve korrektora vesa v dopolnenie k dietoterapii u zhenshchin reproduktivnogo vozrasta s narusheniem menstrual'nogo tsikla, ozhireniem alimentarno-konstitutsional'nogo tipa i tsefalgiei. In: I Vserossiiskii kongress molodykh uchenykh v oblasti meditsiny i biologii po itogam konkursa “Svet znanii vo imia zdorov'ia cheloveka”. Sbornik nauchnykh trudov. Pod red. VI Akhapkinoi. Moscow. 2009 (in Russian)].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Factors that may determine the ability of adipose tissue to increase.

Download (82KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Hypothalamic regulation of inflammation and obesity.

Download (160KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Molecular mechanisms of the effect of fonturacetam on the prevention of obesity development.

Download (431KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».