(一)肥胖症概述
1.肥胖症概念
肥胖症又称作肥胖病,由于遗传性因素与环境作用,引起的营养代谢障碍性疾病,最明显的特征是机体摄入能量大于消耗能量,引起体内脂肪聚集过多的症状。当前肥胖问题已成为全球公共卫生问题关注的对象,国际肥胖特别工作组指出,肥胖将成为威胁人类健康的最大杀手。
2.肥胖症的特征
个体肥胖主要表现出脂肪细胞数量增大和体积增加。一般而言,当一个人的体重超过标准体重的20%以上,或身体质量指数(body mass index,简称体重指数,BMI)大于24千克/平方米时,就称为肥胖症。肥胖影响了体态,并且对身体健康有害,肥胖会引起许多慢性疾病,如心血管疾病相关的多种代谢功能异常,增加Ⅱ型糖尿病、冠心病、高血压、中风、充血性心力衰竭、脂质异常血症、睡眠时呼吸暂停综合征及某些癌症(如卵巢癌、胸腺癌和结肠癌)等的发病率和死亡率。
(二)肥胖症的分类
1.单纯性肥胖
单纯性肥胖是各种肥胖最常见的一种,约占肥胖人群的95%左右,该肥胖是非疾病引起的肥胖。这种类型的肥胖表现为全身脂肪分布较均匀,无内分泌紊乱现象及代谢障碍性疾病,但其家族往往有肥胖病史。单纯性肥胖又可以分为体质性肥胖和获得性肥胖两种。体质性肥胖是由于遗传和机体脂肪细胞数目增多而造成的,这类人的物质代谢过程比较慢、比较低,合成代谢超过分解代谢。获得性肥胖是由于人成年后有意识或无意识地过度饮食,使摄入的热量大大超过身体生长和活动的需要,多余的热量转化为脂肪,促进脂肪细胞肥大与细胞数目增加,脂肪大量堆积而导致肥胖。
2.继发性肥胖
继发性肥胖是由内分泌紊乱或代谢障碍引起的,约占肥胖人群的2%~5%左右,虽然同样具有体内脂肪沉积过多的特征,但仍然以原发性疾病的临床症状为主要表现,肥胖只是这类患者的重要症状之一。这类患者同时还会出现其他各种各样的临床表现,多表现为甲状腺功能减退人群、性腺功能减退等多种疾病中。主要可分为下丘脑性肥胖症、垂体性肥胖症、皮质醇增多症(又称库欣综合征)、胰岛病性肥胖症、甲状腺功能减退性肥胖症、性腺功能减退性肥胖症及药物性肥胖等类型。
(三)肥胖症产生的原因及危害
1.肥胖症产生的原因
引起肥胖症发生的原因虽说有许多种,但最基本的一条就是体内能量代谢平衡发生失调。许多因素都可以导致患者体内能量代谢发生障碍(失调),如营养过剩、体力活动减少、内分泌代谢失调、下丘脑损伤、遗传因素或情绪紊乱等都可以导致肥胖症的发生。身体的脂肪组织主要分为内脏脂肪和外周脂肪。内脏脂肪主要分布在腹部系膜、内脏周围等部位。根据脂肪积累部位的不同,可以把肥胖分为中心型肥胖和周围型肥胖两大类。中心型肥胖主要由内脏脂肪的过度积累导致,其主要特征是腰围增加。中心型肥胖与代谢综合征密切相关,危害远远大于周围型肥胖。(www.xing528.com)
2.肥胖症的危害
肥胖是人们健康长寿的天敌,科学家研究发现肥胖者并发脑栓塞与心衰的发病率比正常体重者高1倍,患冠心病、高血压、糖尿病、胆石症者较正常人高3~5倍,由于这些疾病的侵袭,人们的寿命将明显缩短。身体肥胖的人往往怕热、多汗、皮肤皱折处易发生皮炎、擦伤,并容易合并化脓性或真菌感染。而且由于体重的增加导致身体各器官负担加重,容易遭受各种外伤、骨折及扭伤等。此外,睡眠呼吸暂停综合征、恶性肿瘤的产生等都与肥胖也有着直接的关系。
肥胖危害主要表现在两个方面,首先是内脏脂肪组织本身脂肪积累过多,导致脂肪细胞储存能力下降,不能储存更多的多余脂类、糖类等,血脂和其他器官的脂含量升高,危害健康。系膜和内脏附着的脂肪量增多,也会影响内脏器官的功能。其次,由于脂肪组织作为一种分泌器官的存在,尤其是内脏脂肪组织,一旦本身脂肪积累过多,会分泌大量抑制脂肪和肌肉组织功能的细胞因子,这些细胞因子主要包括游离脂肪酸(FFA)、炎症因子(如TOF-a等)、抵抗素以及活性氧(ROS)等。细胞因子可以以自分泌和旁分泌的形式直接作用于脂肪细胞,使其产生胰岛素抗性,紊乱糖脂代谢;还可以进入血液作用于肌肉细胞产生胰岛素抗性,降低其能量储存和消耗的能力,或作用于胰脏等器官,损害其功能。
3.游离脂肪酸与肥胖症
肥胖症患者往往比正常人分泌更多的FFA,是由脂肪细胞分解甘油三酯的产物,所以身体脂肪含量和FFA的分泌量成正比。而一旦脂肪储存过量,内脏脂肪组织比外周脂肪组织分泌更多的FFA,这是中心型肥胖危害远大于周围型肥胖的重要原因。虽然FFA是饥饿状态下的脂肪细胞对其他组织的基本能量供应形式,但肥胖症患者脂肪细胞分泌过量FFA是非常危险的。FFA可以抑制胰岛素受体的磷酸化,从而抑制胰岛素信号通路,导致胰岛素抗性,诱发Ⅱ型糖尿病。FFA还可以直接作用于胰岛β-细胞,损害其功能,导致Ⅰ型糖尿病。FFA可以升高肝中甘油三酯的含量,导致脂肪肝,并且减少高密度脂蛋白合成,增加低密度脂蛋白合成。此外,FFA还可导致高血压。
4.炎症因子与肥胖症
脂肪组织能分泌大量的TNF-a、IL-6等炎症因子,炎症因子的分泌在肥胖病人体内会大幅升高。其中TNF-a等可以诱导肌肉胰岛素抗性,损害血管内皮细胞,导致动脉粥样硬化。更重要的是炎症因子可以以自分泌和旁分泌的形式直接作用于脂肪细胞,抑制胰岛素信号通路,抑制过氧化体增殖剂激活受体γ亚型(PPARγ)等调控脂肪细胞功能的转录因子的表达,减少葡萄糖转运蛋白GLUT-4的质膜电位导致胰岛素抗性。炎症因子还可以提高脂肪细胞ROS水平,导致氧化应激,减少有益于糖代谢的因子如脂联素(adiponectin)的分泌,提高抵抗素的分泌。积累过量脂肪的脂肪细胞,其NADPH氧化酶活力增大,合成大量的ROS。血液中的ROS可以损害血管内皮细胞导致动脉粥样硬化。此外,脂肪细胞分泌的抵抗素也可以直接作用于脂肪细胞,抑制胰岛素活力,导致Ⅱ型糖尿病。所以脂类过度积累导致的肥胖症,一方面会由于脂肪细胞自身糖脂储存能力不足,使过量的糖类和脂类留在身体其他部位导致高血糖和高血脂;另一方面脂肪细胞分泌大量的有害因子,导致高血糖、高血脂、脂肪肝、高血压以及动脉粥样硬化等。
(四)脂肪细胞生理功能与能量代谢
脂肪细胞的主要生理功能表现在以下3个方面:首先是储存能量。正常机体中,甘油三酯基本上都储存在脂肪细胞内,脂肪组织同时也是糖原储存的重要场所;其次是分泌功能。研究发现脂肪组织不仅仅是储能的重要组织,它还能分泌许多生物活性蛋白,如对糖脂代谢有显著作用的瘦素(leptin)、脂联素(adiponectin)等,还有许多起负向调节的如TNF-a、Resistin和FFA等;最后脂肪细胞还能为脂类氧化和产热提供原料物质。
脂肪细胞在能量代谢过程中起到关键的作用,是体内能量平衡和糖平衡的重要调控者,首先脂肪细胞可以通过增殖和分化改变自身数目和体积,改变储存能力。其次,脂肪细胞还可以改变自身氧化能力来改变体内脂类总量。再次,脂肪细胞还可以通过分泌细胞因子,调节自身功能和影响中枢神经系统对进食行为的控制。机体内同时存在成熟脂肪细胞和前脂肪细胞,成熟脂肪细胞没有增殖的能力,而前脂肪细胞可以根据机体的营养条件和激素刺激而增殖和分化成为成熟脂肪细胞。在分化开始阶段,前脂肪细胞进入生长抑制期,此时CCAAT/增强子结合蛋白(CCAAT/enhancer-binding protein,C/EBP)β和δ表达升高。由C/EBPP和β刺激,细胞先进入一个克隆增殖期,细胞数目增加。然后C/EBPβ和δ激活C/EBPa和PPARγ的表达。其中PPARγ的表达调控和转录激活,是改变脂肪细胞功能的关键。因为PPARγ不仅在脂肪细胞分化过程中起到重要作用,在成熟脂肪细胞中脂肪细胞功能的维持和增强方面也要依赖对PPARγ的调控。PPARγ控制的下游基因(如GLUT-4等)大量表达时,细胞开始发生形态变化,聚集脂类。细胞也开始具有胰岛素敏感性,储存糖。如PPARγ的激活剂,噻唑烷二酮(thiazolidinedione,TZD),是一类治疗糖尿病的非常有效的药物,它们就是特异的与脂肪细胞的PPARγ作用,增强脂肪细胞功能,促进对血糖的吸收。这是因为PPARγ不仅调控脂肪合成酶类(如脂肪酸合成酶,FAS),还调控负责脂肪酸吸收脂肪酸转运进脂肪细胞的蛋白(如脂肪酸转运蛋白,FAT),以及负责葡萄糖转运的关键蛋白(如GLUT-4)。
所以,脂肪细胞不仅仅是能量储存和释放的场所,而且对有机体内能量代谢有着关键的调节作用,特别是对糖类和脂类的代谢调节。肥胖症及引起系列并发症一般都伴随着脂肪细胞功能的障碍或失活,因此在研究降脂减肥及相关疾病上都把脂肪细胞作为一个关键靶点来进行研究。
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