吳曉露 高莉莉
【文章編號(hào)】1004-7484(2014)06-3550-02
兒童肥胖癥是指兒童體內(nèi)脂肪積蓄過多,體重超過同年齡,同性別兒童的平均體重2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為超重,超過3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為肥胖,或者說超過按計(jì)算的平均標(biāo)準(zhǔn)體重加上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以上時(shí),稱為肥胖癥。調(diào)查顯示,兩歲以下兒童超重情況為8.1%。大多數(shù)情況是女孩肥胖,肥胖率為11.4%,男孩只有5%。2歲至19歲之間,31.8%的人有肥胖癥或超重(身高體重指數(shù)超過30),6.4%過于肥胖(身高體重指數(shù)超過40)。我國近10年來兒童肥胖發(fā)病率也顯著增高,2006年進(jìn)行的第三次全國兒童肥胖流行病學(xué)研究顯示,10年來中國0-6歲兒童肥胖及超重總檢出率分別為7.2%和19.8%,接近歐美發(fā)達(dá)國家水平[1]。兒童肥胖,尤其是青少年肥胖80%將會(huì)延續(xù)為成人肥胖,因此成年肥胖病人的代謝綜合征如高血壓、心血管疾病、胰島素抵抗等在兒童及青少年的發(fā)病率及危險(xiǎn)大大增加[1-2],無論是在發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,兒童肥胖以作為公共衛(wèi)生問題引起重視。目前越來越多的研究更趨向與認(rèn)為肥胖為一種慢性炎癥狀態(tài),肥胖相關(guān)的代謝綜合征的研究逐漸增多,有關(guān)心血管方面疾病研究,內(nèi)皮細(xì)胞受損與分泌的細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6等的研究也越來越多,本文就內(nèi)皮細(xì)胞損傷、TNF-α與肥胖及相關(guān)代謝綜合征的關(guān)系研究狀況稍作總結(jié),為對(duì)肥胖所致心血管病及其他代謝相關(guān)疾病發(fā)病機(jī)制的研究帶來新的認(rèn)識(shí)及為其提供新的防治策略。
1 血管內(nèi)皮細(xì)胞受損與兒童肥胖
血管內(nèi)皮細(xì)胞(EC)作為血液和組織的屏障,被認(rèn)為是“第一道防線”,更認(rèn)為其重要且功能強(qiáng)大的內(nèi)分泌和旁分泌器官。因其可以調(diào)節(jié)血管舒縮減少血管通透性、調(diào)節(jié)血管的抗炎和促炎癥作用及維持血液流動(dòng)及避免出血、抗血栓等。故其功能的正常與完整在防止各種血管性疾病中起著及其重要。大量資料證明,肥胖患者脂肪組織大量累積,脂肪組織隨著慢性炎癥過程往往表現(xiàn)為脂肪細(xì)胞肥大、免疫細(xì)胞浸潤、血管生成和細(xì)胞外間質(zhì)增生。肥胖兒童已存在動(dòng)脈粥樣硬化前期的血管病理改變,即EC結(jié)構(gòu)與功能損傷[3],Woo等[4]研究了超重(BMI>23 kg/m2)患兒的內(nèi)皮功能和頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度(IMT)變化,發(fā)現(xiàn)其IMT明顯增加,且內(nèi)皮功能損傷程度與BMI呈正相關(guān)。肥胖者有大量脂肪組織堆積,其分泌的脂肪因子如白介素、CRP、瘦素、脂聯(lián)素等可以直接或間接的損傷EC,其中白介素-1(IL-I)和白介素-6(IL-6)與血管內(nèi)皮功能損傷和亞臨床炎癥有密切的關(guān)系[5]。白介素-6(IL-6)通過刺激血管內(nèi)皮因子的釋放促使平滑肌細(xì)胞向內(nèi)膜下遷移,增殖,使血管通透性增加,導(dǎo)致更多的炎性介質(zhì)釋放,促使單核細(xì)胞聚集、浸潤,參與動(dòng)脈粥樣硬化(AS)的發(fā)生發(fā)展[6]。Tsigos對(duì)15名健康男性外周注射rhIL-6(即模擬了肥胖時(shí)血清IL-6水平增加),空腹12h后發(fā)現(xiàn),體內(nèi)均出現(xiàn)高血脂,高血糖和IR[7]。同時(shí)做為CRP的潛在激動(dòng)劑,CRP對(duì)血管有直接的損傷作用,且被認(rèn)為是血管低度炎癥的顯著標(biāo)志物,是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展機(jī)制之一[8]。脂聯(lián)素是新近發(fā)現(xiàn)的一種脂肪細(xì)胞因子,與肥胖、胰島素抵抗、低級(jí)炎癥、內(nèi)皮損傷和動(dòng)脈粥樣硬化的形成密切相關(guān)[9],通過多種作用抑制血管的炎癥反應(yīng),具有抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。在糖耐量減低階段,脂聯(lián)素水平明顯降低,并與中心性肥胖、TG、餐后血糖相關(guān),是反應(yīng)胰島素抵抗的一個(gè)重要參數(shù)。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),肥胖兒童的脂聯(lián)素水平顯著減低,血漿脂聯(lián)素水平與體重、體脂百分比呈負(fù)相關(guān) [10]。進(jìn)而推測肥胖兒童內(nèi)皮功能異常與脂聯(lián)素水平降低有關(guān)。瘦素是較早發(fā)現(xiàn)的脂肪因子,對(duì)控制食欲和調(diào)節(jié)體重有重要的作用。實(shí)驗(yàn)和臨床研究發(fā)現(xiàn),瘦素具有血管形成的活性,增加血管內(nèi)皮細(xì)胞的氧化作用,促使內(nèi)皮細(xì)胞鈣化以及平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移。故認(rèn)為瘦素濃度和血管內(nèi)皮功能密切相關(guān)。在肥胖兒童,血中瘦素水平升高,存在瘦素抵抗,且隨體脂百分比的增加呈指數(shù)增長[11]。研究發(fā)現(xiàn),瘦素與BMI和脂肪含量成正相關(guān),并且肥胖兒童比瘦的兒童相對(duì)較高,在健康或是肥胖兒童、青少年都存在,因此任何脂肪減少的體重減低都與循環(huán)瘦素減少有關(guān),這一發(fā)現(xiàn)與肥胖人群中存在瘦素抵抗相一致[12]。這些研究均證明兒童肥胖與血管內(nèi)皮細(xì)胞受損密切相關(guān)。
綜上所述,肥胖致脂肪細(xì)胞增大,脂肪組織堆積,所分泌的脂肪因子增多,而這些脂肪因子又通過直接或間接途徑損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,同時(shí)大量研究表明肥胖兒童已存在著血管內(nèi)皮的損傷,從而共同作用引起一些肥胖代謝綜合征的發(fā)生。
2腫瘤壞死因子-α與兒童肥胖
TNF-α主要是由活化的單核-巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的一種急性和慢性炎癥反應(yīng)中的主要前炎癥因子,同時(shí)又是與肥胖誘導(dǎo)的代謝性疾病相關(guān)的代表脂肪因子,抗原刺激的T細(xì)胞、活化的NK細(xì)胞和肥大細(xì)胞均可分泌TNF-α,TNF-α脂肪組織中TNF-α的高表達(dá)與心血管疾病的發(fā)生密切相關(guān)[13]。研究發(fā)現(xiàn),肥胖患者較非肥胖患者脂肪組織TNF-α mRNA表達(dá)高2.5倍以上,TNF-α mRNA表達(dá)與體質(zhì)量指數(shù)呈正相關(guān),脂肪中TNF-α蛋白質(zhì)的水平也呈相似性改變。在某些肥胖動(dòng)物模型是過度表達(dá)的,并且通過旁分泌形式作用于脂肪細(xì)胞,然后降低骨骼肌中胰島素效應(yīng)例[14]。Nishmiura F等[15]研究發(fā)現(xiàn),肥胖患者脂肪細(xì)胞能產(chǎn)生大量的具有生物學(xué)活性的TNF-α,而在體重減輕后其濃度降低。曹艷麗等[16]研究發(fā)現(xiàn),肥胖組網(wǎng)膜組織脂肪組織中TNF-α蛋白表達(dá)高于正常體重組網(wǎng)膜脂肪組織中TNF-α蛋白表達(dá),在皮下脂肪組織中TNF-α蛋白表達(dá), 肥胖組亦明顯高于正常體重組。同時(shí)其作為肥胖相關(guān)胰島素抵抗的中心介質(zhì), 其在脂肪組織中水平的升高, 尤其在網(wǎng)膜脂肪組織中表達(dá)的增高, 與胰島素抵抗、 糖尿病等疾病發(fā)生密切相關(guān)。TNF-α的表達(dá)與脂肪細(xì)胞的大小呈明顯相關(guān)性[17-18]。研究發(fā)現(xiàn)肥胖患者脂肪細(xì)胞增大, 且脂肪細(xì)胞的大小可能與 TNF-α和胰島素抵抗有關(guān)[19]。肥胖時(shí),TNF-α和IL-6的表達(dá)和分泌顯著升高,且IL-6的分泌受1NF-1的調(diào)節(jié)。另外,IL-6和TNF-α均可促進(jìn)脂肪分解和FFA釋放,間接損傷內(nèi)皮細(xì)胞。倪世寧等[20]對(duì)單純性肥胖兒童的研究中也得出肥胖組血清TNF-α濃度高于對(duì)照組(P=0.01),在TNF-α多因素分析中,TNF-α與BMI、空腹三酰甘油(TC)及HOMA.IR均呈正相關(guān)(P<0.05),TNF-α與胰島素敏感指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。
3腫瘤壞死因子-α與血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷
TNF-α作為一種炎性因子,不僅對(duì)腫瘤細(xì)胞有細(xì)胞毒,細(xì)胞溶解、抑制增殖等作用,還可以影響血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、心肌細(xì)胞的生長、分化和功能,它可通過多種途徑而致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,從而引起的炎性反應(yīng)時(shí)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的重要因素。高濃度的腫瘤壞死因子能造成原代培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞大片脫落和形態(tài)改變,表明TNF-α對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞具有直接毒性作用[21].同時(shí)TNF-α刺激培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生單核細(xì)胞趨化蛋白l和白細(xì)胞介素8的表達(dá)[22].單核細(xì)胞趨化蛋白1可加速單核細(xì)胞之遷移過程,使之與血管內(nèi)皮細(xì)胞粘附的單核細(xì)胞易通過血管內(nèi)皮細(xì)胞問隙遷移至內(nèi)皮下,轉(zhuǎn)交為巨噬細(xì)胞并被激活,吞噬并消化進(jìn)入動(dòng)脈內(nèi)的脂質(zhì)變成泡沫細(xì)胞,導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化性脂質(zhì)條紋的形成。TNF-α可以導(dǎo)致炎癥發(fā)生、細(xì)胞壞死、新生血管形成,并可促進(jìn)縮血管因子如內(nèi)皮素-1的產(chǎn)生,引起血管內(nèi)皮的損傷,它還可以損害內(nèi)皮型的一氧化氮合酶(eNOS)mRNA的穩(wěn)定性,增加誘導(dǎo)性的一氧化氮(iNOS)的表達(dá)和合成[23],導(dǎo)致NO自由基產(chǎn)生,與過氧陰離子相互作用,產(chǎn)生過氧化亞硝酸鹽離子,造成血管內(nèi)皮結(jié)構(gòu)和功能損傷,促進(jìn)AS病變的發(fā)生。
綜上所述,血管內(nèi)皮細(xì)胞受損、腫瘤壞死因子-α及IL-6與兒童肥胖之間是相互聯(lián)系,相互影響的,彼此之間有因果效應(yīng),肥胖致脂肪細(xì)胞增大,脂肪組織堆積,所分泌的脂肪因子增多,而這些脂肪因子又通過直接或間接途徑損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,同時(shí)大量研究表明肥胖兒童已存在著血管內(nèi)皮的損傷,從而共同作用引起一些肥胖代謝綜合征的發(fā),TNF-α可通過多種途徑損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷又促使白細(xì)胞介素1和TNF-α的釋放,再次損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,形成惡性循環(huán)。
肥胖及其相關(guān)代謝綜合征已經(jīng)成為危害人類健康的一大因素,目前越來越多的兒童肥胖患者出現(xiàn)機(jī)體一些器官、系統(tǒng)功能性損傷、活動(dòng)能力及體質(zhì)下降,這與成人肥胖代謝綜合征如冠心病、高血壓、糖尿病、胰島素抵抗等有一定的關(guān)系,故兒童肥胖更是成為世界性的公共衛(wèi)生問題,應(yīng)引起重視,及早防治。我們除了在常規(guī)的控制飲食及運(yùn)動(dòng)減肥兩大常規(guī)方法的基礎(chǔ)上,仍舊一直在探索一些其他更為有效的途徑。因此,正如上所述,深入研究血管內(nèi)皮損傷、各種脂肪炎性因子與肥胖之間的關(guān)系及相互之間作用的機(jī)制,可以引導(dǎo)我們尋找防治肥胖及肥胖相關(guān)代謝綜合征等的辦法提供了新的研究方向,隨著研究的深入將會(huì)研制出更多,更新,更好的適合兒童肥胖癥的藥物,為兒童肥胖及相關(guān)疾病的防治提供一種新的手段。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國肥胖問題工作組.中國學(xué)齡兒童青少年超重、肥胖篩查體質(zhì)指數(shù)值分類標(biāo)準(zhǔn)[J].中華流行病學(xué)雜志,2004,25(2):97-102.
[2] 萬燕萍,唐激文,徐仁應(yīng),等.體質(zhì)指數(shù)和腰圍對(duì)肥胖兒童青少年高血壓的影響[J].上海第二醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2004,24(Suppl 1):46-48.
[3] Nishimura S,Manabe I,Nagasaki M,et a1.In vivo imagingIn mice reveals local cell dynamics and inflammation in obese Adipose tissue[J].J Clin Invest,2008,118(2):710-721.
[4] Woo KS, Chook P, Yu CW, et al. Overweight in children is ossiciated with arterial endothelial dysfunction and intima-media thickening. Int J Obers Relat Metab Disord, 2004, 28(27):852-857.
[5] Hara T,F(xiàn)ujiwaza H,Shoji T,et a1.Decreased plasma adiponectin levels in young obese males[J].J Atheroseler Thromb,2003,10(4):234-238.
[6] Willa A, Ronald E. Control of vascular cell prolifelation and migration by PPAR-γ. Diabetes Care, 2001, 24(2): 392-397.
[7] Tsigos C, Papanicolaou DA, Kyrou I, et al. Dose-dependent effects of recombinant human interleukin-6 on glucose regulation. Clin Endocrinol Metab, 1997, 82(12):4167-4170.
[8] Libby P,Ridker PM,Maserl A.Inflammation and atheresclerosis[J].Circulation,2002,105(9):1135-1143.
[9] Hansen T,Ahlstrom H,Soderberg S,et al. Visceral adipose tissue, adiponeetin levels and insulin resistance are related toatherosclerosis as assessed by whole-body magneticresonance angiography in an elderly population.Atheroselemsis,2009,205:163—167.J
[10] Ciannini c,Giorgis T,Searinei A,et a1.Inereesed carotid intimamedia thickness in pre-pubertal children with constitutional leanness and severe obesity:the speculative role of insulin sensitivity,oxidant status,and chronic inflammation.Eur J Endocrinol.2009.161:73-80..
[11] Valle M,Gasc6n F,Martos R,et al.Relationship between high plasma leptin concentrations and metabolic syndrome in obese pre-pubertal children[J].Int J Obes Relat Metab Disord,2003,27(1):13-18.
[12] Guran T, Turan S, Bereket A, et al. The role of leptin, soluble leptin receptor,resistin,and insulin secretory dynamics in the pathogenesis of hypothalamic obesity in child-ren. European Journal of Pediatrics, 2009, 168(9): 1043-1048.
[13] Taube A,Schlich R,Sell H,et al.Inflammation and metabolic dysfunction:links to cardiovascular diseases.Am J Physiol Heart Circ Physiol,2012,302(11):H2148-2165
[14] Cawthorn WP,Sethi JK.TNF-alpha and adipocyte biology.FEBS lett,2008,582(1),117-31.
[15] Nishmiura F, Iwamoto Y, Mineshiba J, et al. Periodontal disease and diabetes mellitus:the role of tumor necros is factor-a in a 2-way relationship. Periodontol, 2003,74(1): 97-102.
[16] 曹艷麗,谷劍秋,王滌非.肥胖者脂肪組織中TNF-a表達(dá)與脂肪細(xì)胞大小的相關(guān)性分析.中國組織化學(xué)與細(xì)胞化學(xué)雜志[J].2013, 22(4) : 282-285
[17] Zhang CM,Chi X,Wang B et a1.Downregulation of STEAP4,a highly expressed TNF-alpha-inducible gene in adipose tissue,is associated with obesity in humans.Acta Pharmacol Sin.2008,29(5):587-92.
[18] Cawthorn WP,Sethi JK.TNF—alpha and adipocyte biology.FEBS lett,2008,582(1),117-31.
[19] Winkler G,Kiss S,Keszthelyi L,et al.Expression of tumor necrosis factor(TNF)-alpha protein in the subcutaneous and visceral adipose tissue in correlation with adipocytes cell volume,serum TNF- alpha,solule serum TNF-receptor-2 concentrations and C-peptide level.Eur J Endocrinol,2003,149:129-135.
[20] 倪世寧,王大為,顧英霞等.單純性肥胖兒童胰島素抵抗與腫瘤壞死因子.Q的關(guān)系.實(shí)用兒科臨床雜志.2006,21(8),469-470.
[21] 馬麗萍,張國元,候健,等.白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子對(duì)體外培養(yǎng)內(nèi)皮細(xì)胞的損傷的作用[J].第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),1999,8(2):353-6.
[22] Yang YY,Hu CJ,Chang SM,et al.Aspirin inhibits monocyte chemoattmtant protein-1 and interleukiu-8 expression in TNF-alpha stimulated human umbilieal vein endothelial cells.Atherosclerosis 2004;174(2):207-13.
[23] Zhang H,Park Y,wu J,eta1.Role of TNF-alpha in vascular dysfunction[J].Clin Sci(Lond),2009,116(3):219-230.