陳兆斌, 黃麗媛, 王炳元, 施軍平, 張晶
1 濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院, 山東 濟(jì)寧 272000; 2 中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院老年消化內(nèi)科, 沈陽 110000; 3 杭州師范大學(xué)附屬醫(yī)院肝病科, 杭州 310000; 4 濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院消化內(nèi)科, 山東 濟(jì)寧 272000
代謝相關(guān)脂肪性肝?。∕AFLD)是指在排除其他慢性肝病的必要條件下,基于肝臟脂肪變性同時(shí)又至少合并了超重/肥胖、2型糖尿病(T2DM)、代謝功能障礙等3項(xiàng)之一的慢性疾?。?]。T2DM是由多種病因?qū)е碌捏w內(nèi)胰島素分泌不足或者機(jī)體不能有效利用胰島素,從而出現(xiàn)血糖水平持續(xù)增高,導(dǎo)致糖代謝異常及相關(guān)代謝紊亂。隨著生活方式和飲食條件的轉(zhuǎn)變,MAFLD和T2DM的患病率不斷上升,二者患病趨勢大致平行,且關(guān)系緊密、相互作用、相互影響,其具體機(jī)制目前尚未明確,本文將二者關(guān)系及可能的機(jī)制進(jìn)行綜述。
通過流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn),MAFLD和T2DM之間存在著密切的關(guān)系,兩者互為因果,呈惡性循環(huán)。據(jù)統(tǒng)計(jì),MAFLD在正常人群中患病率約25%,而在T2DM患者中患病率高達(dá)70%[2];T2DM在正常人群中患病率約11.2%,而在MAFLD患者中患病率高達(dá)22.51%,并且隨著MAFLD疾病的進(jìn)展,T2DM發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)會進(jìn)一步增大[3-4]。MAFLD會引發(fā)胰島素抵抗(IR)以及糖脂代謝改變等,被認(rèn)為是T2DM的高危人群,隨訪發(fā)現(xiàn),與非MAFLD人群比較,MAFLD患者10年后T2DM的發(fā)生率12.5%,而在不存在MAFLD的人群中T2DM的發(fā)生率僅為2.5%[5]。一項(xiàng)縱向研究[6]發(fā)現(xiàn),MAFLD先于T2DM發(fā)展,可能對T2DM早期起到預(yù)測作用。Adams等[7]研究發(fā)現(xiàn),隨著MAFLD的改善或消退,T2DM的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)降低趨勢。另外,研究證實(shí),MAFLD合并T2DM患者較不合并T2DM患者,脂肪肝表現(xiàn)更嚴(yán)重,甚至發(fā)展為非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。一項(xiàng)分層分析顯示,T2DM患者中NASH患病率大大升高,全球患病率可高達(dá)37.3%(95%CI:24.7%~50.0%)[8]。Portillo-sanchez等[9]發(fā)現(xiàn)在103例血漿轉(zhuǎn)氨酶正常的T2DM患者中,MAFLD的患病率高達(dá)50%,并且其中大約一半的患者進(jìn)展為NASH,遠(yuǎn)高于預(yù)期。通過回顧性隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn),T2DM中MAFLD的年齡調(diào)整相對風(fēng)險(xiǎn)比非糖尿病人群高出約5.36倍,T2DM會加快MAFLD的進(jìn)展,影響患者的生命質(zhì)量[10]。
2.1 胰島素抵抗(IR) IR是指各種原因使胰島素促進(jìn)葡萄糖攝取和利用的效率下降,被認(rèn)為是許多現(xiàn)代疾病的致病驅(qū)動因素,包括代謝綜合征、動脈粥樣硬化、MAFLD和T2DM[11]。在IR狀態(tài)下,胰島素可能與受體發(fā)生結(jié)合障礙或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常,進(jìn)而使胰島素功能下降、血糖水平持續(xù)升高,導(dǎo)致T2DM的發(fā)生發(fā)展。肝臟是調(diào)節(jié)機(jī)體糖、脂質(zhì)代謝平衡的關(guān)鍵器官,研究表明,MAFLD患者肝臟脂肪變本身以及進(jìn)一步的成脂性改變和肝功能減退、肝臟內(nèi)炎癥損傷均有可能誘發(fā)和加劇IR,促進(jìn)T2DM的發(fā)生與發(fā)展。MAFLD患者持續(xù)增高的游離脂肪酸(free fatty acids,F(xiàn)FA),導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)代謝產(chǎn)物二?;视停╠iacylglycerol,DAG)增多,激活肌肉細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶θ(protein kinase θ,PKCθ),抑制胰島素受體底物1(insulin receptor substrate 1,IRS-1)酪氨酸磷酸化,使肌肉細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(glucose transporter type 4,GLUT4)對葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)能力減弱,從而影響肌肉細(xì)胞對葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)功能,加劇肌肉IR;肝細(xì)胞內(nèi)增多的代謝產(chǎn)物DAG主要激活蛋白激酶ε(protein kinase ε,PKCε),活化的PKCε結(jié)合并阻斷胰島素受體底物2(insulin receptor substrate,IRS-2)酪氨酸磷酸化,從而抑制肝糖原合成以及促進(jìn)糖異生,加重肝IR[12-13]。另外,脂聯(lián)素具有改善IR、促進(jìn)能量消耗、調(diào)節(jié)脂肪代謝等生理作用[14]。研究[15-17]表明,與正常人相比,MAFLD患者的血清脂聯(lián)素和肝胰島素受體底物2 mRNA水平較低,引起胰島素敏感性降低,IR增強(qiáng),進(jìn)而使得糖代謝發(fā)生異常、血糖升高,最終導(dǎo)致T2DM的發(fā)病。
循環(huán)中的FFA是MAFLD患者肝臟脂肪堆積的主要來源。在生理情況下,血漿FFA水平空腹時(shí)較高,進(jìn)食后分泌增加的胰島素可抑制激素敏感性脂肪酶的活性,產(chǎn)生抗脂解作用導(dǎo)致血漿FFA下降。T2DM患者存在外周IR,胰島素對脂肪組織的抗脂解作用減弱,繼而通過增加肝臟中脂肪酸的含量,引發(fā)肝細(xì)胞功能障礙、炎癥、氧化應(yīng)激,促進(jìn)MAFLD的進(jìn)展[17]。Ahmed等[17]發(fā)現(xiàn)氧化鋅納米顆粒負(fù)載木犀草素可通過調(diào)節(jié)PI3K/AKT/FoxO1通路改善糖尿病大鼠IR,從而緩解MAFLD的進(jìn)展。另外,T2DM患者IR增強(qiáng),高血糖、高胰島素水平可通過激活碳水化合物反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(carbohydrate response element binding protein,ChREBP)等相關(guān)基因的表達(dá),刺激細(xì)胞內(nèi)糖酵解,驅(qū)動肝臟新生脂肪生成,造成肝臟脂肪酸來源過度,誘發(fā)或促進(jìn)MAFLD的進(jìn)展[18]。
2.2 炎癥 MAFLD和T2DM的發(fā)生發(fā)展均與炎癥息息相關(guān)。炎癥通過引起氧化應(yīng)激(oxidative stress,OS),導(dǎo)致肝細(xì)胞死亡和組織損傷,造成線粒體功能下降,F(xiàn)FA大量積累,進(jìn)而形成脂肪變性,促進(jìn)MAFLD的發(fā)生[19]。炎癥還可以通過炎癥細(xì)胞、炎癥因子等在胰島素信號傳導(dǎo)、胰島素敏感性和IR中起著至關(guān)重要的作用,誘導(dǎo)并促進(jìn)T2DM。研究發(fā)現(xiàn),NF-κB通路和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)通路在MAFLD和T2DM中起重要作用,這些炎癥途徑可被多種促炎因子、模式識別受體、FFA等激活。MAFLD患者肝臟中過量的FFA可以通過激活NF-κB通路及下游的炎癥信號,引起肝臟炎癥狀態(tài),抑制胰島素信號傳導(dǎo),導(dǎo)致IR,進(jìn)而促進(jìn)T2DM的發(fā)生[20-21];同時(shí),過量的FFA可導(dǎo)致細(xì)胞氧化能力超載,產(chǎn)生DAG和神經(jīng)酰胺,激活JNK炎癥途徑,使胰島素敏感性降低并抑制胰島素信號傳導(dǎo),加劇IR,從而促進(jìn)T2DM的發(fā)生發(fā)展[22-23]。另外,肝臟炎癥狀態(tài)下活化的IL-1β和IL-18等炎性細(xì)胞因子能夠誘導(dǎo)炎癥和免疫細(xì)胞浸潤,導(dǎo)致胰島β細(xì)胞損傷和功能障礙,造成胰島素缺乏,血糖持續(xù)升高,進(jìn)而促進(jìn)T2DM[24]。
T2DM患者持續(xù)的高血糖水平會影響肝臟炎癥,促進(jìn)肝纖維化和脂質(zhì)蓄積,導(dǎo)致MAFLD的發(fā)生和發(fā)展。研究[25-26]顯示,T2DM患者中促炎細(xì)胞因子TNF-α的水平升高,能夠激活NF-κB炎癥信號通路,使FFA增多,形成脂肪變性,促進(jìn)MAFLD的發(fā)展。另外,研究[27]發(fā)現(xiàn),與正常大鼠相比,T2DM大鼠肝組織中炎癥因子IL-6表達(dá)上調(diào),通過激活p38MAPK/IL-6信號通路,造成糖脂代謝紊亂,脂肪在肝臟中大量蓄積,肝臟出現(xiàn)廣泛脂肪變性,進(jìn)一步加劇MAFLD的發(fā)生發(fā)展。Hendawy等[28]對T2DM合并MAFLD的大鼠應(yīng)用維達(dá)格列汀治療后,NF-κB、JNK和TNF-α等炎癥因子的水平顯著降低,肝臟炎癥狀態(tài)和脂肪變性得到有效改善,纖維化標(biāo)志物轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforming growth factor β1,TGF-β1)和α-平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的表達(dá)也大大降低,從而有效緩解T2DM合并MAFLD的進(jìn)展。
2.3 肝細(xì)胞因子 肝細(xì)胞因子是由肝臟分泌的蛋白質(zhì),能夠參與調(diào)節(jié)糖、脂代謝,與MAFLD和T2DM存在密切聯(lián)系。研究[29]表明,一些肝細(xì)胞因子通過調(diào)控肝臟的糖脂代謝酶表達(dá),肝臟脂質(zhì)生成和聚集等途徑阻礙或促進(jìn)MAFLD的形成;還可以通過調(diào)控胰島素信號途徑、胰島素敏感性和IR,來調(diào)節(jié)T2DM的發(fā)生發(fā)展[30-31]。
MAFLD患者脂肪過度沉積,肝臟發(fā)生脂肪變性,許多肝細(xì)胞因子也會發(fā)生變化,如:胎球蛋白A(Fetuin-A)是一種主要由肝臟分泌的血清糖蛋白,在MAFLD患者體內(nèi)呈高表達(dá),能通過抑制胰島素受體酪氨酸激酶,降低脂聯(lián)素表達(dá)和增加炎性細(xì)胞因子表達(dá),加劇IR,誘導(dǎo)T2DM的發(fā)生發(fā)展[30];肝細(xì)胞因子芳基硫酸酯酶A(arylsulfatase A,ARSA)在MAFLD患者中表達(dá)增加,過量的ARSA通過調(diào)節(jié)肝臟硫酸鹽和溶血磷脂代謝,減少溶血磷脂酰膽堿(lysophosphatidylcholine,LP)和溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid,LPA)分泌,改善骨骼肌胰島素敏感性,從而阻礙T2DM進(jìn)展[31]。另外,T2DM患者中肝細(xì)胞因子硒蛋白P(selenoprotein P,SeP)的水平明顯升高,過量的SeP可以通過SePP1/apoER2通路,加劇IR、肝臟細(xì)胞炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激,從而使肝臟組織中脂肪酸大量積累,出現(xiàn)廣泛脂肪變性,引起MAFLD的發(fā)生發(fā)展[32-34]。T2DM和MAFLD患者血漿成纖維細(xì)胞生長因子21(fibroblast growth factor 21,F(xiàn)GF21)明顯升高,F(xiàn)GF21通過下調(diào)脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,F(xiàn)AS)和轉(zhuǎn)錄因子固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1(sterol regulatory element-binding protein-1,SREBP-1)的表達(dá),降低肝臟和外周血甘油三酯水平,緩解肝臟脂肪變性,改善MAFLD;FGF21還能通過加強(qiáng)過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)活性,增加胰島素敏感性,降低血糖,改善T2DM[33,35]。
2.4 細(xì)胞衰老 近年來研究[36]表明,細(xì)胞衰老是促進(jìn)MAFLD發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵因素,而T2DM的發(fā)病也與細(xì)胞衰老密切相關(guān),通過改善細(xì)胞衰老可能為二者的預(yù)防和治療提供新的方向。細(xì)胞衰老是指細(xì)胞不可逆性喪失復(fù)制能力,在衰老過程中,細(xì)胞會發(fā)生改變,包括端??s短、核區(qū)域擴(kuò)大、基因組和線粒體DNA損傷,導(dǎo)致不可逆的細(xì)胞周期停滯和促炎細(xì)胞因子的分泌。國內(nèi)外多項(xiàng)研究[37-38]證實(shí),MAFLD和T2DM患者衰老細(xì)胞數(shù)量明顯增加,并且與疾病預(yù)后有關(guān)。衰老的肝細(xì)胞線粒體失去了有效代謝脂肪酸的能力,會促進(jìn)肝臟脂肪積累,驅(qū)動肝臟脂肪變性,導(dǎo)致MAFLD的發(fā)生[39]。另外,肝細(xì)胞衰老可通過激活p53-p21途徑,引起脂肪堆積,炎癥和纖維形成,誘導(dǎo)MAFLD的形成[40];p53-p21途徑還能夠抑制脂肪細(xì)胞分化,肝酶生成障礙或活性減弱,胰島素拮抗物降解減少,導(dǎo)致肝臟對葡萄糖的利用障礙,且衰老的肝細(xì)胞中與胰島素結(jié)合發(fā)揮作用的受體數(shù)目減少,使胰島素作用減弱,IR加劇,從而導(dǎo)致血糖升高,促進(jìn)T2DM的發(fā)生發(fā)展[41]。另外,衰老細(xì)胞還能通過分泌衰老相關(guān)分泌表型(senescence-associated secretory phenotype,SASP)引起胰島β細(xì)胞功能障礙、IR和脂質(zhì)代謝異常,導(dǎo)致脂質(zhì)和血糖升高,進(jìn)而影響MAFLD和T2DM的發(fā)生發(fā)展[42-43]。
通過清除衰老細(xì)胞,可有效防止脂肪變性、改善葡萄糖穩(wěn)態(tài)和胰島素敏感性,控制MAFLD和T2DM的進(jìn)展。研究[44]發(fā)現(xiàn),在小鼠體內(nèi)、外可溶性環(huán)氧化物水解酶/環(huán)氧化酶2雙重抑制劑PTUPB,可以通過抑制PI3K/AKT/mTOR通路恢復(fù)自噬,減輕小鼠肝細(xì)胞衰老從而緩解MAFLD進(jìn)展。另外,在飲食誘導(dǎo)的肥胖和糖尿病前期小鼠中,通過他莫昔芬治療消除衰老細(xì)胞后,肝臟脂質(zhì)積聚減少,脂肪變性顯著降低,肝臟胰島素敏感性增加,MAFLD和T2DM得到有效改善[45]。
MAFLD和T2DM存在密切聯(lián)系,互為因果、相互影響,可以通過IR、肝細(xì)胞因子、炎癥和細(xì)胞衰老等相關(guān)機(jī)制促進(jìn)或緩解疾病的進(jìn)展(圖1)。有關(guān)MAFLD和T2DM兩者關(guān)系的研究成果必將為其治療開辟新方向,提供新思路。但目前MAFLD和T2DM共病治療藥物非常有限,并且存在一定副作用,因此進(jìn)一步綜合地探索二者共病機(jī)制以及開展相關(guān)藥物的研究,在MAFLD和T2DM共病防治中具有重要的應(yīng)用前景。
利益沖突聲明:本文不存在任何利益沖突。
作者貢獻(xiàn)聲明:陳兆斌負(fù)責(zé)查閱文獻(xiàn)和撰寫論文;張晶負(fù)責(zé)課題設(shè)計(jì),修改論文;黃麗媛負(fù)責(zé)收集及分析文獻(xiàn)資料;王炳元擬定寫作思路;施軍平指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。