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[摘要] 身體的脂肪分布與胰島素敏感性相關。不同部位的皮下及肝臟、肌細胞間、肌細胞內的脂肪儲積分別與不同程度的胰島素抵抗相關。不同部位脂肪組織的胰島素抵抗相關基因及其表達的差異,提示在不同部位脂肪組織之間有著內在的生物學差別。
[關鍵詞] 脂肪分布;胰島素抵抗;基因表達譜
Relationship between body fat distribution and insulin resistance
SHAO Zhi.ge,SUN Gui-ju,HU Man.jing
(Department of Traditional Chinese Medicine,Medical School,Southeast University,Nanjing210009,China)
Abstract:Body fat distribution is associated with insulin sensitivity.Region specific subcutaneous,liver,intra-muscular,and intramyocellular lipid deposition is responsible for insulin resistance in various degree.It is the differ-ential expression of the regional adipose tissue genes relating with insulin resistance that indicates the fats in various region are intrinsically biologically distinct.
Key words:body fat distribution;insulin resistance;gene expression profiling
肥胖可導致胰島素抵抗(insulin resistance,IR)。IR使胰島素的生物學效能下降,表現為胰島素介導的細胞攝取葡萄糖的能力缺陷,糖原合成障礙,胰島素抑制脂肪分解的能力減低,肝臟的脂蛋白代謝異常,形成了致動脈粥樣硬化脂譜。不同類型肥胖的IR程度不同,中央型肥胖較周圍型肥胖的IR嚴重;不同部位的皮下脂肪組織和肝臟、肌肉等器官的脂肪積聚對IR的影響程度也不同。現就近年來脂肪分布與胰島素抵抗關系的研究作一綜述。
1 不同部位的皮下脂肪對IR的影響
測量身體不同部位皮褶厚度是衡量肥胖程度的一種方法,但不同部位的皮下脂肪對代謝的影響是不同的。Johnson等[1] 對內臟型肥胖的絕經前黑人和白人婦女進行研究,被研究者均無糖尿病,內臟脂肪、總脂肪和年齡是均衡的。取其腹部和臀部皮下的脂肪細胞,對胰島素的抗脂解作用進行離體研究。結果發現,兩處皮下脂肪細胞對胰島素抗脂解作用的敏感性下降與內臟脂肪組織的增加相關,而且其相關性不受種族和脂肪細胞大小的影響;腹部皮下脂肪細胞較臀部皮下脂肪細胞的敏感性更低,且與脂肪細胞大小無關。Miyazaki等[2] 研究發現,男性2型糖尿病患者中腹部皮下深層脂肪組織與IR相關,而淺層脂肪組織與IR無關。
2 肝臟脂肪積聚導致局部和全身的IR
在嚴重脂肪性肝病中,IR是常見的。肝臟的脂肪積聚不但導致肝臟局部的IR,而且加重全身的IR。由于肝臟的功能特點,這種IR涉及糖代謝和脂蛋白代謝兩個方面。
2.1 肝臟脂肪積聚導致IR的普遍性
Willner等[3] 對美國田納西大學和南卡羅來納醫科大學4年中90例門診非酒精性脂肪性肝炎患者進行了回顧性調查,對這些患者的糖耐量研究結果證實有6例患有糖尿病,另外的85%存在IR。
2.2 肝臟脂肪積聚對胰島素生理功能的影響是綜合性的
Tiikkainen等[4,5] 將27名曾患妊娠期糖尿病的肥胖婦女按肝內脂肪含量分為高肝脂和低肝脂兩組,兩組之間的年齡、體重指數(BMI)和腰臀比均衡,腹腔內、皮下和總脂肪量也均衡。結果發現,與低肝脂組相比,高肝脂組空腹甘油三酯(TG)水平、空腹胰島素濃度均較高,24h平均血壓較高而整體胰島素敏感性較低。Seppala-Lindroos等[6] 將30名正常體重或輕微超重的健康無糖尿病男性,按肝臟脂肪含量分為高肝脂和低肝脂兩組,兩組之間的年齡、BMI、腰臀比和最大攝氧量均匹配,腹腔內、皮下和總脂肪量無差異。檢測發現,與低肝脂組相比,高肝脂組空腹胰島素和TG均較高,高密度脂蛋白膽固醇(HDL.C)濃度較低,同時24h平均收縮壓較高;內生葡萄糖產生率和血清游離脂肪酸(FFA)兩組之間無差異,然而在胰島素抑制狀態下高肝脂組內生葡萄糖產生率和血清FFA都高于低肝脂組,說明在高肝脂組胰島素抑制FFA和內生葡萄糖產生的功能受損。
2.3 肝臟脂肪組織影響胰島素的敏感性具有獨立性
Tiikkainen等[5] 的研究還發現,曾患妊娠期糖尿病的肥胖婦女高肝脂組有著更高的空腹胰島素和TG濃度,而且與總食物攝入中的脂肪百分比和飽和脂肪百分比相關,而不與腹內脂肪、皮下脂肪或空腹FFA相關。兩組經過幾乎完全相同的減重之后,高肝脂組的肝臟脂肪下降比例和絕對量均明顯高于低肝脂組;兩組的這種肝內脂質下降只與基線時的肝臟脂肪含量相關,而與兩組間下降相同的腹內和皮下脂肪的變化無關。
3 肌細胞間和肌細胞內的脂肪積聚強烈加重IR
由于CT和磁共振等技術方法的發展以及肌肉組織表淺便于安全地活檢,肌肉細胞內外以及肌組織附近的脂肪組織和IR的關系得到深入研究。現有資料顯示,距離肌細胞越近的脂肪,對IR的影響越大。
3.1 肌細胞內脂和肌細胞間脂與IR高度相關且有種族差異
Goodpaster等[7~10] 將大腿部的脂肪分為皮下、筋膜下和肌細胞間3部分,用CT橫斷面掃描并計算各部分的面積百分比。受試對象分為肥胖的2型糖尿病、肥胖和非肥胖3組,用正葡萄糖高胰島素鉗夾法測定胰島素敏感性。結果發現,與非肥胖組相比,肥胖的2型 糖尿病組和肥胖組的胰島素敏感性降低;3部分脂肪均增多,皮下脂肪和IR無關;雖然筋膜下和肌細胞間的脂肪量比皮下脂肪少得多,但與IR的程度呈高度相關。用定量組織化學法測定經皮活檢所取的股外側肌肌纖維內的脂質含量,結果與上述一致;而且肌纖維內有脂質積聚就存在IR,此相關性不受肥胖程度的影響,也不受節食和減輕體重的影響。Ryan等[11] 對美國絕經后的非洲裔和白人婦女的比較研究提示存在種族差異。兩種族婦女的年齡、BMI、最大耗氧量、總體脂、體脂百分比、內臟脂肪量均匹配,但非洲裔絕經后婦女的大腿中部肌肉內脂質更多、葡萄糖利用較少、胰島素敏感性更低。
3.2 肌細胞內脂對IR的影響與體重無關
Theeriault等[10] 研究證明,肌細胞內脂對IR的影響與體重無關。Kuhlmann等[12] 對雄性肥胖ZDF(Zuck-er diabetic fat)大鼠和同窩非肥胖鼠的肌細胞內脂與胰島素敏感性的相關性進行研究 ......
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