肥胖發生機制及減肥方法的研究現狀

我發現，廣大女童鞋，對減肥的興趣比醫學的興趣大(ー_ー)!!，而且很多人問，我看了一些回答，感覺不是很完善，怕誤導引起事故，於是就翻了下知網，找到一篇不錯的文，給有志者(′?皿?｀)以參考。

本文講了，肥胖的成因，局部肥胖的原因。

並說了，藥物減肥、針灸減肥、手術減肥、運動減肥的優缺點。

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肥胖發生機制及減肥方法的研究現狀

李潔西北師範大學體育學院甘肅蘭州730070

王玉俠$西北師範大學體育學院!甘肅蘭州730070

通過文獻資料調研,綜述了近年來肥胖發生機制及減肥方法的研究成果。主要從攝食中樞、高胰島素血症、脂肪組織的代謝特徵、脂肪生成、脂肪細胞分化的相關因子、遺傳因素六方面分析了肥胖產生的可能機制,並提供了應用較為普遍的幾種控制體重的方法,特別是運動減肥的方法,為肥胖者達到理想的體重提供科學指導。

1前言

自20世紀60年代以來,肥胖症席捲歐美,近年來我國城市肥胖症發病率大體是10%左右[1]。大量流行病學研究表明,肥胖與冠心病、動脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病及某些腫瘤(如乳腺癌、子宮內膜癌)疾病發生有關。肥胖將是危害人們健康的大敵,肥胖已經成為備受科學界重視的公共健康問題。

2肥胖產生的可能機制

國內、外許多學者研究表明,單從肥胖發生的原因分析,可將肥胖分為兩種,即單純性肥胖和徵候性肥胖,其中,單純性肥胖約佔總肥胖的95%。平時我們所見到的肥胖多為單純性肥胖。目前,對肥胖成因的認識包括以下幾個方面:

2.1下丘腦攝食中樞的功能異常

在下丘腦存在對攝食進行直接調控的神經細胞群,即下丘腦腹內側核(又稱為「飽中樞」)和下丘腦腹外側核(又稱為「飢中樞」)。刺激前者或破壞後者可產生飽脹感,引起攝食下降或拒絕進食;而刺激後者或破壞前者則產生食慾亢進,進食量增多[1]。由於下丘腦處血腦屏障相對薄弱,使血液中多種生物活性因子易於向該處移動,從而對攝食行為產生影響。給予下丘腦處或外周組織一些神經肽、神經遞質和藥物,可改變食物攝入情況,如膽囊收縮素、胰島素、促腎上腺皮質激素釋放素和Bombesin可引起飽感,而神經肽Y和Golinim可增加食物攝入[2]。

一些研究表明,下丘腦神經細胞群存在兩種對葡萄糖有感受性的神經原,即葡萄糖受體神經原和葡萄糖敏感神經原,前者位於飽中樞,其上有葡萄糖受體;後者位於飢中樞,其上有胰島素受體。各種化學物質如葡萄糖、二氫丁酸、遊離脂肪酸、去甲腎上腺素、胰島素等可通過對飽中樞和飢中樞的作用,引起中樞產生飢餓感或飽脹感。

2.2高胰島素血症

研究顯示,肥胖者和正常人相比,往往血漿胰島素水平呈較高水平,且血中胰島素水平和肥胖度呈正相關,體重下降後血中胰島素濃度也相應回落。肥胖者血中胰島素濃度較高的主要原因是胰島素分泌過多,Ogilrie對肥胖者剖解結果表明,其分泌胰島素的胰島β細胞肥大。肥胖者的高胰島素血症還與肝臟對胰島素清除率下降有關。肥胖者肝臟胰島素清除率與肥胖度呈負相關。血漿胰島素濃度與體脂總量呈顯著的正相關[3]。

2.3脂肪組織的代謝特徵

人體脂肪組織有兩種形式,即白色脂肪組織(WAT)和棕色脂肪組織(BAT)。

BAT主要分布於肩胛骨間、頸背部、腋窩處、縱膈、腎臟周圍等處,外觀呈淺棕色,細胞體積變化相對較小。目前認為BAT是一種司產熱的組織,當機體攝食或受冷刺激時,細胞內脂肪燃燒,從而決定機體的代謝水平,分別稱為食物誘導產熱和寒冷調節產熱[4]。為適應功能上的需要,BWT細胞內含大量中性脂肪小滴和高濃度的線粒體,細胞間有豐富的毛細血管和大量交感神經末梢纖維,如此組成了一套完整的產熱系統,其產熱主要機理是細胞內遊離脂肪酸經非偶聯氧化磷酸化途徑分解產熱。BAT細胞產熱的多少主要取決於線粒體內膜上的一種有調節質子跨膜作用的特殊蛋白質——解偶聯蛋白(UCPs)多少。當然這種特殊蛋白質的功能又受多種因素影響,如交感神經受刺激、胰島素濃度升高可引起產熱的增加,而甲狀腺激素、腎上腺皮質激素則使其減少。BAT作為產熱器官,其活動直接影響體內能量代謝的平衡。目前研究認為,肥胖的發生可能與BAT功能低下有關,當其產熱功能異常時,攝入體內的能量以熱的形式散發減少,因而在體內儲存轉變為脂肪。切除動物肩胛間棕色脂肪,可引起其體內脂肪含量增加。在部分肥胖者其進食量並不多,活動量也不算少,但體重和體脂量並不下降,其原因即可能與BAT的產熱能力下降有關。

WAT主要分布於全身皮下及內臟周圍,主要是體內過剩的能量以中性脂肪的形式貯存,作為一種貯備,必要時分解供能。肥胖和WAT細胞的數目和體積有關。成人的脂肪組織約含脂肪細胞(2.5～5)×1010個;通常脂肪細胞直徑為10～120μm,極度肥胖者可達到180μm以上,其中以中性脂肪量的增減對脂肪細胞體積影響為大。

因脂肪細胞數目增多而發生的肥胖的稱為增殖型肥胖,以脂肪細胞體積增大而發生的肥胖稱為肥大型肥胖。一般來說,成年期發生的肥胖多為肥大型,青春期、幼兒期發生的肥胖多為增殖型。肥胖者減去體重後,脂肪細胞數目並無變化,只是細胞體積減小。所以一般幼兒期肥胖的減肥效果並不理想。

近年來的研究已明確,成年後脂肪細胞體積可增加。潛在肥胖時,脂細胞已發生脂肪的積蓄,當每個細胞內脂肪平均含量達到1.2μg的臨界容量時,其體積就不再增長,以後肥胖的進一步發展即為脂肪細胞數目的增加,當每個現有的脂細胞充滿脂肪後,才會形成新的脂細胞。而脂細胞數量的增加也是有限的,當超過標準體重的170%後,就不再增加了;從這個角度看,首先控制脂細胞數目的增加,才能取得良好的減肥效果[2]。

2.4脂肪生成和脂肪細胞分化的有關因子

脂肪細胞在體內從什麼組織分化而來,什麼時間開始出現,至今還知之不多。有研究表明,胚胎幹細胞或多潛能幹細胞可能是脂肪細胞的直接來源[5]。

2.4.1轉錄因子

目前,已鑒定出的對脂肪生成和脂肪細胞分化有直接影響的轉錄因子主要有3種,即PPARr、C/EBPs和ADD1/SREBP1。

PPARr是過氧化物酶體增長因子效應的一類細胞核受體。迄今為止,只發現了3種類型:α、β、γ。其中α多在BAT和肝細胞中表達,β在心、腎、腸中表達最高,而γ主要在脂肪組織中表達。在攝食狀態下,脂肪組織中的PPARr表達量增加,刺激葡萄糖和脂肪酶吸收,隨後轉化為甘油三酯,即增加脂肪合成。原因可能是胰島素調節所致。

C/EBPs是另一類脂肪細胞分化的轉錄調節因子,為CCTTA增強子結合蛋白。

ADD1/SREBP1是脂肪細胞決定與分化因子1,屬於基礎螺旋—線圈—螺旋轉錄因子家族的一個成員,此轉錄因子家族調節特異組織中基因表達,特別是起源於中胚層的脂肪組織和肌肉組織。此因子最優先在BAT中表達,其次是肝、WAT和腎。

除上述轉錄水平上的調節因子以外,影響脂肪生成和脂肪細胞分化的因子很多,如生長激素(GH)、胰島素、類胰島素生長因子—1(IGF—1)、糖皮質激素(glucocorticoid)、前列腺素(PG)、腫瘤壞死因子—α(TNF—α)表皮生長因子(EGF)、轉化生長因子—α(TGF—α)、血小板衍生生長因子(PDGF)鹼性成纖維細胞生長因子(BFGF)、瘦素、視黃酸(RA)三碘甲腺原氨酸(triiodothyronine)、環腺苷酸(cAMP)、甲基異丁酸黃嘌呤等。這些影響有促進分化的,也有抑制分化的;有直接作用,也有間接作用;可以單獨作用,也可以協同作用。總之,它們對脂肪生成和脂肪細胞分化影響是複雜的[5]。

2.4.2生化因子

2.4.2.1神經肽Y(NPY)

NPY屬胰多肽家族的一個成員,廣泛分布於神經系統及外周器官。在中樞神經系統中主要由下丘腦弓狀核(ARC)神經原合成,並向室旁核(HVN)和背正中核(OMH)等區域投射,參與機體對攝食、血壓、情緒、生殖等重要功能的調節[22]。

長期腦室內注射NPY可造成動物明顯多食和顯著肥胖,而注射NPY——Y5受體反義寡聚脫氧核糖核酸阻斷NPY的作用,可使正常或肥胖的大鼠進食明顯減少,體重顯著下降。提示,NPY在調控體重和能量代謝平衡方面可能起關鍵作用。另外,NPY可以減弱交感神經對BAT的作用,使產熱減少,同時增加WAT中脂類合成相關酶的表達,使體重上升。

2.4.2.2增食因子A和B(OrexinA、B)

1998年,Yanagisawa小組[7]在探索能控制進食新葯的實驗中,於大鼠下丘腦腹外側,意外發現了兩種與食慾有關、與瘦素作用相反的神經肽—增食因子A和B。且Orexin是一種主要在中樞神經系統中發揮作用的調節肽[8]。

富含Orexin的神經原對血糖水平較敏感,其生物學效應與瘦素作用相反,為增加食慾和促進脂肪生成。OrexinA和B促進食慾作用都低於NPY。瘦素與OrexinA和B、NPY相互構成的調節網路,共同影響能量代謝。

2.4.2.3抵抗素(Resistin)

抵抗素是2000年美國科學家Steppan等在對一類抗糖尿病新葯—胰島素增效劑噻唑烷二酮衍生物的作用機制時,發現的一種獨特蛋白質。它是由脂肪細胞分泌的激素,在WAT表達比BAT多,在腦、心、腎、骨骼肌、腸中未檢測到抵抗素表達。其生物效應還不十分清楚,主要對抗胰島素,使血糖水平升高,脂肪細胞增生而導致肥胖。另外,抵抗素具有脂肪組織形成的作用[23]。

2.5遺傳因素

在對肥胖形成機制的研究中,遺傳因素一直是一個不可忽視的因素,有報道,雙親中一方是肥胖者,其子女肥胖患病率約為50%,而雙親均為肥胖者,其子女肥胖患病率增至80%[2]

2.5.1肥胖基因

1994年Zhang[12]等人綜合前人的研究,通過定位克隆和定性研究,首次成功地克隆了小鼠的肥胖(ob)基因及人類的同源序列,並證明,基因編碼了一種蛋白質,當時命名為Leptin(瘦素、瘦因子、瘦蛋白、苗條素)。

ob基因的表達具有脂肪組織特異性,且只有成熟的白色脂肪細胞才有表達。對嚙齒類動物和人類的各種器官進行obmRNA的檢測,結果在腦、心、肺、胰、肝、骨骼肌中均未檢出,但在大網膜、後腹膜、腸系膜及皮下脂肪組織中卻明顯可見,尤其在皮下脂肪組織最多[13]。現已確定人類ob基因位於7號染色體的q31.3。

小鼠和人ob基因的克隆和分析,證明了遺傳性肥胖小鼠的肥胖表型是由於ob基因的遺傳變異,而不能產生正常的蛋白質產物造成的,目前,已至少在兩種遺傳性肥胖鼠中發現ob基因的突變,致使瘦素合成及功能發揮過程受阻[12]。

在人類(白種人、亞洲人)肥胖者及2型糖尿病患者篩查ob基因突變的研究中,大部分沒有檢測到突變,提示,大多數肥胖者的肥胖可能並不是由ob基因突變造成的[14-15]。

2.5.2肥胖基因的產物—瘦素

已有多項研究表明,瘦素水平受多種因素調節。現普遍認為,機體的體脂量是影響瘦素水平的主要因素,血液循環中瘦素濃度與脂肪組織obmRNA的量相關。

在不同人群中的研究提示,種族和年齡對血瘦素濃度的影響不大,但不同性別血瘦素濃度卻有顯著差異。Ostlund報道[6],即使在體脂百分含量相同的情況下,女性血液瘦素濃度是男性的3倍,此性別差異是否與女性更易於積聚脂肪有關,尚待研究。

目前的研究表明,瘦素具有廣泛的生物學作用,其中,最重要的是作用於下丘腦的體重調節中樞,引起食慾降低、能量消耗增加,從而減輕體重[17-18]。瘦素對體脂和體重的調節主要由兩部分構成:一是melanocortin4(MC4)受體系統;二是神經肽Y(neuropeptideYNPY)遞質系統,分別在高和低瘦素水平時發揮作用[21]。

2.5.3肥胖個體中的瘦素抵抗現象

在一些嚙齒類先天肥胖動物(如db/db小鼠和fa/fa大鼠)和過量攝食導致的肥胖動物中脂肪組織obmRNA表達增加,血瘦素水平升高。說明,這些動物體內對瘦素的反應減弱或無反應,這種現象稱為瘦素抵抗。人類肥胖者也存在瘦素抵抗現象[19],由於在大多數肥胖者中未篩查到ob基因變異,推測瘦素抵抗在人類肥胖的發生中起重要作用。

3肥胖控制方法大多數人的肥胖屬於食物誘導的肥胖,肥胖基因缺陷引起的僅佔5%,因此,防治肥胖的基本原則是使人長期、持續地處於能量攝取與消耗的負平衡狀態之中。就是說,通過限制飲食以減少能量攝入;通過運動鍛煉增加能量的消耗,使機體所需能量維持在負平衡狀態,並長期維持,以使體內過剩的脂肪組織轉換為能量並釋放,從而逐步達到減少脂肪、減輕體重的目的;當體重減輕到理想體重後,保持能量攝入與消耗平衡,防止肥胖複發。

3.1肥胖的預防

據臨床觀察,動脈粥樣硬化、高血壓、冠心病、糖尿病都是在肥胖的基礎上發生的,肥胖不僅有礙健美,更重要的是它會嚴重影響健康,甚至縮短生命。因此,預防肥胖是非常重要的。一般預防肥胖的方法為:1)提高健康知識的認識,充分認識肥胖對人體的危害;2)飲食平衡合理,採用合理飲食方法科學安排每日飲食,盡量做到定時定量進餐,少食肥甘厚味、多素食、少零食;3)加強運動鍛煉;4)生活規律,養成良好的生活習慣;5)保持心情舒暢[9]。

3.2非運動減肥方法[10]

3.2.1藥物減肥

藥物減肥主要是通過一些藥物刺激改變體成分,達到減肥的目的。如食慾抑製劑,主要是通過下丘腦食慾中樞影響進食行為;加速代謝的激素類藥物,主要通過補充外源性的激素,加速人體的代謝過程;影響消化吸收的藥物,主要是通過對胃腸道的負面影響,減少能量與營養的吸收、增加飽腹感以及影響胃腸道激素釋放等。

藥物在減肥中僅具有有限效益,而且減肥過程中,體重的下降還以水分的丟失為主,並沒有達到減去體內多餘脂肪的目的。因此,單純藥物減肥前景並不樂觀。

3.2.2針灸減肥

針灸減肥主要採用耳針、體針、灸法、梅花針、芒針5種方法。其中,應用推廣範圍最大的是耳針減肥,且主要以耳穴埋針、耳穴壓豆最為常用。針灸法減肥效果不顯著,亦少被臨床採用。針灸減肥往往由於人們不能長期堅持而影響療效。

3.2.3節食減肥

減少能量的攝入,對一部分肥胖者可以達到減重的目的。節食減肥的關鍵是限制糖和脂肪的攝取,減肥食譜應為高蛋白、低脂肪、低糖的膳食,同時要保證各種營養素齊全,避免產生營養素缺乏症。每日三餐的飲食量應合理安排,早餐吃好吃飽、午餐減少、晚餐更少不加夜餐。比較合理的節食進程應是每周減體重1kg左右。

3.2.4脫水減肥

脫水主要是通過穿不透氣的衣服進行運動,使人體大量出汗,以減輕體重的目的。用脫水的方法減體重,可使體內的水分、脂肪和蛋白質等成分丟失,減速越快,則體內水分的損失量越多。因此,對於非運動員來講,脫水減肥法是不可取的。

3.2.5外科減肥

外科減肥主要是藉助手術進行減肥。國內外醫學專家所採用的外科減肥方法主要有吸脂術、空迴腸分流術、膽囊、胰液改道術等。大量的實驗證明,通過外科減肥法進行手術後,常會出現胃腸不適、急性肝衰竭、關節炎和多種營養缺乏等合併症。

3.3運動減肥

3.3.1運動項目

肥胖者的運動治療主要是以中等強度、較長時間的有氧運動為主,輔以力量性運動及球類運動等。目前普遍認為,參加有節奏的動力性有氧運動,如長距離步行、自行車和游泳、健身操以及水中運動等,有助於維持機體的能量平衡,增強耐力,提高心肺功能。有研究表明,水中運動被認為是最有前途的減肥運動。水中運動除游泳外,已發展到水中行走、跑步、跳躍、踢水等多種形式。力量性運動主要是進行軀幹和四肢大肌群的運動,可進行仰卧起坐、下蹲起立、俯卧撐、以及利用啞鈴或拉力器等運動。球類運動可選擇羽毛球、乒乓球、網球、排球、籃球等項目。每次運動30～60min為宜,中間可有休息時間,運動時應避免激烈緊張的爭奪。

3.3.2運動強度

有研究認為,在有氧運動中,50%～70%VO2max或60%～80%的最大心率、30～60min/次、每周3次以上或5～7次/周較為合適。美國運動醫學會(ACSM)提出的傳統運動方案為:60%～90%最大心率或50%～85%VO2max、20～60min/次、3次以上/周;近年來,美國疾病預防與控制中心(CDC)和ACSM聯合推薦了一個新方案:3～6mets、30min/次、7次/周。傳統方案的運動負荷較大,不太適合普通人,尤其肥胖者不易堅持。新方案中低強度運動易被肥胖者接受和堅持。日本愛知大學運動醫療中心提出的運動治療方案是:運動強度為10%～60%VO2max、每次運動2.5h,消耗能量1004.5～1255.7KJ(240～300Kcal),每周運動3次以上[15]。

3.3.3運動時間和頻率

進行減肥運動時,每次運動時間應持續30～60min;但在鍛煉開始時,運動時間應相應縮短,以不低於20min/次為宜,然後逐漸增加至45～60min/次,使鍛煉者有一個逐步適應的過程。近年有人提出,每次運動時間應大於90min。日本愛知大學運動醫療中心也研究發現,運動強度為60%～80%VO2max、每次運動150min才有較好的減肥效果,運動頻率每周至少3次或5～7次更為合適。力量練習時可取最大肌力的60%～80%,重複20～30個/次,隔天一次,每隔2～3周增加運動負荷。

3.3.4注意事項

鍛煉前首先做醫學檢查,判定心功狀況及有無心血管系統合併症,同時,進行心血管功能負荷試驗,以確定最大心率或最大耗氧量,然後確定運動強度,從而保證運動鍛煉的安全而有效。其次,運動減肥必須持之以恆。體重降低後,如果停止運動,體重又會重新增加[13]。第三,運動結合飲食控制和生活方式的改變是減體重的最佳方法。

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