肥胖患者氧化应激和脂肪细胞因子变化

【摘要】 目的: 研究男性单纯肥胖患者氧化应激(OS)和脂肪细胞因子变化及相互关系。方法: 测定42例男性肥胖患者和32例健康非肥胖男性个体的血8异前列腺素F2α（8isoPGF2α）、 血浆超氧化物歧化酶（SOD）、 血清丙二醛（MDA）、 脂联素、 瘦素、 抵抗素、 人肿瘤坏死因子可溶性受体1（TNFR1）、 白介素1β（IL1β）、 白介素6（IL6）。结果: 肥胖患者8isoPGF2α、 MDA、 瘦素、 TNFRI、 IL1β和IL6均明显高于正常对照组（P&<0.05， P&<0.01）， 脂联素和SOD均明显低于正常对照组（P&<0.05， P&<0.01）， 2组抵抗素水平无统计学意义（P&>0.05）。肥胖组相关分析: 8isoPGF2α与BMI（r=0.54， P&<0.05）呈正相关， 与脂联素（r=-0.56， P&<0.05）呈负相关， 瘦素与体脂（r=-0.53， P&<0.05）呈负相关， 脂联素与LDL（r=-0.54， P&<0.05）和IL6（r=-0.41， P&<0.05）呈负相关。多元逐步回归分析: 脂联素和IL6是影响肥胖患者OS变化的主要因素。结论: 男性单纯肥胖患者存在OS和脂肪细胞因子变化， 脂肪细胞因子与OS存在明显的相关性。

【关键词】 肥胖症 氧化应激 脂肪细胞因子

　　肥胖是糖尿病(diabetes mellitus， DM)和心血管疾病的主要危险因素， 其各种相关并发症的病理生理机制错综复杂。脂肪组织作为内分泌器官， 分泌的多肽如脂联素、 瘦素、 抵抗素和肿瘤坏死因子等， 形成复杂的内分泌、 自分泌、 旁分泌信号网络， 参与了诸如胰岛素抵抗、 DM、 高血压等的发生和发展［1］。众所周知， 在生物体中， 氧化还原状态通过氧化和抗氧化酶的表达和调控来精细地调节细胞内的稳态。机体活性氧产生过多或(和)机体抗氧化能力下降， 活性氧(reactive oxidative species， ROS)清除不足， 导致ROS在体内增多并引起细胞氧化损伤的病理过程， 称为氧化应激（oxidative stress， OS）， OS主要是通过损伤的DNA碱基、 蛋白质氧化产物、 脂质过氧化产物等机制参与许多慢性进行性疾病的发生和发展，肥胖患者常伴随OS的增加［2， 3］。然而， 肥胖患者OS和脂肪细胞因子之间的关系尚不清楚， 本研究拟了解其相关性。

　　1 对象和方法

　　1.1 研究对象 连续收集2005-10/2007-07内分泌科住院及门诊男性肥胖患者42例。健康对照组男性32 例（年龄相匹配的）。肥胖采用WHO(1998)诊断标准: 体质量指数（body mass index， BMI）&>30。全部研究对象均按照美国DM学会（ADA）标准行75 g葡萄糖耐量试验， 排除DM且均无高脂血症（总胆固醇≥5.69 mmol/L， 甘油三酯≥1.69 mmol/L）、 高血压（血压≥140/90 mmHg）、 高尿酸血症和无吸烟史。全部研究对象无心、 脑、 肺及内分泌代谢疾病。进行试验前后， 所有研究对象未服用任何影响胰岛素水平、 胰岛素敏感性和OS的药物， 同时， 未进行任何有规则的运动和饮食治疗。本研究经厦门大学附属中山医院伦理委员会批准， 每位研究对象均签署知情同意书。

　　1.2 方法

　　1.2.1 体脂参数 受试者仅穿内衣测量， 分别以kg、 cm为单位记录， 精确度为0.1 kg和0.1 cm。腰围(waist circumference， WC)和臀围: 分别在肋骨下缘和髂前上嵴的中间水平及股骨粗隆水平面上测量， 精确度为0.1 cm。BMI=体质量(kg)/身高(m)2， 腰臀比（waist hip ratio，WHR）=WC/臀围。男性体脂百分比（%body fat content， Fat%）＝1.2×BMI+0.23×年龄－16.2［4］。

　　1.2.2 检测指标 研究对象予隔夜空腹10 h后取肘静脉血， 检测空腹血糖(fasting blood glucose， FBG)、 空腹胰岛素、　　甘油三酯（triglycerides， TG）、 总胆固醇（total cholesterol， TC）、 高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol， HDLC）、 低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol， LDLC）、 8异前列腺素F2α（8isoprostaglandinF2α， 8isoPGF2α）， 血浆超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、 丙二醛（malondialdehyde， MDA）、 脂联素（adiponectin）、 瘦素（leptin）、 抵抗素（restistin）、 人肿瘤坏死因子可溶性受体1（TNFreceptors 1， TNFR1）、 白介素1β（interleukin1β， IL1β）、 白介素6（interleukin6， IL6）。同时行葡萄糖耐量试验和胰岛素释放试验。空腹餐后2 h取静脉血测定餐后血糖。

　　1.2.3 实验方法 8isoPGF2α测定采用(美国ADL公司提供)酶联免疫吸附法测定试剂盒。SOD和MDA采用（南京建成生物工程研究所提供试剂盒）化学比色法测定。脂联素、 瘦素、 抵抗素、 TNFRI、 IL1β和IL6测定， 均采用酶联免疫吸附法测定（试剂盒由博士德生物工有限公司提供）。血糖测定采用葡萄糖氧化酶法， TG、 TC用酶法测定， HDLC和LDLC用直接法测定。

　　1.2.4 胰岛素抵抗指数 胰岛素抵抗指数采用HOMAIR稳态模型评价: HOMAIR=空腹血浆胰岛素(MU/L)×空腹血浆葡萄糖(mmol/L)/22.5。

　　1.2.5 统计学分析 数据以x±s表示， 两组数据采用MannWhitney U秩和检验， 相关分析采用Spearman’s Rank Correlation分析， 血清8isoPGF2α、 MDA和SOD水平与各变量间的关系采用多元逐步回归分析， 统计软件为SPSS11.5。

　　2 结果

　　2.1 各组临床参数 肥胖患者的BMI、 WHR、 Fat%、 WC、 臀围、 HOMAIR、 8isoPGF2α、 MDA、 瘦素、 TNFRI、 IL1β和IL6均明显高于正常对照组（P&<0.05， P&<0.01）， 脂联素和SOD均明显低于正常对照组（P&<0.05， P&<0.01）， 2组抵抗素水平无统计学意义（P&>0.05， 表1）。

　　表1 各组一般资料及实验室参数比较（略）

　　Tab 1 Comparison of general and laboratory data among groups

　　cP&<0.05， fP &<0.01 vs control.

　　2.2 相关分析 肥胖组相关分析: 8isoPGF2α与BMI（r=0.54， P&<0.05）呈正相关， 与脂联素（r=-0.56， P&<0.05）呈负相关， 瘦素与Fat%（r=-0.53， P&<0.05）呈负相关， 脂联素与LDL（r=-0.54， P&<0.05）和IL6（r=-0.41， P&<0.05）呈负相关。正常对照组和肥胖组相关分析（表2）。

　　2.3 多元逐步回归分析 以8isoPGF2α为应变量， 以年龄、 BMI、 WHR、 Fat%、 WC、 臀围、 sBP、 dBP、 FBG、 PBG、 TC、 TG、 LDLC、 HDLC、 HOMAIR、 MDA、 SOD、 脂联素、 瘦素、 抵抗素、 TNFRI、 IL1β、 IL6为自变量，进行多元逐步回归分析， 得出以下线性模型: 8isoPGF2α=7.912－1.270脂联素﹢0.555IL6+0.106WC［复相关系数（R）为0.829， F=18.327， P&<0.01］。以SOD 为应变量， 以年龄、 BMI、 WHR、 Fat%、 WC、　　臀围、 sBP、 dBP、 FBG、 PBG、 TC、 TG、 LDLC、 HDLC、 HOMAIR、 8isoPGF2α、 MDA、 脂联素、 瘦素、 抵抗素、 TNFRI、 IL1β、 IL6为自变量， 进行多元逐步回归分析， 得出以下线性模型: SOD=40.139+0.681脂联素－0.166 IL6+0.260年龄－18.740WHR ［复相关系数（R）为0.873， F=19.150， P&<0.01］。以MDA为应变量， 以年龄、 BMI、 WHR、 Fat%、 WC、 臀围、 sBP、 dBP、 FBG、 PBG、 TC、 TG、 LDLC、 HDLC、 HOMAIR、 8isoPGF2α、 SOD、 脂联素、 瘦素、 抵抗素、 TNFRI、 IL1β、 IL6为自变量，进行多元逐步回归分析， 得出以下线性模型: MDA=-22.461+0.160 sBP+1.787 TC［复相关系数（R）为0.520， F=4.813， P&<0.05］。

　　表2 正常和肥胖组OS参数和脂肪细胞因子相关系数（略）

　　Tab 2 Spearman correlations of 8isoPGF2α， SOD， MDA， leptin， and adiponectin in obese and normal subjects

　　aP&<0.05，bP&<0.01 vs control.

　　3 讨论
　　
　　衡量整体肥胖的指标是BMI， 衡量腹部脂肪蓄积， 即向心性肥胖的指标乃WC， WC与腹内脂肪含量相关性最大。本研究显示肥胖患者8isoPGF2α与肥胖的临床指标， 如BMI、 WC、 WHR、 Fat%呈正相关， 这与国外学者研究一致［5］， 表明腹内脂肪与OS关系更密切。肥胖患者MDA和SOD与BMI、 WC和Fat%呈相关性， 提示在肥胖个体中已存在氧化和抗氧化系统失衡， 组织细胞已受到自由基攻击。肥胖本身涉及多种机制诱导分子氧产生自由基［6］， 如上调肾素血管紧张素系统， 导致超氧阴离子产生增加， 同时可增加巨噬细胞摄取LDL， 增强脂蛋白氧化， 此外， 肥胖也伴随体内抗氧化防御机制的减弱， 如我们所观察到SOD降低， 包括红细胞谷胱甘肽和谷胱甘肽过氧化物酶减少等［7］， 进而导致肥胖患者OS增加， 参与肥胖相关血管并发症的发生。肥胖患者8isoPGF2α与HOMAIR呈正相关， 这与Habib等学者在鼠中发现高胰岛素血症与自由基相关［8］一致， 提示肥胖患者在高胰岛素血症状态下， 脂肪细胞内胰岛素本身可促进过氧化氢产生，损害胰岛素信号、 抑制葡萄糖转运以及通过肿瘤坏死因子α， 降低胰岛素敏感性， 因而， OS被认为是慢性高胰岛素血症诱发胰岛素抵抗的主要机制。
　　
　　肥胖患者脂肪组织释放的脂肪因子、 低密度脂蛋白以及肾素血管紧张素系统是ROS介导的内皮细胞功能异常的潜在始动因子。脂联素是肥胖和肥胖相关性疾病的保护因子。在肥胖患者中血浆瘦素浓度增加， 提示高瘦素血症在肥胖相关并发症的发病机理中发挥作用。抵抗素在人体的研究一直存在争议， 血清浓度报道不一［9］。与大多数研究一致， 我们也观察到肥胖患者的脂联素水平明显降低、 瘦素水平明显增加而抵抗素水平无明显变化， 且血浆脂联素与8isoPGF2α和MDA呈负相关， 与SOD呈正相关， 原因可能是脂肪积聚产生选择性OS增加， 导致脂肪因子分泌失调以及全身OS增加， 推测脂联素抑制ROS产生可能是其全身效应之一［5］。有研究表明在高糖状态下， 脂联素是通过cAMP/PKA相关途径抑制ROS产生［10］。在肥胖状态下OS增加使脂联素表达和分泌下降， 其抗炎症效能下降， 由此参与各种肥胖相关并发症的发病机制。同时我们也注意到肥胖患者的瘦素水平增加， 瘦素与8isoPGF2α和MDA呈正相关， 与SOD呈负相关， 其原因可能是瘦素通过激活PKC活性， 增加脂肪酸氧化， 促进ROS产生有关。
　　
　　肥胖乃以炎症标志物升高的一种低度炎症状态， 炎症是肥胖和肥胖相关性疾病如胰岛素抵抗、 DM、 高血压和血脂异常之间的重要联系纽带［11］。肥胖相关的炎症状态起源于OS， 它可诱导细胞损伤、 脂肪细胞分泌细胞因子功能失调和胰岛素敏感性下降。人肿瘤坏死因子可溶性受体可反映TNFα系统活性，测定血浆人TNFR水平有助于评价TNFα系统活性。肥胖男性患者TNFRI水平增加， 推测与脂肪积聚及胰岛素抵抗有关， 具体机制有待深入探讨。肥胖患者IL6增加， 并与8isoPGF2α呈正相关， 与SOD呈负相关， 表明IL6作为具有旁分泌细胞因子， 对人脂肪组织有多重效应， 其效应是通过ROS介导的， 包括代谢和内分泌功能。在培养的脂肪细胞中， OS增加可抑制脂联素mRNA的表达和分泌， 增加IL6 mRNA表达， 支持我们的临床观察。IL6与脂联素呈负正相关， 其原因是由于IL6具有按剂量和时间依赖性的减少脂联素基因表达和分泌的性质［12］。肥胖患者IL6与瘦素相关， 可能是IL6增加瘦素的产生， 进而干扰脂肪细胞胰岛素信号的传递， 同时， IL6可直接和间接影响中枢神经系统， 参与能量消耗［12］。瘦素通过直接影响下丘脑， 影响食物摄取， 其促炎症反应目前仍然存在争议， 尽管有学者认为瘦素在内皮细胞激活过程中发挥促炎症作用， 但是， 也有学者认为这不能简单推断肥胖患者［13］。肥胖患者瘦素与IL6呈正相关， 是否与二者均对中枢神经系统影响， 有待进一步研究。肥胖患者IL1β增加， 在转录和转录后水平上可通过细胞外信号调节激酶激活， 减少胰岛素受体1表达， 参与胰岛素抵抗发生。此外， 肥胖患者8isoPGF2α与IL1β呈正相关可能是IL1β引起线粒体酶变化， 使免疫系统失调， 导致ROS增加［14］。瘦素与IL1β呈正相关， 这与国外报道一致， 目前原因不详［15］。肥胖及肥胖相关性疾病发病机制错综复杂， 相互影响因素众多， OS、 脂肪因子和促炎因子之间的关系， 尚有待进一步深入研究。

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