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从代谢的角度讲脂肪肝
NAFLD:肝细胞脂质代谢异常与线粒体功能衰竭的双重影响
肝细胞脂质代谢异常与NAFLD
肝脏摄取脂肪酸增多,尤其是在胰岛素抵抗的情况下,游离脂肪酸(FFA)逃离脂肪组织并被肝脏吸收。过量FFA流入肝细胞引起的脂毒性与NAFLD进展息息相关。此外,肝脏脂肪酸从头合成(DNL)增多,由糖酵解产生的乙酰辅酶A(acetyl-CoA)通过乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、脂肪酸合酶等酶催化合成。DNL可改善NAFLD的脂肪变性,但过度的DNL也会导致脂肪酸氧化减少,进一步加剧肝脂肪变性。
图2 肝细胞脂质代谢异常与NAFLD的关系(来源:讲者PPT)
线粒体功能衰竭与NAFLD
其次,线粒体在NAFLD发病进程中起着重要作用。肝脏线粒体在脂肪酸β氧化中起关键作用,其功能完整性确保了β氧化、游离脂肪酸和三羧酸循环的正常运行。线粒体功能障碍,尤其是脂肪酸β氧化的减少,会导致肝脏中脂肪酸不能被完全氧化分解,引起脂质过度蓄积,引发NAFLD[1]。
图3 线粒体功能衰竭与NAFLD的关系[1]
NAFLD患者的代谢失衡:
酮体生成减弱与糖异生显著增加
酮体生成作用减弱
在生理条件下,acetyl-CoA用于酮体生成的比例为86±2%,而在NAFLD患者中,仅为77±2%,血清β-羟基丁酸浓度比对照组低30%[2]。同时血清β-羟基丁酸浓度与肝脏脂肪含量呈负相关,生酮不足加重了高脂饲料喂养的小鼠的肝脏炎症和肝损伤。另外,生酮不足会增加脂肪的从头合成,因为更多的acetyl-CoA会被柠檬酸合酶催化转化为柠檬酸。
在禁食12和24h条件下,NAFLD患者肝脏acetyl-CoA流入三羧酸循环分别是正常人的2倍和1.4倍,这与肝甘油三酯含量、糖异生率、血糖浓度呈正相关。结合上述的酮体生成减弱,Jeffrey D. Browning教授强调,NAFLD患者肝细胞中过量的acetyl-CoA更容易通过三羧酸循环,从而降低脂肪消耗。
肝脏糖异生显著增加
NAFLD患者的肝脏中糖异生过程出现了显著提升。
一方面,肝脏类固醇激素合成中间体增多。在肥胖个体的肝脏内,CYP17A1的基因表达水平显著上调,这一变化直接导致了17α-羟孕酮这一类固醇激素合成中间产物的积累增多。17α-羟孕酮具有与糖皮质激素受体相结合的能力,这种结合能够进一步激活肝脏内糖异生的关键酶——磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)的基因表达,从而引发血糖水平的上升。
另一方面,肝细胞内部的内质网应激反应。肥胖不仅会导致脂肪组织发生内质网应激,同样也会在肝脏中引发一种相对温和的内质网应激状态。这种低度的内质网应激,类似于一种慢性低度炎症反应,能够促使ATF4基因的表达量增加。ATF4基因上调会触发去泛素化酶USP14基因的表达增强。USP14酶的作用在于使其目标蛋白CBP/p300发生去泛素化,这一过程使得CBP/p300更加稳定,并促进其与CRTC2和CREB蛋白形成复合物。这一复合物的形成能够上调PEPCK和G6Pase的表达水平,进而加剧糖异生的进行。
因此,NAFLD患者的肝脏通过多种信号通路的激活,显著增强了糖异生途径,从而增加了肝糖原的输出量。
乙酰辅酶A:NAFLD发病中的代谢枢纽与风险因子
小结
NAFLD的发病并非仅由脂肪积累所致,乙酰辅酶A的代谢失衡在其中起着至关重要的作用。NAFLD是一种代谢性疾病,对多个系统产生影响。因此,NAFLD的治疗策略不应局限于以肝脏为中心,而是应从多学科中获得综合治疗策略。这一新视角不仅为我们深入理解NAFLD的发病机制提供了新的线索,也为未来的临床治疗和预防策略提供了新的思路。
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责任编辑丨小林