在美国,肥胖和心脏代谢综合征已达到极高水平。截至 2010 年,66% 的成年人超重或肥胖。在临床实践中,我们每天都可以看到这种患者前来就诊。好消息是,我们拥有巨大的力量来教育我们的患者了解肥胖的真正影响以及改善他们健康的选择。
异位脂肪库的定义、病理生理学
腰围是量化身体脂肪分布的最早方法之一,一些临床指南建议测量腰围以提供有关心血管风险的额外信息。然而,腰围由皮下脂肪 (SAT)(典型的非异位)和内脏脂肪组织 (VAT)(典型的异位)组成。这一点很重要,因为与 SAT 相比,VAT与更不利的代谢风险因素水平相关。此外,对小鼠的开创性研究表明,将 SAT(而不是 VAT)移植到腹内部位会对新陈代谢产生有益的影响。总而言之,这些发现表明,腰围以外的身体脂肪分布信息可能为代谢和心血管疾病风险提供重要见解。
一定量的脂肪组织包围着多个器官,并已被证明具有生理作用。异位脂肪是指在通常与脂肪组织储存不相关的位置存在过多的脂肪组织。有几种潜在的机制可以解释脂肪组织在异位与非异位储存库中沉积的趋势。一种假设表明,在正能量平衡状态下,过量的游离脂肪酸最初储存在皮下,但一旦达到 SAT 的容量,储存就会转移到异位部位,包括内脏、心脏和脉管系统。最极端的表现是导致脂肪营养不良,其特征是皮下脂肪缺乏,导致异位沉积。 SAT 无法储存额外的游离脂肪酸被认为是由于脂肪细胞增殖和分化失败导致皮下脂肪肥大而不是增生。与这一理论一致,腹部皮下脂肪细胞肥大的程度已被证明可以预测 2 型糖尿病的发展。此外,噻唑烷二酮类药物可提高胰岛素敏感性,已被证明可以促进皮下脂肪中新脂肪细胞的分化,而不会增加内脏脂肪。总而言之,这些数据表明异位脂肪沉积可能是由于 SAT 未能充当代谢汇所致。
皮下脂肪与异位脂肪的决定因素可能是多因素的,包括年龄、性别、种族、吸烟、营养和其他环境因素以及遗传因素。 SAT 的血管生成能力是一项新近受到重视的贡献者。最近的研究表明,一般来说,SAT 比 VAT 具有更高的扩张毛细血管网络的能力。 具体而言,与 VAT 外植体相比,SAT 外植体发育出更多的毛细血管分支,并且在培养中观察到时表现出更高的生长速率。此外,胰岛素敏感个体的 SAT 表现出已知与血管生成相关的基因的较高表达。
然而,随着 BMI 从超重范围增加到肥胖范围,SAT 更大的血管生成能力下降,并且这种下降与不良代谢特征相关。随着 BMI 的增加,SAT 的血管生成能力降低,可能导致肥胖情况下 SAT 中的脂肪组织血流量降低。 这种血流量的减少与高氧相关,而不是缺氧,并且可能反映了 SAT 中耗氧量的减少。随着肥胖的发展。
异位脂肪的定量检测
人们越来越认识到异位脂肪库在心血管风险中的潜在重要性,引起了人们对更直接量化不同脂肪组织库的兴趣。多探测器计算机断层扫描 (MDCT)、MRI、超声检查和 1H 磁共振波谱均已用于量化器官内的脂肪组织量或脂质含量。这些技术各有优点和缺点。非侵入性量化脂肪组织库的能力导致了基于人群的分析的增加,这些分析检查了各种脂肪库与疾病的全身和局部表现之间的关联。这些研究采用了脂肪库特异性的知识。生物学从基础科学和转化科学中收集信息,并研究了人口水平上的关联。
异位脂肪库的全身/局部效应
尽管肥胖、身体脂肪分布和代谢紊乱之间的关联现已得到充分证实,但其潜在机制仍不完全清楚。异位脂肪库在解释身体脂肪分布与心血管疾病关联的几个假设中发挥着重要作用。首先,随着肥胖的发展,VAT 被巨噬细胞浸润,并且多种脂肪因子上调。 这些脂肪因子已被证明在肥胖的发展中发挥重要作用--炎症和胰岛素抵抗。
或者,VAT 可能与代谢疾病的发展没有因果关系,但它可能作为其他异位部位脂肪沉积的标志。脂肪组织在葡萄糖和胰岛素代谢(肝脏和肌肉)和脂质代谢(肝脏)不可或缺的器官中的积累被认为直接导致代谢紊乱的发展。 尽管肝内脂肪和肌内脂肪具有体积远小于VAT,它们可能具有导致系统性代谢疾病的系统性影响。 然而,这些不同脂肪库的相对重要性及其对系统性代谢紊乱的贡献仍不清楚,并且是一个活跃的领域的调查。
异位脂肪库及其潜在的全身和局部影响
人群研究的结果为异位脂肪库与主要全身效应和心血管疾病之间的关系提供了更多见解。尽管 SAT 和VAT都与不良代谢风险因素相关,但在考虑了全身性肥胖指数后,只有VAT仍然是重要的风险相关因素。 另一个重要发现是身体脂肪分布中存在性别二态性,并且一致的发现是VAT更重要。与男性相比,女性的代谢风险与代谢风险密切相关。炎症和氧化应激可能还会导致SAT和VAT与代谢危险因素的关联,这两种脂肪库都与炎症和氧化胁迫的测量有关。尽管VAT与尿异前列烷和单核细胞趋化蛋白-1的关联更为密切,但VAT和SAT与炎症的循环生物标志物表现出大致相同的关联。综上所述,这些发现表明,与SAT相比,循环炎症标志物不太可能解释VAT的过度风险。
人群水平的研究也为脂肪肝在胰岛素抵抗和代谢综合征发展中的潜在重要性提供了支持。在成年人中,MDCT评估的脂肪肝与脂质和葡萄糖代谢标志物有关,包括胰岛素抵抗,即使在调整了VAT后也是如此。同样,在超重和肥胖的儿童中,代谢综合征与活检证实的脂肪肝有关,即使在匹配了年龄、性别和肥胖程度,并调整了种族、民族和高胰岛素血症之后也是如此。尽管这些发现很有趣,但它们的观察性质排除了因果关系的推断。需要进一步的研究来进一步阐明VAT与其他具有潜在全身效应的异位脂肪库之间的关系及其在代谢性疾病发展中的作用。
异位脂肪和促炎细胞因子(TNF-α、IL-6、iNOS 等)诱导胰岛素抵抗和局部炎症
与主要具有全身代谢作用的异位脂肪库相比,心脏和血管周围以及肾窦内的脂肪库被认为主要具有局部作用。过量脂肪组织的局部毒性作用理论得到了基础科学、转化科学和流行病学的多条证据的支持。肥胖对器官的直接影响这一观点是在20世纪初提出的,随着成像技术的可用性和技术进步,这一理论重新引起了人们的兴趣。
体重增加可能通过至少两种机制直接影响心脏。这些包括心脏和冠状动脉周围脂肪组织的积聚,或通过心肌细胞内的脂质积聚。心脏周围的脂肪组织,称为心外膜或心包脂肪,包裹着冠状动脉,因此是围绕血管的血管周围脂肪组织的一种亚型。先前的翻译工作表明,血管周围脂肪组织具有抗收缩特性,包括脂联素和脂肪细胞衍生的舒张因子在内的分泌物质在血管周围脂肪的血管活性特性中发挥作用。然而,随着肥胖的发展,血管周围脂肪组织的这种抗收缩特性被消除。此外,在动物模型中,肥胖似乎会降低血管周围脂肪对平滑肌迁移的生理作用。血管周围脂肪功能的这些紊乱似乎与巨噬细胞浸润脂肪组织和炎性脂肪因子的上调有关。与这一发现一致,冠状动脉旁路手术时采集的心外膜脂肪被发现具有与皮下脂肪相比,促炎介质水平更高。
颜色编码的 T2 脂肪信号分数图描绘了 BMI 21 的健康示例中的脂肪堆积区域,其中深蓝色对应于最低脂肪含量,红色对应于最高脂肪含量(计算出的平均脂肪分数:肝脏– 2%,胰腺 – 4%,肌肉 – 3%)
人群水平的研究支持了心包脂肪局部毒性作用的观点。在弗雷明汉心脏研究中,心包脂肪的体积与冠状动脉钙化有关,但与心脏代谢危险因素无关(经VAT调整后)相比之下,VAT可能高达心包脂肪体积的20倍,与冠状动脉钙无关。同样,在动脉粥样硬化的多民族研究中,发现心包脂肪与冠心病的发生有关。检查心包脂肪与心脏结构和功能测量以及临床心血管疾病的相关性的其他工作进一步阐明了心包脂肪的局部影响。首先,发现MDCT评估的心包脂肪体积与男性MRI测量的左心房大小呈正相关。随后这项工作通过证明心包脂肪组织与普遍的房颤之间的正相关关系来支持这些发现,众所周知,房颤与左心房大小有关。相比之下,尽管心包脂肪与左心室质量有关,但在对VAT进行额外调整后,这种关联并不持续。这些发现表明,在左心室质量的情况下,肥胖的全身影响似乎超过了心包脂肪的任何局部影响。
除了冠状动脉周围的脂肪组织外,心肌内脂质积聚还代表了异位脂肪储存的另一种表现,这可能会对心脏产生局部不良影响。
特定异位脂肪库与其相应器官之间局部关联的可能性也已扩展到胸主动脉周围脂肪和肾窦脂肪。胸主动脉周围脂肪(血管周围脂肪的一种亚型)与外周动脉疾病的关联是异位脂肪沉积潜在局部毒性作用的另一个例子。尽管调整了全身性和内脏脂肪以及脂肪因子的测量,但它与外周动脉疾病的关联仍然存在。肾窦脂肪被认为会通过在血管离开肾脏时压迫血管来影响肾功能。与这一假设一致,即使在调整了包括VAT在内的心血管危险因素后,肾窦脂肪也被发现与高血压和慢性肾病有关。
瘦和肥胖2 型糖尿病 患者 CT 心外膜脂肪体积的代表性示例
异位脂肪的后果
异位脂肪的后果是相当惊人的——比单纯的皮下脂肪严重得多。皮下脂肪不是什么好东西,但异位脂肪会导致器官层面的生化变化。非酒精性脂肪肝是一种常见的异位脂肪表现;目前的估计表明,21.4% 的美国人口(即 3250 万成年人)肝脏脂肪有一定程度的增加。肝脏脂肪增加的后果包括:
胰岛素抵抗
VLDL颗粒增加
从头脂肪生成
ATP耗竭
纤维蛋白原增加
CRP 升高
面临的另一个挑战是脂肪组织充当内分泌器官,分泌激素和趋化因子,例如抵抗素、脂联素、瘦素、IL-6、TNF-α、IL-8、IL-10、PGE2、糖皮质激素、性激素和还有很多其他的。脂肪细胞释放的多种激素、趋化因子和化学物质的增加,可能会导致全身代谢紊乱。
异位脂肪增加的人最常见的表现主要在腹部、胸部和肩膀。然而情况并非总是如此,体重指数相似的患者异位脂肪水平可能存在巨大差异。
2007 年《Diabetologia》上发表的一项研究表明,BMI 大致相同的受试者表现出显着不同的心血管风险水平,主要与肝脏和内脏脂肪水平增加有关。同样在 2007 年,《Circulation》上的一项研究表明,心脏脂肪变性在身体受损的受试者中增加葡萄糖耐量和 2 型糖尿病与肝脏脂肪平行。 通过查阅文献,我们可以清楚地看到,心脏代谢综合征的发展并不依赖于脂肪组织的绝对量,而是依赖于脂肪组织的位置。它与异位或内脏起源高度相关。
此外,重要的是要了解内脏脂肪不仅仅存在于超重者中。有些人可能听说过“瘦胖子”这个词,但更恰当的描述是“瘦弱和过胖”。这种患者将是进一步评估是否存在异位脂肪增加和有害心血管影响的绝佳人选。
您的患者有危险吗?
与异位脂肪水平增加相关的一些因素包括:
生活方式:压力、睡眠、活动水平和吸烟状况。
饮食因素:积极的热量平衡、标准西方饮食、高果糖摄入和夜间进食。
人口统计:年龄、种族、性别和遗传都会增加内脏脂肪的风险。
物理和实验室评估提供了额外的重要细节:
身体成分: BMI 是一个好的开始,但也有局限性。生物阻抗分析 (BIA) 使用电测量来测量瘦组织、脂肪组织和液体分布。
生化评估:唾液皮质醇、C 反应蛋白、ESR、血红蛋白 A1c、空腹血糖和胰岛素、果糖胺(过去 2-3 周的血糖水平)和 C 肽(胰岛素产生和 β 细胞功能的标志物)。
实用的解决方案
在临床实践中应用解决方案时,存在许多选择,但以可持续的方式应用它们至关重要。人们必须考虑饮食改变、锻炼、生活方式的改变和营养保健品的选择。
饮食:这必须是基础并正确执行。每隔几个小时进食可能不是最好的,因为目前的数据表明这种做法可能会改变胰岛素分泌的第一阶段。相反,三餐要均衡,早餐是最大的热量来源。
在饮食方面,一个极其重要的考虑因素是了解和确定是否存在任何食物耐受性,并以有组织的方式消除它们。
锻炼:进行促进优先使用脂肪作为燃料的锻炼非常重要,因此在跑步机或楼梯踏步机上长时间艰苦跋涉是不可行的。高强度间歇训练(HIIT)对于脂肪燃烧有着巨大的好处,只需八周,你就可以看到血糖、胰岛素、胆固醇和甘油三酯的显着改善。
进行大重量的阻力训练也很重要;如果你能做超过 12-15 次,那么你可能会浪费时间,除非你的努力是针对特定运动的。目标是重复 8-12 次,并确保最后一次会遇到困难或失败。这种举重方式不会使女性变胖,但会增加肌肉质量,从而提高基础代谢率。
此外,饭后一定要进行适度的运动,目标是每天走 10,000 步。
生活方式:健康的睡眠周期至关重要,因为不良的睡眠模式与体重增加和代谢综合征有关。这种效果是如此强大,以至于 2013 年的一项研究表明,在五天内,每晚只睡 5 小时的受试者与每晚睡 9 小时的受试者最终体重增加了 0.8千克左右。
除了健康的睡眠之外,有效管理压力也很重要。皮质醇生产的长期增加会产生多种后果,其中之一是对血糖和胰岛素敏感性产生重大影响。
营养保健品:市场上有许多膳食补充剂,其中许多是用于体重管理的。实际上,这些建议的目标不是减肥,而可能是有效支持健康代谢过程的副作用。
小檗碱:这有助于支持健康的 AMPK 激活,从而有助于支持健康的胰岛素和血糖。适当的剂量最多为500毫克,每日3次。
适应性草药:这一系列草药在支持HPA 轴及其对压力源的健康反应方面具有出色的效用。南非醉茄、刺五加、红景天和玛咖等草药都是不错的选择。虽然磷脂酰丝氨酸不是草药,但它也是帮助维持适当皮质醇水平的绝佳选择。
褪黑激素:具有生热特性,支持健康睡眠,与减肥有关,有助于维持适当的昼夜节律周期。
姜黄素:这种印度草药可激活 AMPK,抑制 PPAR y的表达,并支持健康的胰岛素反应以及健康的血糖和血脂状况。12剂量:600 mg 水分散型是一个不错的选择。
鱼油:这种强大的脂肪有助于支持与代谢综合征相关的健康信号机制。研究表明,通过支持 GLUT4 受体来支持健康的胰岛素信号传导,并降低 1 型和 2 型糖尿病的发病风险。
小结
肥胖是疾病的主要原因,必须采取许多措施来预防肥胖并支持人们纠正问题。然而,重要的是要了解,即使在临床上不肥胖甚至超重的人中也可能存在异位脂肪。此外,肥胖的存在并不意味着异位脂肪已成定局。
必须识别出任何可能异位脂肪水平增加的患者,并接受适当的治疗计划,并迅速启动,以确保获得积极结果的机会更高。通过共同努力和对肥胖和内脏肥胖影响的深入了解,我们有很大的机会通过减少心脏代谢综合征及其相关合并症的发生率来真正发挥作用。
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