肥胖症的发病机制

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作为局部的调节因子来限制脂肪的积累
(3)脂溶性维生素A、D
脂肪组织存在大量的视黄酸α-受体和γ-受体、视黄 醇-Xα-受体和β-受体、维生素D受体等 维生素A、D可能通过这些受体激活PPAR受体家族
(4)钒化合物:类胰岛素样的作用。
(5)细胞因子:胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、
表皮生长因子(EGF)、碱性成纤维细胞生长因子 (bFGF)和血小板衍生生长因子(PDGF), 均能促前脂肪 细胞的有丝分裂。
脂肪合成(脂肪细胞内)
小肠CM 肝脏VLDL
食物GLU
CAP内皮细胞或脂肪细胞表面的LPL
脂肪酸 + 甘油
脂肪细胞TG
乙酰辅酶A
三、脂肪组织的生长与调节
脂肪组织包括脂肪细胞、前脂肪细胞、微血管内 皮细胞和细胞外基质。
脂肪组织的多少主要取决于 脂肪细胞的数量和脂肪细胞的平均体积
前脂肪细胞的分裂和分化使脂肪细胞数目增加 而前脂肪细胞和脂肪细胞调亡则脂肪细胞数目减 少
新生儿及幼儿皮下脂肪组织均匀连续分布于皮下层。 脏周脂肪:肾脏周围及骨髓等处有大量脂肪沉积。
脂肪分布的性别差异
随年龄增大,在性激素及肾上腺皮质激素调节下, 分布变化,某些区域增厚,反映出男女体形上的特征。 男性:颈部、第一颈椎背侧、三角肌及肱三头肌区、 腰骶区及臀部皮下层特别发达。
女性:胸部、臀部及股前部皮下层更为丰富。
肥胖症的概念
肥胖症是由于能量摄入超过消耗,导致体 内脂肪积聚过多而造成的病症。
脂肪组织病理变化表现为脂肪细胞体积增 大或数量增多。
第一节 肥胖症相关理论知识
一、脂肪组织的构成
脂肪组织是一种特殊的结缔组织,由大量 群集的脂肪细胞构成,疏松结缔组织将其 分隔成小叶Baidu Nhomakorabea
包含脂肪细胞、结缔组织、血管及血管周 围细胞等
(2)刺激细胞摄取FA和转变为酰基CoA衍生物 诱导FA的β氧化
已发现的LR a、LR b、LR c、LR d、LR e和LR f 六种异形体中最重要的是短型LR a 和长型 LR b。
3.神经肽Y(NPY)
由下丘脑弓状核神经原分泌和产生 可刺激进食和抑制产热
瘦素作用于中枢,抑制NPY的合成和分泌 因而抑制进食和使产热增加
4.β3-肾上腺素能受体(β3AR)
产热,产生的能量以热量散发 产热是由于线粒体内氧化和磷酸化不能偶联
•棕色脂肪的生物学特性
冬眠动物苏醒或新生儿 棕色脂肪可产生大量热量,使全身体温升高
棕色脂肪直接受肾上腺素能交感神经控制 在寒冷刺激下,神经末梢释放儿茶酚胺 使棕色脂肪细胞内发生脂解作用
• 棕色脂肪的异常→肥胖
棕色脂肪量在消瘦、正常和肥胖三者中呈顺 序递减
肥胖症
全球肥胖状况
目前,肥胖是全世界面临的一个日益严 重的问题,约有2. 5亿人肥胖,占世界 人口的8%,另外约有8亿人超重。无论 在发达国家还是发展中国家,肥胖均很 普遍。最近20多年发达国家肥胖发病率 明显上升,肥胖约占经济发达国家人口 的1/4。而在发展中国家,超重和肥胖 也呈上升趋势。在较年轻的人群中,肥 胖现象也日趋普遍
(uncoupling protein ,UCP)
目前发现的UCP有三种:UCP1、UCP2和UCP3 BAT中脂肪酸在线粒体氧化不伴随ATP的产生,
氧化产生的能量被线粒体内膜UCP释放成热量
以前认为UCP只存在于BAT,现发现WAT和骨骼
肌中也有UCP
(三)过氧化物酶增殖物激活受体(PPAR)
2. 肥大性生长 即脂肪细胞体积增大
(二)脂肪组织的生长调节
饮食:过度的能量摄入、高脂饮食 内分泌:升脂激素和解脂激素 体液因素:过氧化物酶增殖物激活受体(PPAR-
γ)的配体、TNF- α等 交感神经系统:作用于升脂和解脂激素 下丘脑:综合调节控制食欲、代谢率和活动度。
1. 激素的调节 (1)解脂激素
2.棕色脂肪组织(BAT brown adipose tissue)
脂肪细胞内含许多分散小滴脂肪,又叫多泡脂肪 细胞 有大量线粒体 脂肪组织中血管、神经较丰富
棕色为血管及大量线粒体所含的细胞色素所致 量较少,分布局限
仅在颈、肩、腋窝、背部肩胛间 肾门附近、自主神经节和嗜铬组织周围
•棕色脂肪组织主要功能
(3) PPAR-δ:FA
3.PPARS分布和功能
(1)PPAR-α
肝、心、肾、肠、棕色脂肪等 脂肪酸和过氧化物酶体分解速度较快的组织中 主要介导FA的β氧化
(2)PPAR-β/δ
分布较广,作用未明
(3)PPAR-γ
主要分布在脂肪组织中 介导脂肪细胞分化、脂肪储存等
PPARS的作用过程如下
配体
激活
1.脂肪细胞数量
正常
肥胖
总数
26.6×109±1.8×109
77.0×109±13.5×109
皮下脂肪细胞直径 67-98um 每个细胞平均含脂量 0.6ug
可达
可达127-134um 可达0.91-1.36ug
注:109为亿。
2.脂肪组织分布
腹内、皮下和脏器周围等 腹内脂肪:分为大网膜、肠系膜和腹膜后脂肪等。 皮下脂肪:在绝大部分皮下层分布有脂肪。
抑制食欲,减少能量摄取 增加能量消耗,抑制脂肪合成
抑制食欲,减少能量摄取
瘦素
受体LRb 结合
二聚体
介导JAK
磷酸化 -
抑制因子3
LRb活化
LRb吸引STAT3
转运到细胞核附近
磷酸化
抑制食欲
抑制弓状核 mRNA表达NPY
增加能量消耗,抑制脂肪生成
瘦素
活化AMPK
抑制脂肪生成
神经中枢
抑制脂酰辅酶A ↑肉毒碱转移酶 乙酰辅酶A羧化酶
人鼠间瘦素基因编码序列同源性高达84%。
在小鼠中瘦素基因突变会引起肥胖,在人类却 缺少这种证据。
2.瘦素受体
LR 属I 类细胞因子受体家族,广泛分布于中枢 和外周组织。LR 为单跨膜受体,由胞外、跨膜 和胞内三个结构域构成。根据胞内结构域氨基 酸序列及不同长短,将LR 分成长受体和短受体 两种亚型。
四、脂肪因子
(一)瘦素及其作用
1.瘦素(leptin) 是由脂肪细胞分泌的一种激素 主要功能是向中枢传递体内脂肪存储的负
性反馈信号 能起到减少摄食,增加能量消耗的作用
瘦素基因
人瘦素基因位于染色体7q31.3,全长20kb,含 3个外显子和2个内含子
瘦素基因编码蛋白含167个氨基酸的多肽,N端 有21个氨基酸构成的信号肽,说明瘦素是分泌 蛋白。
研究发现前脂肪细胞潜伏在血管壁中
(一)脂肪组织的生长方式
1. 增生性生长
即脂肪细胞数目增多,人的一生中仅三次 胎儿期:孕30周至出生 乳儿期:出生后至1岁末,可能至1岁以上 青春期:敏感程度不如上两期
胎儿期和乳儿期是脂肪组织生长的敏感期高脂饮食、 过度能量促进前脂肪细胞分化使脂肪细胞数目明显增 加
(一)脂肪组织的生物学功能
机械支撑和保护组织器官 储备燃料,供应能量 调控体重:成人体重的调节主要反映于机体脂
肪储备的调节 调控温度:脂肪酸氧化产热 分泌调节因子(脂肪因子)进行细胞间信息对
话维持内环境稳定
(二)脂肪组织与能量代谢
从发展与进化的角度看,脂肪组织最重 要的是将机体多余的能量转化为甘油三 酯储存起来,以备能量供应不足时之需。
肥胖者可能由于棕色脂肪组织量少或功能障 碍致使产热这一有效的调节方式失灵 所以引起能量过度蓄积,进而转化为脂肪 积聚起来
(三)脂肪细胞内油滴
脂核 TG,TC 脂肪细胞 TG 非脂肪细胞TG+TC
单层磷脂膜 包被蛋白:脂被蛋白、脂肪分化蛋白等 参与调控脂滴的生成、融合、转运、储存 和脂肪分解代谢
胞内油滴的生理功能 脂肪生成和能量储备 脂肪分解和能量供应 提供胆固醇原料
脂肪细胞也是一种内分泌细胞,脂肪组织 是内分泌组织。
脂肪细胞(50%)
按细胞分类
前脂肪细胞
非脂肪细胞( 50%) 血管基质细胞
神经细胞
巨噬细胞
(一)脂肪组织的数量及分布
正常中等身材(非肥胖者)体重65公斤的人 体内储存脂肪达9公斤
其中可动员利用者达6.5公斤 ,提供能量近 251MJ,远远超过体内储糖所提供的能量(约 2.5MJ)。
PPARS +
RXR(激活的视黄酸X受体,核受体)
异二聚体
结合到
特异的DNA片段 (PPAR反应元件,PPRE)
调控
靶基因表达
这些基因包括参与细胞内脂代谢的基因 参与细胞外脂代谢的基因
4.PPARS与降脂作用
(1)抑制apoC-III(抑制LPL活性)合成,增强LPL合成 从而促进CM和VLDL中的TG分解
羧化酶
基因表达↓
增加交感 神经活性
增加
促进脂肪酸氧化
能量消耗增加
外周甲肾 上腺激素
激活
脂肪细胞膜 ß3受体
去偶联蛋白 合成增加
能量变为 热能
瘦素的功能
抑制摄食、 增加能量消耗
调节生长发育
调节炎症反应、 免疫功能
促上皮细 胞、血管 生长
调节神经内 分泌
保护消化 系统功能
维持正常的血 脂代谢
(二)解偶联蛋白
胞内油滴参与的病理过程
脂肪细胞油滴增大
肥胖
巨噬细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞内油滴 积累多将转化为泡沫细胞 AS
肥胖患者胞内油滴的脂肪分解速率增加 释 放更多FFA 血中FFA增加引发血脂紊乱,抑 制葡萄糖利用,降低胰岛素敏感性 IR、 T2DM、MS(代谢综合征)
二、脂肪组织的生物学功能及能量代谢
脂肪组织储备能量优点
脂肪组织是身体最大的能量储存器官,65Kg 成年男性有9Kg脂肪(量大)
95%以上脂肪以TG形式储存到脂肪组织、肝 脏、骨骼肌,不到0.1%的脂肪分布在血液中
相同重量的脂肪完全氧化产生的能量是蛋白 质和糖的2倍多(质能比高)
脂肪具有疏水性,储存时几乎不含有水,所 占空间小,储存能量效率很高(体积小)
三大营养物质储存、供能形式
碳水化合物:供能40-60%,以糖原形式贮存, 75%在骨骼肌,其余在肝脏。空腹时,糖原首 先分解以维持血糖
脂肪:供能30-40%,以TG形式贮存,通过脂 肪分解产生甘油和FFA。甘油在肝脏中通过糖异 生作用转化为葡萄糖,FFA可以直接氧化供能或 产生酮体供能
蛋白质或氨基酸:供能10-15%,没有特定的储 存,进入人体内生酮或生糖或合成其他物质
体内氧化供能的顺序
以心肌、骨骼肌及肝细胞为例:其利用燃料氧 化顺序:脂肪酸,葡萄糖。这有利于主要利用 葡萄糖供能的脑组织和红细胞的能量供应
脑组织:耗氧量占全身耗氧量20%-25%,几 乎以糖为唯一供能的物质,仅在能量匮乏时才 可能利用酮体
红细胞:能量供应来源于糖的无氧酵解,不能 进行有氧氧化,也不能利用非糖物质供能
β-AR分为β1、β2受体和β3受体 在棕色脂肪细胞上三种β-AR都有存在
β3-AR表达最多,BAT能量的产生主要由β3-AR 激活 遗传性肥胖小鼠的β3-AR表达降低,而β1-AR和 β2-AR无明显变化 在人类,β3-AR基因变异可能参与了肥胖的发 病但并不是起决定作用的基因
5.瘦素的作用机制与信号传导
深部区域脂肪分布无性别差异。
(二)脂肪组织的分类
1.白色脂肪组织(WAT,white adipose tissue) 细胞浆几乎完全被一个单房的由甘油三酯构成的
大油滴所占据,又叫单泡脂肪细胞,其他胞质成 分围成狭窄环形,仅占细胞总容积的1/40胞核亦 成扁圆形 脂肪组织中血管、神经不甚发达 体内绝大部分脂肪组织属此类 主要存在于皮下、腹内网膜、系膜、大脏器周围 等处
包括肾上腺素、去甲肾上腺素、促肾上腺 皮 质激素、生长激素、甲状腺素和胰高血素。 (2)生脂激素 胰岛素 (3)瘦素(脂肪细胞分泌) 抑制饮食和促 进能量消耗
2. 体液因素的调节
(1)过氧化物酶增殖物激活受体(PPAR-γ)
通过激发与脂肪增殖有关的基因表达 激发脂肪细胞特异性基因的表达。
(2)肿瘤坏死因子
中国人肥胖状况
2006的统计显示:目前中国超重者已远远超过 9000万名。专家预测,未来十年中国肥胖人群将 会超过2亿。
中国曾是拥有最瘦人口的国家之一,如今它正迅 速地赶上西方国家。令人不安的是,这一切是在 极短的时间内发生的。
在最近的10年内,中国人肥胖增长率已接近美国 50年的肥胖增长率。
(peroxisone proliferator activated receptor)
1.PPAR家族 PPAR有四个亚型:α、β、γ、δ,总称 PPARS,属类固醇受体家族
2.PPARS的配体
(1) PPAR-α:贝特类
(2) PPAR-γ:前列腺素衍生物(天然)
(5-OH-△12,14-前列腺素J2) 噻唑烷二酮(人工)
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