《臨床營(yíng)養(yǎng)學(xué)》 23.4　病理生理

由于肥胖的主要發(fā)生地點(diǎn)是在機(jī)體脂肪組織，所以有關(guān)這一節(jié)的論述，也就以機(jī)體脂肪再重復(fù)。

23.4.1　脂肪組織的作用、結(jié)構(gòu)和成分

脂肪組織是結(jié)締組織的一種特殊形式，是機(jī)體較大的組織之一。在正常成年男性，它占總體重的15～20%；在正常成年女性，則占總體重的10～25%。它分布于機(jī)體某些特定部位，如皮下、網(wǎng)膜、腸系膜、腹膜后、胸腔縱隔障和胸腹?jié){膜下等處，起著保護(hù)和機(jī)械支持的作用，并以TG的形式儲(chǔ)存能量（這是機(jī)體最有效、最緊湊的儲(chǔ)能方式），參與糖和脂代謝及體內(nèi)能量平衡的調(diào)節(jié)。其中尤以皮下脂肪組織為機(jī)體的最大脂肪庫(kù)，其儲(chǔ)脂量約占總體脂量的一半。脂肪組織并不象通常所設(shè)想的那樣是一種“沒有多少生活力的組織”，它具有與常代謝活躍組織所具有的相同的全套亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。在神經(jīng)內(nèi)分泌因素影響下，其TG的合成和分解代謝極為活躍。一些研究表明，當(dāng)機(jī)體進(jìn)行3H以上的有氧代謝活動(dòng)，其所需能量幾乎70%要由脂肪組織來提供，而且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，這一比例還會(huì)加大。因此，一定數(shù)量的脂肪組織的存在，不僅不是機(jī)體的一種“額外負(fù)擔(dān)”，而恰恰正是機(jī)體具有良好身體素質(zhì)的表現(xiàn)，是機(jī)體維持長(zhǎng)時(shí)間有氧代謝活動(dòng)的耐力所必需。

脂肪組織主要由脂肪細(xì)胞所組成。此外，尚含有少數(shù)纖維母細(xì)胞和少量細(xì)胞間膠原物質(zhì)。脂肪細(xì)胞就處于支持這些細(xì)胞及通過這個(gè)細(xì)胞群的毛細(xì)血管和神經(jīng)纖維的膠原結(jié)構(gòu)之中。脂肪細(xì)胞就處于與毛細(xì)血管網(wǎng)一道的較原始的原發(fā)細(xì)胞；原發(fā)細(xì)胞分化為儲(chǔ)存脂肪的脂肪細(xì)胞是受營(yíng)養(yǎng)和許多內(nèi)分泌的因素所控制的。

脂肪組織含脂量為60～80%；其所含脂肪都存在于脂肪細(xì)胞之內(nèi)。脂肪細(xì)胞的數(shù)目，是由遺傳因素和幼年時(shí)的飲食因素所控制；而中、晚年時(shí)的攝能狀況，則主要影響已有脂肪細(xì)胞體積的大小。當(dāng)前一般認(rèn)為，正常人全身脂肪細(xì)胞數(shù)為26.8±1.8×109；但這只是一項(xiàng)參考數(shù)值。人體脂肪細(xì)胞較為準(zhǔn)確的正常數(shù)值之所以迄今尚未確定，這是因?yàn)椋孩儆媚壳暗姆椒?，一個(gè)脂肪細(xì)胞一定要在含有最少量的脂質(zhì)時(shí)才能與其它結(jié)締組織細(xì)胞相區(qū)別而能以作出鑒定；②目前所用方法在計(jì)算機(jī)體脂肪細(xì)胞總數(shù)時(shí)，假定全身各部脂肪細(xì)胞的平均直徑是相同的，這又與客觀事實(shí)不相符合；③因雌激素水平的不同，正常男性與女性，不僅其體脂含量而且其脂肪細(xì)胞數(shù)也是不同的，單一數(shù)值顯然難以代表。

圖23-2 脂肪代謝的某些特征示意圖

脂肪細(xì)胞是機(jī)體最大的細(xì)胞，正常人皮下脂肪細(xì)胞的平均直徑為67～98um，其每一肪細(xì)胞的平均含量約0.6ug。含脂質(zhì)的脂肪細(xì)胞在構(gòu)造上不同于其它細(xì)胞的最大特點(diǎn)，主要是由TG組成的一個(gè)的中心脂肪滴，將細(xì)胞推移到一旁，至少有兩個(gè)脂肪區(qū)域，一個(gè)是由許多快速轉(zhuǎn)換的細(xì)胞質(zhì)顆粒所組成，另一個(gè)則是前者的最終儲(chǔ)存庫(kù)，即轉(zhuǎn)換緩慢的中心性大脂肪滴。脂肪細(xì)胞的主要功能是合成、運(yùn)轉(zhuǎn)和儲(chǔ)TG。這些功能受神經(jīng)、激素和酶系所控制，并以FFA形式釋放入血液，以供其它組織的能量需要。脂肪細(xì)胞對(duì)TG的儲(chǔ)存和釋放，完全取決于機(jī)體營(yíng)養(yǎng)與代謝的需要；脂肪代謝的某些特征，如上圖所示（圖23-2）。葡萄糖是通過胰島素調(diào)節(jié)。胰島素不僅促進(jìn)清除因子脂酶的活性增加，從而增強(qiáng)血漿中脂肪向脂肪細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移；而且還促進(jìn)脂肪細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取以及對(duì)TG的合成。所以，血漿中胰島素的濃度，顯然是決定脂肪組織中脂肪積聚的重要因素。

在機(jī)體能量出超的條件下，脂肪組織內(nèi)所儲(chǔ)存的TG經(jīng)激素敏感的脂酶的作用而釋放FFA；從脂肪細(xì)胞內(nèi)彌散出來的FFA與作為載體的白蛋白結(jié)合或直接進(jìn)入其他細(xì)胞，以供其他組織的能量需要?，F(xiàn)在已知，機(jī)體大多數(shù)組織均可利用FFA，在許多組織中FFA還是一種優(yōu)先的能源物質(zhì)。體內(nèi)絕大多數(shù)的激素，如腎上腺素、去甲腎上腺素、生長(zhǎng)激素、促腎上腺皮質(zhì)激素、促甲狀腺激素、黃體生成素、催乳素、胰高血糖素及腸促胰液肽等等，都屬于促進(jìn)脂肪組織釋放FFA的激素。

23.4.2　脂肪組織中脂肪儲(chǔ)存與釋放的機(jī)理

在正常情況下，脂肪組織中的脂肪含量極其恒定，這意味著控制脂肪合成和儲(chǔ)存的反應(yīng)與控制脂肪分解和動(dòng)和的反應(yīng)處于動(dòng)態(tài)平衡之中。為了弄清肥胖的形成，需要復(fù)習(xí)一下脂肪組織儲(chǔ)存脂肪的調(diào)節(jié)過程（圖23-3）。

圖23-3　脂肪組織中儲(chǔ)脂途徑示意圖

由上圖可知，脂肪組織儲(chǔ)存脂肪是通過以下兩條途徑：第一，血漿中的脂肪轉(zhuǎn)移進(jìn)入脂肪細(xì)胞。結(jié)合于β-脂蛋白和乳糜微粒的肝源性和腸源性的TG，經(jīng)秘細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞表面之清除因子脂酶的水解而成為甘油和FFA；接著在酶的調(diào)節(jié)下FFA進(jìn)入脂肪細(xì)胞，并重新合成TG而儲(chǔ)存起來。為了這個(gè)途徑能順利和有效地進(jìn)行，葡萄糖的攝取和代謝是必需的因?yàn)榉纸獾募に兀式y(tǒng)稱為“脂解激素”；它們通過刺激脂肪細(xì)胞表面的特異感受器，激活與膜結(jié)合的腺苷酸環(huán)化酶，使細(xì)胞內(nèi)環(huán)腺苷酸（cAMP）的濃度增加，進(jìn)而激活素敏感的脂酶，于是導(dǎo)致FFA的釋放。第二，胰島素則為抑制脂肪分解的激素；它以下四種方式限制FFA的釋放：①抑制腺苷酸環(huán)化酶；②激活cAMP磷酸二酯酶，從而促進(jìn)cAMP的分解；③減慢FFA從脂肪細(xì)胞外流；④促進(jìn)脂肪細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取和對(duì)FFA的酯化。其所涉及的具體反應(yīng)如下圖所示（圖23-4）。

圖23-4 脂肪細(xì)胞中脂肪的動(dòng)員

脂肪細(xì)胞的數(shù)目，年齡愈小愈多；在20歲以后所發(fā)生的肥胖，則幾乎全由于原有脂肪細(xì)胞的肥大所致。這說明，除了遺傳因素之外，兒少時(shí)期的能量入超，也是一部分人之所以有較多的脂肪細(xì)胞的原因。

圖23-5　肥胖與不肥胖者的脂肪細(xì)胞與年齡的關(guān)系

凡因脂肪細(xì)胞體積擴(kuò)大所致的肥胖，通常稱為肥大性肥胖；而因脂肪細(xì)胞數(shù)目增加所致的肥胖，則稱增生性肥胖。Widdowson等指出，肥胖一旦形成，不論脂肪細(xì)胞有多少，其維持低體重的成功率都是低的。尤其是那些缺乏醫(yī)學(xué)知識(shí)的肥胖者，其成功率就更低。臨床經(jīng)驗(yàn)還表明，增生性肥胖較肥大性肥胖尤為難治，特別是那些在母體內(nèi)及剛出生時(shí)就已過重的嬰兒。

由上可見，脂肪組織對(duì)脂肪的儲(chǔ)存與動(dòng)用，是在營(yíng)養(yǎng)、激素和酶系的控制下進(jìn)行的；而胰島素在調(diào)節(jié)這兩個(gè)過程中所起作用成為重要。

23.4.3　 肥胖過程脂肪組織的變化

當(dāng)肥胖發(fā)生和發(fā)展時(shí)，隨著體脂積聚，脂肪細(xì)胞含脂量漸增，其體積也明顯擴(kuò)大。以皮下脂肪為例，每一細(xì)胞的平均含脂量可由原來的0.6ug增至0.91～1．36ug，其平均直徑則可由原來的67～98um增至127～134um。尤其當(dāng)肥胖的發(fā)生與發(fā)展過程是緩慢而持續(xù)時(shí)，有僅可發(fā)生更為肥大的脂肪細(xì)胞，而且通過脂肪組織的毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞表面還可含更多高活性的清除因子脂酶。同時(shí)，某些肥胖者還會(huì)具有數(shù)目較多的脂肪細(xì)胞，其全身脂肪細(xì)胞數(shù)可達(dá)77.0±13.5×109。無論是脂肪細(xì)胞體積的擴(kuò)大或脂肪細(xì)胞數(shù)目的增多，或者是兩者兼而有之，其結(jié)果都是機(jī)體脂肪組織的擴(kuò)增。

Salans等對(duì)78名肥胖者和21名非肥胖者作了對(duì)比觀察，結(jié)果（圖23-5）表明：發(fā)生肥胖嬰兒期明顯肥胖、青春發(fā)育期肥胖，有這樣長(zhǎng)期持續(xù)肥胖史的成年肥胖者，往往是脂肪細(xì)胞的肥大和增生同時(shí)并存，其治療難度也就更大不僅不易取得療效，而且還能于鞏固療效。據(jù)Lioyd報(bào)道，有這樣長(zhǎng)期持續(xù)肥胖史的肥胖者，在整個(gè)成年肥胖者中占1/3；而其余的2/3，則分別發(fā)生于一生中各個(gè)有生理性增加體脂的階段。而Abrham等對(duì)10～13歲肥胖和正常兒童各100名（男女對(duì)半）作了長(zhǎng)期的對(duì)比觀察，歷時(shí)20年，結(jié)果肥胖兒男性43/50、女性40/50變成肥胖成人，正常兒則男性21/50、女性9/50變成肥胖成人。由上可見，從胎兒時(shí)期開始，直至一生中各個(gè)有生理性增加體脂的階段，及早地采取措施預(yù)防肥胖，也就至關(guān)緊要。

23.4.4　 TBAT之狀況與機(jī)體胖瘦的關(guān)系

在人和多數(shù)哺乳動(dòng)物（特別是嬰兒和新生仔畜）的頸、肩、腋窩和背部肩胛間，還存在一種特殊類型的脂肪組織。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在脂肪細(xì)胞中除含大量分散的TG滴之外，還含有大量線粒體，血液供應(yīng)豐富，由于其線粒體中細(xì)胞色素多，而使之呈現(xiàn)棕色，故通常也就稱之為“棕色脂肪組織（IBAT）”。與其相對(duì)應(yīng)，前述之普通脂肪組織則就稱之為“白色脂肪組織”。

IBAT的主要功能是產(chǎn)熱。成年機(jī)體遭受刺激，通?？赏ㄟ^戰(zhàn)栗和化學(xué)兩種途徑產(chǎn)熱；可是，嬰兒及新生仔畜由于還不會(huì)通過戰(zhàn)栗途徑產(chǎn)熱，其所需之熱幾乎全要靠化學(xué)途徑來供應(yīng)。除Na+-K+泵外，IBAT就是機(jī)體化學(xué)產(chǎn)熱的又一“重要裝置”；在某些小動(dòng)物甚至其所需總熱量的一半是由IBAT所提供。故一定數(shù)量質(zhì)量的IBAT的存在，對(duì)機(jī)體適應(yīng)寒冷刺激具有重要意義。IBAT的產(chǎn)熱作用，是在交感神經(jīng)與一種分子量為32000的蛋白質(zhì)類“脫偶合因子”的控制下進(jìn)行的。交感神經(jīng)有豐富的神經(jīng)末梢支配這種組織；而這種組織的呣粒體中則有大量的為其所特有的“脫偶合因子”的存在。寒冷刺激引起交感神經(jīng)興奮，其末梢就釋放兒茶酚胺，于是就通過cAMP而使激素敏感的脂酶活化，促使TG水解為FFA。這時(shí)，又由于該組織中有大量細(xì)胞色素及其所特有的“脫偶合因子”的存在，同時(shí)高水平的FFA亦有脫偶合作用，致使FFA被氧化，但偶合則很少，從而能量也就很少產(chǎn)生ATP，而大部分以熱能的形式放出。再加上，脫偶合結(jié)果導(dǎo)致了ATP～ADP比值的減少，而較多的ADP又使氧化磷酸化及呼吸作用加快，這樣也就更使熱生成作用增強(qiáng)。

晚近通過對(duì)IBAT產(chǎn)熱機(jī)理的深入研究，發(fā)現(xiàn)IBAT之?dāng)?shù)與質(zhì)的狀況與機(jī)體的胖瘦之間有著密切的相關(guān)。就目前所知，消瘦、正常、肥胖三者相比，除了機(jī)體所含白色脂肪組織明顯順序遞增而IBAT明顯順序遞減外，其IBAT線粒體中所含的特有的“脫偶合因子”的數(shù)量和活性也明顯順序遞減。正常者由于其白色脂肪組織與IBAT之間比例為平衡，而且“脫偶合因子”的數(shù)量和活性也較適中，能對(duì)產(chǎn)熱和產(chǎn)生ATP進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，故在通常情況下能使機(jī)體能量得以維持正常的平衡，即能使之不過多以熱生成的形式而被消耗，又能使之不過多轉(zhuǎn)化為脂肪而在體內(nèi)積聚。至于消瘦者，則往往是因?yàn)槠銲BAT含量較多，以及其“脫偶膈因子”的數(shù)量和活性較高，致使其能量較多地以熱生成的形式被消耗了，所以在一般情況下也就難以有較多的體脂積聚；反之，肥胖者則由于其所含IBAT量少或功能障礙，致使產(chǎn)熱這一有效的調(diào)節(jié)方式失靈，所以引起能量的入超，其大部分就轉(zhuǎn)化為脂肪而積聚起來。