能量平衡與代謝疾病

宋智敏李 瑜張 靈王國卿楊建平古桂雄*（ 蘇州大學基礎醫(yī)學院，江蘇 蘇州 53； 蘇州大學兒科臨床醫(yī)學院，江蘇 蘇州5003）

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能量平衡與代謝疾病

宋智敏1，2李 瑜2張 靈1王國卿1楊建平1古桂雄2*
（1 蘇州大學基礎醫(yī)學院，江蘇 蘇州 215123；2 蘇州大學兒科臨床醫(yī)學院，江蘇 蘇州215003）

【摘要】人體中的物質代謝與人體的能量平衡息息相關，人體物質代謝紊亂可引起人體能量平衡的破壞，反之亦然，故能量平衡與代謝性疾病的發(fā)生密切相關，本文根據生物原理，即能量-信息-生命，從整體-細胞-分子的角度簡述能量平衡與有關代謝性疾病的發(fā)生。

【關鍵詞】能量；平衡；代寫疾病

生命科學與物理學和化學等學科發(fā)展密切相關。美國物理學家納爾遜指出：“要將生命系統(tǒng)視為一種特殊的物理系統(tǒng)，強調要從物理學基本原理去理解各種生命現(xiàn)象和預言新的生命現(xiàn)象”。定量化的物理學觀點是掌握當代一系列生命科學的不可缺少的理念和方法［1］。

能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一，任何物質都是具有能量的。人體作為一個系統(tǒng)的有機整體，自然也遵從這一定律。地球上數以億計的各種生物，包括各種植物和動物，共同居中在一個地球，共同構筑了遺傳和表觀遺傳的生態(tài)系統(tǒng)。通過此生態(tài)系統(tǒng)，各種生物相互適應、相互生存［2］。

當人體正常狀態(tài)的能量平衡被破壞，不論是在分子水平，細胞水平，或整體水平均可導致能量的異常流動，機體產生一系列適應性的反應，這一過程卻與疾病的發(fā)生、發(fā)展有關。如心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生，與血管中血液流動的動能，血液中不同分子的化學能及血管壁的彈性勢能平衡的改變有關；先天畸形兒的發(fā)生，與胎兒在胚胎發(fā)育過程中，其發(fā)育時間和空間的能量平衡被破壞有關，人體受到外界抗原物質的刺激，是對機體刺激的一種能量；精神心理疾病的發(fā)生，由于人體受到外界各種能量刺激，導致機體內部能量失衡而引起；骨折的發(fā)生則可因為人體與其他物體碰撞，所產生的動能傳導到骨和肌肉組織中，與機體自身的骨強度不適應所致。在人類，不利的環(huán)境條件，如貧困、壓力、酒精、營養(yǎng)不良、暴露于各種工業(yè)化的污染物、人造化學物質等，均可導致與表觀遺傳不適應而產生的相關疾病，即特定基因不同尋常的被激活或抑制所導致的各種疾?。?］。

近來，發(fā)展了一個新的理論稱為多哈理論（即成人疾病的發(fā)育起源），其與達爾文的觀點相同，反映了當今科學認識的變化，對人類未來的疾病的認識提供了科學應用。在歷史長河中，我們的祖先是在提供最基本的食物中，考慮如何打獵、耕耘。而當今，我們有豐富的食物和現(xiàn)代的醫(yī)藥供給，卻考慮怎樣提高生命質量，考慮環(huán)境與疾病的危險。人類在早期發(fā)育過程中（包括胎兒期、嬰兒期、兒童時期）經歷不利因素，子代的組織器官在結構和功能上會發(fā)生永久性或程序性的改變，影響成年人糖尿病、代謝綜合征、心血管疾病、精神行為異常等慢性非傳染性疾病的發(fā)生發(fā)展，成為成年人慢性非傳染性疾病病因研究的重要組成部分，這些的因素均可籠統(tǒng)視為作用于人體的能量。在與表觀遺傳相關的新陳代謝中，營養(yǎng)和飲食是十分重要的一個方面。在特定的“表觀遺傳-營養(yǎng)學”中，可穩(wěn)定表觀遺傳基因的表達，即已知的表觀遺傳的作用，如DNA甲基化、組蛋白修飾和染色質重組?？傊诨蚪M相對靜態(tài)的DNA結構中，表觀遺傳的變化具有潛在可逆性，有望達到治療的效果，或飲食干預效果，即可改變表觀遺傳編程的不良作用，從而成為預防或治療疾病的一種措施［2］。肥胖的發(fā)生是由于機體攝入的能量與消耗的能量不平衡所致，早期生活環(huán)境的質量是決定肥胖和代謝疾病風險的一個重要因素，而表觀遺傳的修飾過程參與代謝疾病的風險［3］，同時，日常的機體活動決定于能量平衡，而不是能量平衡決定于機體活動［4］。

在每一個生態(tài)系統(tǒng)中，生物群體與其周圍的非生物環(huán)境相互形成的有機綜合體，是一個開放的綜合體，在其內部各組分之間，依次進行著能量流動、物質循環(huán)和信息傳遞［5］。近年來，對代謝性疾病的分子生物學機制的研究已經達到了一個新的高度，由分子-細胞-整體的醫(yī)學研究方法也越來越被研究者所采納。如人的機體的能量平衡被外界的力量或自身問題被打破，導致機體能量的轉化或者傳遞的異常，即能量的流動異常。影響機體的分子，細胞的代謝變化，由量變產生質變，最后作用于整個機體。與疾病相關的表觀遺傳標志物，是疾病危險度的生物標志物，在臨床上，具有潛在的干預效應指標［3］。是否對機體造成某些有利或者有害的影響，從而使機體表現(xiàn)出一些相應的病理的現(xiàn)象或一些適應性的改變，中醫(yī)學的眾多研究進展中，能量結和能量平衡療法也越來越被人接受。本文將從分子-細胞-整體的角度來簡述能量的平衡與疾病的關系。

1 能量平衡與糖代謝紊亂疾病

正常人體內存在一整套精細的調節(jié)糖代謝的機制，在一次性食入大量葡萄糖之后，血糖水平不會出現(xiàn)大的波動和持續(xù)升高。當人體糖代謝發(fā)生障礙時可導致高血糖或低血糖，糖尿病是最常見的糖代謝紊亂疾病。2型糖尿病又稱非胰島素依賴型糖尿病，多在35～40歲后發(fā)病。2型糖尿病患者早期癥狀不明顯，僅有輕度乏力、口渴，常在明確診斷之前，一般多以飲食治療和口服降糖藥即可。另一部分患者以胰島素分泌缺陷為主，臨床上需補充外源性胰島素。

肝臟的ATP合成能力降低與2型糖尿病患者胰島素抵抗有關［5］，當其合成能力下降，儲存ATP受損，或其ATP所耗損時，均可引起2型糖尿病。2型糖尿病所致的肥胖患者中，更多的脂質暴露增加人體的氧化應激，可使慢性胰島素抵抗的人群肝線粒體功能惡化，導致ATP合成能力的減弱［6］。若肝臟ATP合成能力的減弱，則可引起2型糖尿病，即2型糖尿病與能量的合成與消耗的平衡直接相關，因此，人體內能量的平衡是2型糖尿病發(fā)生和發(fā)展的重要機制。2型糖尿病的治療主要為控制飲食，減少糖類的攝入量，及應用降血糖藥物等，以平衡能量的產生與利用。

2 能量平衡與脂類代謝疾病

動脈粥樣硬化（AS）是一組動脈硬化的血管病中常見的最重要的一種，其特點是受累動脈病變從內膜開始。一般先有脂質和復合糖類積聚、出血及血栓形成，纖維組織增生及鈣質沉著，并有動脈中層的逐漸蛻變和鈣化，病變常累及彈性及大中等肌性動脈，一旦發(fā)展到足以阻塞動脈腔，則該動脈所供應的組織或器官將缺血或壞死。由于在動脈內膜積聚的脂質外觀呈黃色粥樣，則稱為動脈粥樣硬化。在臨床中，大多數的AS患者，血中膽固醇比正常人高，而AS的嚴重程度隨血漿膽固醇水平的升高而加重，特別是低密度脂蛋白，極低密度脂蛋白的水平。

神經肽Y（NPY）是一種在生物體內中樞神經及外周神經廣泛表達的肽類物質，有收縮血管、促進血管平滑肌有絲分裂的作用。神經肽Y的改變在動脈粥樣硬化及相關的心血管并發(fā)癥中起重要作用，神經肽Y有促進動脈粥樣斑塊形成的作用，而其Y1受體拮抗劑可阻斷此種作用［7-8］，細胞內神經肽Y的存儲可導致升高血壓和血清膽固醇，可促進動脈內膜平均厚度的增加［9］，可見，神經肽Y是機體的血脂含量與AS發(fā)生、發(fā)展的重要調控信息之一，神經肽Y的受體拮抗劑的研究，為人類治療心血管疾病可提供有效手段［10］。

動脈粥樣硬化人群中常常伴有高膽固醇血癥，膽固醇的異常增高則由飲食中攝入過量所致。能量代謝產生的ATP，若被耗竭，攝入過量的膽固醇及脂類，則可導致能量代謝失去平衡，引發(fā)脂類代謝失調，細胞內神經肽Y的含量增高和動脈粥樣硬化等一系列變化。同理，從能量平衡的觀點，在治療或預防AS時，應使人體的能量失衡狀態(tài)逆轉，如規(guī)范飲食，減少膽固醇攝入量［11］，加強鍛煉，應用促進脂類代謝、擴張血管等藥物，以改變機體能量失衡的程度。

綜合上述，人類疾病與能量平衡間的密切相關，而在我國傳統(tǒng)醫(yī)學研究中，運用“氣血平衡”的療法治療疾病，已被更多人所接受，采用能量平衡的原理治療疾病將是一重大的突破。

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中圖分類號：R589

文獻標識碼：A

文章編號：1671-8194（2016）15-0279-02

基金項目：江蘇省預防醫(yī)學項目（Y2015069）；蘇州市社會發(fā)展項目（SS201329）

*通訊作者